2019-2020学年新教材高中物理 第1章 功和机械能 本章优化总结学案 鲁科版必修第二册

本章优化总结循网忆知速填速校提示：将以下备选答案前的字母填入左侧正确的位置afvb.c比值dfscos e位移f能量转化g.mv2h标量答案：edfhcbag功和功率的计算学生用书p281求功的大小的几种方法(1)根据公式wfscos 进行计算，此公式只适用于恒力做功(2)根据能量守恒定律或动能定理进行计算，此方法不仅适用于恒力做功，也适用于变力做功(3)根据wpt计算一段时间内做的功，此公式适用于功率恒定的情况(4)根据fs图像的物理意义计算力对物体所做的功，如图所示，阴影部分的面积在数值上等于力所做的功的大小2功率的计算方法(1)p：此式是功率的定义式，适用于任何情况下功率的计算，一般用于求平均功率(2)pfv：当v是瞬时速度时，此式计算的是f的瞬时功率；当v是平均速度时，此式计算的是f的平均功率(2019北京怀柔区期末)质量m2 kg的物体，在水平力f4 n的作用下，在光滑的水平面上从静止开始做匀加速直线运动，求：(1)力f在t2 s内对物体所做的功；(2)力f在t2 s内对物体做功的平均功率；(3)在2 s末力f对物体做功的瞬时功率解析(1)物体的加速度为：a2 m/s2则物体在2 s内的位移为：sat2222 m4 m则f在2 s内做的功为：wfs44 j16 j.(2)由平均功率的定义式，2 s内的平均功率为：p w8 w.(3)2 s末物体的速度为：v2at22 m/s4 m/s故2 s末的瞬时功率为：p2fv244 w16 w.答案(1)16 j(2)8 w(3)16 w一物体静止在粗糙水平地面上现用一大小为f1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v.若将水平拉力的大小改为f2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v.对于上述两个过程，用wf1、wf2分别表示拉力f1、f2所做的功，wf1、wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则()awf24wf1，wf22wf1bwf24wf1，wf22wf1cwf24wf1，wf22wf1dwf24wf1，wf22wf1解析：选c.wf1mv2mgt，wf2m4v2mgt，故wf24wf1；wf1mgt，wf2mgt，故wf22wf1，c正确功能关系学生用书p29几种常见功能关系的理解及应用功能关系表达式物理意义正功、负功含义能量变化重力做功与重力势能wep重力做功是重力势能变化的原因w0势能减少w0势能增加w0势能不变弹簧弹力做功与弹性势能wep弹力做功是弹性势能变化的原因w0势能减少w0势能增加w0势能不变合力做功与动能wek合外力做功是物体动能变化的原因w0动能增加w0动能减少w0动能不变除重力或系统内弹力外其他力做功与机械能we除重力或系统内弹力外其他力做功是机械能变化的原因w0机械能增加w0机械能减少w0机械能守恒(多选)如图所示，质量为m的物体(可视为质点)以某一速度由底端冲上倾角为30的固定斜面，上升的最大高度为h，其加速度大小为g.在这个过程中，物体()a重力势能增加了mghb动能减少了mghc动能减少了d机械能损失了解析物体重力势能的增加量等于克服重力做的功，选项a正确；合力做的功等于物体动能的变化，则可知动能减少量为ekma mgh，选项b错误，选项c正确；机械能的损失量等于克服摩擦力做的功，因为mgsin 30fma，ag，所以fmg，故克服摩擦力做的功wffmgmgh，选项d错误答案ac(多选)如图所示，倾角为30的粗糙斜面固定在地面上，长为l、质量为m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端平齐用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面)，在此过程中()a物块的机械能逐渐增加b软绳重力势能共减少了mglc物块减少的重力势能等于软绳克服摩擦力所做的功d软绳减少的重力势能小于其增加的动能与克服摩擦力所做的功之和解析：选bd.以物块为研究对象，细线对物块做负功，物块机械能减少，选项a错误；开始时软绳的重心在最高点下端lsin 30处，物块由静止释放后向下运动当软绳刚好全部离开斜面时，软绳重心在最高点下端处，故软绳的重心下降了l，软绳重力势能共减少了mgl，选项b正确；根据功能关系，细线对软绳做的功与软绳重力势能的减少量之和等于其动能的增加量与克服摩擦力所做的功之和，物块减少的重力势能等于克服细线拉力所做的功及其动能的增加，选项d正确，c错误解决力学问题的两大观点学生用书p301动力学的观点这是从分析物体的运动情况和受力情况入手解决力学问题的方法，其核心是牛顿运动定律和运动学公式的应用利用牛顿第二定律可以就某一状态建立合力与加速度的关系，利用运动学公式可以建立v、x、t、a之间的关系它们之间联系的桥梁是物体的加速度2能量的观点这是从分析力对物体做功与物体的能量转化情况入手解决问题的方法，其核心是利用常见的功能关系与守恒定律求解物理问题力学问题的求解方法往往比较多，一般而言，涉及力的作用、运动时间及运动状态的变化时用牛顿运动定律求解，若涉及力的作用及位移时，常用能量的观点求解而涉及恒力作用时可用多种方法求解，涉及变力作用时通常考虑用动能定理求解(2019重庆主城四区期末)较偏远的农村盖房，为夯实地基，需要用夯锤打夯如图所示，夯锤固定有四个把手，打夯时四个人分别握住一个把手，同时向上用力将夯锤提起，经一定时间后同时松手，夯锤落至地面将地基砸实某次打夯时，设夯锤的质量为80 kg，将夯锤由静止提起时，每个人都对夯锤施加竖直向上的恒力，大小均为250 n，施力持续时间0.6 s后同时松手，夯锤落地时将水平地面砸出2 cm 深的一个凹痕g取10 m/s2，求：(1)松手时夯锤获得的速度大小；(2)夯锤到达最高处时离地面的高度；(3)夯锤落地时对地面的平均作用力解析(1)设每个人对夯锤施加的力为f0，根据牛顿第二定律有：4f0mgma松手时夯锤获得的速度为v，有vat联立解得v1.5 m/s.(2)施力过程中夯锤上升的高度为h1，松手后夯锤能上升的高度为h2，夯锤能上升的最大高度为h，根据运动规律有：h1at2h2由上述各式代入数值后，解得：hh1h20.56 m.(3)设夯锤与地面撞击的过程中，地面对夯锤的平均作用力为f，对夯锤从最高点落至最低处停止的过程，应用动能定理可得：mg(hh)fh0将h0.02 m及第(1)问所得结果代入上式可得：f2.32104 n根据牛顿第三定律，夯锤对地面的平均作用力大小为2.32104 n，方向竖直向下答案(1)1.5 m/s(2)0.56 m(3)2.32104 n，方向竖直向下(2019酒泉玉门期末)如图所示，某人乘雪橇从雪坡经a点滑至b点，接着沿水平路面滑至c点停止已知a、b之间的高度差为20 m，人与雪橇的总质量为70 kg.表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据，请根据图表中的数据解决：(g取10 m/s2)位置abc速度(m/s)2.012.00时刻(s)0410(1)人与雪橇从a到b的过程中，损失的机械能为多少？(2)设人与雪橇在bc段所受阻力恒定，求阻力大小解析：(1)从a到b的过程中，人与雪橇损失的机械能eemghmvmv代入数据解得e9 100 j.(2)人与雪橇在bc段做减速运动，根据运动学公式可得在bc段的加速度a m/s22 m/s2则加速度大小为2 m/s2由牛顿第二定律得fma代入数据，可解得人与雪橇在bc段所受阻力大小f140 n.答案：(1)9 100 j(2)140 n 学生用书p31(16分)(2019湖北孝感期末)如图甲所示，一质量为m0.5 kg的电动玩具车，从倾角为30的长直轨道底端，由静止开始沿轨道向上运动，4 s末功率达到最大值，之后保持该功率不变继续运动，运动的vt图像如图乙所示，其中ab段为曲线，其他部分为直线已知玩具车运动过程中所受摩擦阻力恒为自身重力的0.3，空气阻力不计取重力加速度g10 m/s2.(1)求玩具车运动过程中的最大功率p；(2)求玩具车在4 s末时(图中a点)的速度大小v1；(3)若玩具车在12 s末刚好到达轨道的顶端，求轨道长度l.解析(1)由题意得，当玩具车达到最大速度v10 m/s匀速运动时，牵引力：fmgsin 300.3mg(2分)由pfv(1分)代入数据解得：p40 w(1分)(2)玩具车在04 s内做匀加速直线运动，设加速度为a，牵引力为f1，由牛顿第二定律得：f1(mgsin 300.3mg)ma(2分)4 s末时玩具车功率达到最大，则pf1v1(1分)由运动学公式v1at1 (其中t14 s)(1分)代入数据解得：v18 m/s.(1分