专题五 功功率动能定

1、专题五 功功率动能定第1页，共15页，2022年，5月20日，1点36分，星期日例1用水平力F拉一物体，使物体在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动，t1时刻撤去拉力F，物体做匀减速直线运动，到t2时刻停止，其速度时间图象如图1所示，且，若拉力F做的功为W1，平均功率为P1；物体克服摩擦阻力Ff做的功为W2，平均功率为P2，则下列选项正确的是 ( )AW1W2；F2Ff BW1W2；F 2FfCP1P2；F 2Ff DP1P2；F2FfBC 第2页，共15页，2022年，5月20日，1点36分，星期日例2下列是一些说法中，正确的是 （ ）A一质点受两个力作用且处于平衡状态，这两个力在同一段时间

2、内的对物体做功一定相同B一质点受两个力作用且处于平衡状态，这两个力在同一段时间内做的功或者都为零，或者大小相在等符号相反C同样的时间内，作用力和反作用力的功大小不一定相等，但正负号一定相反D在同样的时间内，作用力和反作用力的功大小不一定相等，但正负号也不一定相反BD 因为处于平衡状态时，两个力大小相等方向相反，在同一段时间内冲量大小相等，但方向相反。由恒力做功的知识可知，说法B正确。关于作用力和反作用力的功要认识到它们是作用在两个物体上，两个物体的位移可能不同，所以功可能不同，说法C不正确，说法D正确。正确选项是BD。第3页，共15页，2022年，5月20日，1点36分，星期日例3.如图所示，

3、竖直平面内的轨道ABCD由水平轨道AB与光滑的四分之一圆弧轨道CD组成，AB恰与圆弧CD在C点相切，轨道固定在水平面上。一个质量为m的小物块（可视为质点）从轨道的A端以初动能E冲上水平轨道AB，沿着轨道运动，由DC弧滑下后停在水平轨道AB的中点。已知水平轨道AB长为L。求：（1）小物块与水平轨道的动摩擦因数 ?（2）为了保证小物块不从轨道的D端离开轨道，圆弧轨道的半径R至少是多大？（3）若圆弧轨道的半径R取第（2）问计算出的最小值，增大小物块的初动能，使得小物块冲上轨道后可以达到最大高度是1.5R处，试求物块的初动能并分析物块能否停在水平轨道上。如果能，将停在何处？如果不能，将以多大速度离开水

4、平轨道？（1）小物块最终停在AB的中点 （2）若小物块刚好到达D处，速度为零 （3）设物块以初动能E冲上轨道，可以达到的最大高度是1.5R 物块滑回C点时的动能为 故物块将停在轨道上设到A点的距离为x X=L/4第4页，共15页，2022年，5月20日，1点36分，星期日例4.滑板运动是一项陆地上的“冲浪运动”，滑板运动员可在不同的滑坡上滑行，做出各种动作给人以美的享受。如图甲所示，abcdef为同一竖直平面上依次平滑连接的滑行轨道，其中ab段水平，H=3m，bc段和cd段均为斜直轨道，倾角=37，de段是一半径R=2.5m的四分之一圆弧轨道，o点为圆心,其正上方的d点为圆弧的最高点，滑板及运

5、动员总质量m=60kg，运动员滑经d点时轨道对滑板支持力用Nd表示，忽略摩擦阻力和空气阻力，取g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8。除下述问(3)中运动员做缓冲动作以外，均可把滑板及运动员视为质点。(1)运动员从bc段紧靠b处无初速滑下，求Nd的大小；(2)运动员逐渐减小从bc上无初速下滑时距水平地面的高度h，请在图乙的坐标图上作出Nd-h图象(只根据作出的图象评分，不要求写出计算过程和作图依据)；(3)运动员改为从b点以0=4m/s的速度水平滑出，落在bc上时通过短暂的缓冲动作使他只保留沿斜面方向的速度继续滑行，则他是否会从d点滑离轨道?请通过计算得出结论(1)从开始滑下

6、至d点 (2)所求的Nd-h图象如图所示( 第5页，共15页，2022年，5月20日，1点36分，星期日例4.滑板运动是一项陆地上的“冲浪运动”，滑板运动员可在不同的滑坡上滑行，做出各种动作给人以美的享受。如图甲所示，abcdef为同一竖直平面上依次平滑连接的滑行轨道，其中ab段水平，H=3m，bc段和cd段均为斜直轨道，倾角=37，de段是一半径R=2.5m的四分之一圆弧轨道，o点为圆心,其正上方的d点为圆弧的最高点，滑板及运动员总质量m=60kg，运动员滑经d点时轨道对滑板支持力用Nd表示，忽略摩擦阻力和空气阻力，取g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8。除下述问(3)中

7、运动员做缓冲动作以外，均可把滑板及运动员视为质点。(3)运动员改为从b点以0=4m/s的速度水平滑出，落在bc上时通过短暂的缓冲动作使他只保留沿斜面方向的速度继续滑行，则他是否会从d点滑离轨道?请通过计算得出结论(3)当以v0=4m/s从b点水平滑出时，运动员做平抛运动落在Q点，如图所示。设Bq=s1， 在Q点缓冲后运动员恰从d点滑离轨道应满足： 可见滑板运动员不会从圆弧最高点d滑离轨道。 第6页，共15页，2022年，5月20日，1点36分，星期日三、反馈练习第7页，共15页，2022年，5月20日，1点36分，星期日1图为测定运动员体能的装置，轻绳拴在腰间沿水平线跨过定滑轮（不计滑轮的质量

8、与摩擦），下悬重为G的物体。设人的重心相对地面不动，人用力向后蹬传送带，使水平传送带以速率v逆时针转动。则( )A人对重物做功，功率为Gv B人对传送带的摩擦力大小等于G，方向水平向左C在时间t内人对传送带做功消耗的能量为GvtD若增大传送带的速度，人对传送带做功的功率不变BCT=Gf=T=Gf=GWf= fs= Gvt第8页，共15页，2022年，5月20日，1点36分，星期日2如图所示，小木块的质量为m，可看成质点，木板质量为M2m，长度为l，一根质量不计的轻绳通过定滑轮分别与M和m连接，小木块与木板间以及木板与水平面间的动摩擦因数均为 ，开始时木块静止在木板左端。现用水平向右的恒力将木块

9、拉至木板右端，则 （ ）A拉力至少为4 mgB拉力至少为5 mgC拉力至少做功5 mglD拉力至少做功2.5 mglmFMBDTvmfMm对m：F=T+fMm对mM：vMf=（m+M）g=3mgTF+f=2TF=5mgWF=FL/2=5mgL/2fMm=mg第9页，共15页，2022年，5月20日，1点36分，星期日3.静置在光滑水平面上坐标原点处的小物块，在水平拉力F作用下，沿x轴方向运动，拉力F随物块所在位置坐标x的变化关系如图所示，图线为半圆则小物块运动到x0处时的动能为 （ ）A0 B C D；由于水平面光滑,所以拉力F即为合外力，F随位移X的变化图象包围的面积即为F做的功，由图线可知

10、，半圆的半径为：R=F0=x0/2 设x0处的动能为EK CD 第10页，共15页，2022年，5月20日，1点36分，星期日4.一个质量为4 kg的物体静止在足够大的水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数=0.1.从t=0开始,物体受到一个大小和方向呈周期性变化的水平力F作用,力F随时间的变化规律如图所示.求83秒内物体的位移大小和力F对物体所做的功(g取10 m/s2).第1个2s内,其加速度: a1= =2 m/s2 第1个2 s末的速度:v1=a1t=22 m/s=4 m/s第1个2 s内的位移:s1=第2个2 s内做减速运动,其加速度大小:a2= 第2个2 s末的速度:v2=v1-a2

11、t=0第2个2 s内的位移 s2=故物体先匀加速2 s达最大速度4 m/s,后又匀减速运动2 s速度变为零,以后将重复这个运动.前84 s内物体的位移s=21(s1+s2)=168 m最后1 s内物体的位移 s= 故83秒内物体的位移为168 m-1 m=167 m第83秒末的速度与第3秒末的速度相等,故v=v1所以力F对物体所做的功W=mv2/2+fs83=8 J+668J=676 J第11页，共15页，2022年，5月20日，1点36分，星期日5.如图所示，质量为M=4kg的木板静止在光滑的水平面上，在木板的右端放置一个质量m=1kg大小可以忽略的铁块，铁块与木板之间的摩擦因数=0.4，在

12、铁块上加一个水平向左的恒力F=8N，铁块在长L=6m的木板上滑动。取g=10m/s2。求：（1）经过多长时间铁块运动到木板的左端（2）在铁块到达木板左端的过程中，恒力F对铁块所做的功（3）在铁块到达木板左端时，铁块和木板的总动能（1）铁块与木板间的滑动摩擦力 铁块的加速度 木板的加速度 铁块滑到木板左端的时间为t 第12页，共15页，2022年，5月20日，1点36分，星期日5.如图所示，质量为M=4kg的木板静止在光滑的水平面上，在木板的右端放置一个质量m=1kg大小可以忽略的铁块，铁块与木板之间的摩擦因数=0.4，在铁块上加一个水平向左的恒力F=8N，铁块在长L=6m的木板上滑动。取g=1

13、0m/s2。求：（1）经过多长时间铁块运动到木板的左端（2）在铁块到达木板左端的过程中，恒力F对铁块所做的功（3）在铁块到达木板左端时，铁块和木板的总动能（2）铁块位移 木板位移 恒力F做的功 W=Fs1=64J（3）方法一：铁块的动能 木板的动能 铁块和木板的总动能 第13页，共15页，2022年，5月20日，1点36分，星期日5.如图所示，质量为M=4kg的木板静止在光滑的水平面上，在木板的右端放置一个质量m=1kg大小可以忽略的铁块，铁块与木板之间的摩擦因数=0.4，在铁块上加一个水平向左的恒力F=8N，铁块在长L=6m的木板上滑动。取g=10m/s2。求：（1）经过多长时间铁块运动到木板的左端（2）在铁块到达木板左端的过程中，恒力F对铁块所做的功（3）在铁块到达木板左端时，铁块和木板的总动能方法二：铁块的速度 铁块的动能 木板的速度 木板的动能 铁块和木板的总动能 第14页，共15页，2022年，5月20日，1点36分，星期日6.如图，ABCD为一竖直平面的轨道，其中BC水平，A点比BC高出10米，BC长1米，AB和CD轨道光滑。一质量为1千克的物体，从A点以4米/秒的速度开始运动