四川物理《高考专题》(二轮)复习课件专题三功功率动能定理.ppt
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(3)以额定功率启动的过程中,机车做加速度减小的加速运 动,速度最大值等于 ,牵引力是变力,牵引力做的功W=Pt。 (4)无论哪种启动方式,最后达到最大速度时,均满足P=f阻vm, P为机车的额定功率。 【变式训练】(多选)(2013·银川一模)提高机车运动速率的有 效途径是增大发动机的功率和减小阻力因数(设阻力与物体运 动速率的平方成正比,即Ff=kv2,k是阻力因数)。当发动机的额 定功率为P0时,物体运动的最大速率为vm,如果要使物体运动的 速率增大到2vm,则下列办法可行的是 ( ) A.阻力因数不变,使发动机额定功率增大到2P0 B.发动机额定功率不变,使阻力因数减小到 C.阻力因数不变,使发动机额定功率增大到8P0 D.发动机额定功率不变,使阻力因数减小到 【解析】选C、D。速度达到最大时, 由此可知,若vm增大到2vm,当k不变时,功率P变为原来的8倍; 当功率不变时,阻力因数变为原来的 ,故C、D正确。 热点考向3 动能定理的应用? 【典例3】(18分)(2013·昆明一模)如图甲所示,在倾角为 30°的足够长光滑斜面AB前,有一粗糙水平面OA,OA长为4m。 有一质量为m的滑块,从O处由静止开始受一水平向右的力F作 用。F按图乙所示的规律变化。滑块与OA间的动摩擦因数μ= 0.25,g取10m/s2,试求: (1)滑块到A处的速度大小; (2)不计滑块在A处的速率变化,滑块冲上斜面AB的长度是多 少? 【解题探究】 (1)画出滑块在OA上的受力分析图。 提示: (2)试分析滑块冲上AB后各力做功的情况。 提示:重力做负功、支持力不做功。 【解析】(1)由题图乙知,在前2m内F1=2mg,做正功; (2分) 在第3m内F2=-0.5mg,做负功; (2分) 在第4m内F3=0。 (1分) 滑动摩擦力f=-μmg=-0.25mg,始终做负功。 (2分) 对OA过程由动能定理列式得 F1s1+F2s2+fs= -0 (3分) 即2mg×2-0.5mg×1-0.25mg×4= ,解得 vA=5 m/s。 (3分) (2)冲上斜面的过程,由动能定理得 -mg·L·sin30°=0- (3分) 所以冲上斜面AB的长度L=5m。 (2分) 答案:(1)5 m/s (2)5 m 【拓展延伸】典例中: (1)滑块再滑回A处时的速度是多大? 提示:滑块下滑时也只有重力做正功, 由mgL·sin30°= 得v′A=5 m/s (2)滑块能否滑至O处?若能,在O处的速度多大? 提示:设滑至O处的速度为v0,则在由A→O的过程中由动能定 理得: -μmg·OA= 故v0= m/s 即能滑至O处,速度为 m/s 【总结提升】 应用动能定理的三点注意 (1)如果在某个运动过程中包含有几个不同运动性质的阶段 (如加速、减速阶段),可以分段应用动能定理,也可以对全程 应用动能定理,一般对全程列式更简单。 (2)因为动能定理中功和动能均与参考系的选取有关,所以动 能定理也与参考系的选取有关。在中学物理中一般取地面为 参考系。 (3)动能定理既适用于单个物体也适用于单个物体组成的系 统。 【变式训练】(2013·海南高考)一质量m=0.6kg的物体以v0 =20m/s的初速度从倾角α=30°的斜坡底端沿斜坡向上运动。当物体向上滑到某一位置时,其动能减少了ΔEk=18J,机械能减少了ΔE=3J。不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2,求: (1)物体向上运动时加速度的大小; (2)物体返回斜坡底端时的动能。 【解析】(1)设物体运动过程中所受的摩擦力为f,向上运动 的加速度的大小为a,由牛顿第二定律可知 a= ① 设物体的动能减少ΔEk时,在斜坡上运动的距离为s,由功能 关系可知ΔEk=(mgsinα+f)s ② ΔE=fs ③ 联立①②③式,并代入数据可得a=6m/s2 ④ (2)设物体沿斜坡向上运动的最大距离为sm,由运动学规律可 得sm= ⑤ 设物体返回斜坡底端时的动能为Ek,
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