2013届高考物理二轮专题总复习课件：专题4 机械能.ppt

专题四机械能
第1课时动能定理和机械能守恒定律
此类题目如果是选择题,属于选择题中的中档难度以上的题,综合性较强;如果是计算题,一般过程复杂,难度较大,能力要求较高.
功能概念的考查是以功、功率、动能、重力势能、弹性势能、内能和电势能等概念为核心,以受力分析和运动状态分析为基础,结合图象问题和机车启动问题进行考查.
一、功能概念的理解与计算
例1:图4­1­=5×103kg的重物竖直吊起的过程中,重物由静止开始向上做匀加速直线运动,加速度a=,当起重机输出功率达到其允许的最大值时,保持该功率直到重物做vm==10m/s2,不计额外功.
求:
(1)起重机允许输出的最大功率.
(2)重物做匀加速运动所经历的时
间和起重机在第2秒末的输出功率.
解:(1)设起重机允许输出的最大功率为P0,重物达到最大速度时,拉力F0等于重力.
P0=F0vm ①
F0=mg ②
代入数据,有:P0=×104W ③
(2)匀加速运动结束时,起重机达到允许输出的最大功率,设此时重物受到的拉力为F,速度为v1,匀加速运动经历时间为t1,有:
P0=Fv1 ④ F-mg=ma ⑤ v1=at1 ⑥ 由③④⑤⑥,代入数据,得:t1=5s⑦ t=2s时,重物处于匀加速运动阶段,设此时速度为v2,输出功率为P,则 v2=at ⑧ P=Fv2 ⑨由⑤⑧⑨,代入数据,得:P=×104W.
解这类机车启动的问题时,也可以利用v-t图象帮助分析,在求“重物做匀加速运动所经历的时间”时,常见的错误是将vm当成匀加速运动的末速度;在求“起重机在第2秒末的输出功率”时,,二是不能动态分析物体的运动状态,混淆机车的两种启动方式,生搬硬套公式.
如图4­1­2所示,在外力作用下某质点运动的v-( )
~t1时间内,
外力做负功
~t1时间内,
外力的功率逐渐增大
,外力的功率最大
~t3时间内,外力做的总功为零
D
【解析】由图象知0~t1时间内,物体做加速运动,外力和速度同方向,外力做正功,-t图象的斜率表示加速度的大小,则在0~t1时间内的加速度越来越小,t=0时刻,v=0外力最大,但外力的功P=Fv最小;t=t1时刻v最大外力却最小,因此在0~t1时间内,外力的功率应是先增大后减小,,t2时刻外力功率最小,-t图线与坐标轴所围成的面积表示位移大小,因此t1~t3时间内物体发生的总位移为零,外力做的总功为零,D对.
二、动能定理的应用
例2滑板运动是一项陆地上的“冲浪运动”,,abcdef为同一竖直平面内的滑行轨道,其中bc段水平,ab、de和ef段均为倾角θ=37°的斜直轨道,轨道间均用小圆弧平滑相连(小圆弧的长度可忽略).已知H1=5m,L=15m,H2=,H3=,设滑板与轨道之间的摩擦力为它们间压力的k倍(k=),运动员连同滑板的总质量m=,在de上着陆后,经短暂的缓冲动作后保留沿斜面方向的分速度下滑,接着在def轨道上来回滑行,除缓冲外运动员连同滑板可视为质点,忽略空气阻力,取g=10m/s2,sin37°=,cos37°=:
(1)运动员从c点水平飞出时的速度大小vc;(2)运动员在de上着陆时,沿斜面方向的分速度大小v0;(3)设运动员第一次和第四次滑上ef轨道时上升的最大高度分别为h1和h4,则h4∶h1等于多少?