高中物理題型整理(高中物理題)
發(fā)布時間:2025-08-22 | 來源:互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)載和整理
1、一、有關(guān)變力功的計算:1. 轉(zhuǎn)化模型求變力的功例一:人在A點拉著繩通過一定滑輪吊起質(zhì)量m=50kg的物體,如圖所示,開始繩與水平方向夾角為60°,當人勻速提起重物由A點沿水平方向運動S=2m,而到達B點,此時繩與水平方向成30°角,求人對繩的拉力做了多少功?分析與解:人對繩的拉力大小雖然始終等于物體的重力,但方向卻時刻在變,而已知的位移S又是人沿水平方向走的距離,所以無法利用W=FScosθ 直接求拉力的功,若轉(zhuǎn)換研究對象,以物體G為對象,其動能的增量即人對物體做的功。
2、這種轉(zhuǎn)換研究對象的方法是求變力的一條有效途徑。
3、 設滑輪距地面的高度為H, 則: 人由A走到B的過程中,重物G上升的高度ΔH等于滑輪右側(cè)繩子增加的長度,即: 人對繩做的功:W=FS=GΔH 代入數(shù)據(jù)得:W=732 J。
4、 例二:把長為L的鐵釘釘入木板中,每打擊一次給予的能量為E0,已知釘子在木板中遇到的阻力與釘子進入木板的深度成正比,比例系數(shù)為K,問:把此釘子全部打入木板中,需要打擊多少次? 分析與解:在釘子進入木板的過程中,釘子把獲得的能量用來克服阻力做功,而阻力為變力,因此要求出這個力的功,可采用平均值來求。
5、又因為釘子所受的阻力與釘子進入木板的深度成正比,即:F=Kx, 所以,其平均值 ,F(xiàn)1=0,F(xiàn)2=KL, 克服阻力所做的功: 由能量守恒: , 所以: 方法二:本題中因所受的阻力與釘子進入木板的深度成正比,類似于彈簧的彈力(F=kx),因此,克服阻力所做的功,可轉(zhuǎn)化為彈簧模型,即阻力所做的功,可等效認為轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能。
6、 ,即可得出同樣的結(jié)論:
7、2. 巧用結(jié)論求變力的功 結(jié)論的引入及證明: 例三:物體靜止在光滑的水平面上,先對物體施加一個水平向右的恒力F1,立即再對它施加一個水平向左的恒力F2,又經(jīng)t秒后,物體回到出發(fā)點,在這一過程中,F(xiàn)F2分別對WW2間的關(guān)系是 A. W1= W2 B. W2= 2W1 C. W2= 3W1 D. W2= 5W1 分析與解:如圖所示,AB段物體受的作用力為F1,BCD段物體受作用力F2,設向右為正方向,AB=S, 則AB段物體的加速度: B點的速度: BCD段物體的加速度: 綜合以上各式有: A到B過程中F1做正功,BCD過程中因位移為0,F(xiàn)2的總功為0,B到D過程F2做正功,即, ∴ ,故正確選項為C。
8、 練習1:在光滑水平面上有一靜止的物體,現(xiàn)以水平恒力推這一物體,作用一段時間后,換成相反方向的恒力推這一物體,當恒力乙與恒力甲作用時間相同時,物體恰回到原處,此時物體的動能為32J,則在整個過程中,恒力甲做的功等于_____________,恒力乙做的功等于_______________。
9、 利用上述結(jié)論有: 又因為: ∴ J,J二、功能關(guān)系的應用1. 功能關(guān)系的簡單應用例四:將一個小球豎直向上拋,初動能為100J,上升到某一高度時動能減少80J,機械能損失20J,設阻力大小不變,那么小球回到拋出點時的動能為: A. 20J B. 40J C. 50J D. 80J 分析與解:物體機械能的損失是因為克服阻力做功,即當機械能減少20J時,克服阻力所做的功為20J,動能的減少是因為合外力做功,當動能減少80J時,克服重力做功為80-20=60J。
10、因此過程中位移相同,所以: ,物體上升到最高處時,動能為0,則克服重力和阻力分別做功75J和25J,同理在下落過程中克服阻力做功為25J。
11、在整個過程中重力做功為0,克服阻力做功為25+25=50J,則回到原出發(fā)點時,物體的動能為100J-50J=50J。
12、正確答案為:C 練習2:一物體以150J的初動能從傾角為θ 的斜面底端沿斜面向上做勻減速運動,當它的動能減少100J時,機械能損失了30J,物體繼續(xù)上升到最高位置時,它的重力勢能增加__________J,然后物體從最高位置返回原出發(fā)點時與放在斜面底端垂直斜面的擋板發(fā)生碰撞(碰撞過程中無機械能損失)后,物體又沿斜面向上運動,物體第二次上升時重力勢能增加的最大值是____________J。
13、答案:105J,15J。
14、2. 功能關(guān)系的綜合問題。
15、例五:如圖所示,水平傳送帶AB長L=8.3m,質(zhì)量為M=1kg的木塊隨傳送帶一起以V1=2m/s勻速運動(傳送帶的傳送速度恒定),木塊與傳送帶的動摩擦因數(shù)m =0.5,當木塊運動至最左端A點時,一顆質(zhì)量為m=20g的**以V0=300 m/s水平向右的速度正對射入木塊并穿出,穿出速度V=50 m/s,以后每隔1s就有一顆**射向木塊,設**射穿木塊的時間極短,且每次射入點各不相同,取g =10 m/s2,求:(1)在被第二顆**擊中前,木塊向右運動離A點的最大距離?(2)木塊在傳送帶上最多能被多少顆**擊中?(3)從第一顆**射中木塊到木塊最終離開傳送帶的過程中,**、木塊和傳送帶這一系統(tǒng)所產(chǎn)生的熱能是多少? 分析與解: (1)第一顆**射入木塊過程中系統(tǒng)動量守恒,以向右的方向為正方向,有: , 解得: 木塊受向左的摩擦力,以V1′向右作勻減速運動其加速度: 則木塊速度減小到0所用時間為: 解得:t1=0.6s<1s 所以,木塊在被第二顆**擊中前向右運動離A點最遠時,速度為0,移動距離為 解得S1=0.9m (2)在第二顆**射中木塊前,木塊再向左作加速運動, 時間:t2=1s-0.6s=0.4s 速度增大為: 向左移動的位移為: 所以兩顆**射中木塊的時間間隔內(nèi),木塊總位移,方向向右。
16、第16顆**擊中前,木塊向右移動的位移為第16顆**擊中后,木塊將會再向右先移動0.9m,總位移為0.9m+7.5m=8.4m>8.3m木塊將從B端落下。
17、木塊在傳送帶上最多能被16顆**擊中。
18、 (3)第一顆**擊穿木塊過程中產(chǎn)生的熱量為: J 木塊向右減速運動過程中相對傳送帶的位移為 產(chǎn)生的熱量 木塊向左加速運動過程中相對傳送帶的位移為 產(chǎn)生的熱量 第16顆**射入后木塊滑行時間為t3,有 解得t3=0.4s 木塊與傳送帶的相對位移為 產(chǎn)生的熱量 所以,全過程中產(chǎn)生的熱量 總之,在解答機械能一章有關(guān)功的計算及功能的轉(zhuǎn)化關(guān)系時,要特別注意力做了功,必有能量發(fā)生轉(zhuǎn)化,把握力的功與能量轉(zhuǎn)化之間的關(guān)系,正確列出相應的等式,求出待求的物理量。
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