福建省2012届高考物理二轮专题总复习课件:专题4机械能.pptVIP

福建省2012届高考物理二轮专题总复习课件:专题4机械能.ppt

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专题四 机械能 例1:图4-1-1为修建高层建筑常用的塔式起重机.在起重机将质量m=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=0.2m/s2,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=1.02m/s的匀速运动.取g=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. 【解析】本题以实际生产问题为背景,要求学生能正确提取信息,正确理解实际功率和额定功率的关系,分清起重机吊起重物过程中的几个不同的运动形式及其受力情况,结合牛顿第二定律进行求解. 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=5.1×104W 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=2.04×104W.  如图4-1-2所示,在外力作用下某质点运动的v-t图象为正弦曲线.从图中可以判断( ) A.在0~t1时间内, 外力做负功 B.在0~t1时间内, 外力的功率逐渐增大 C.在t2时刻,外力的功率最大 D.在t1~t3时间内,外力做的总功为零 【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,A错.v-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,B错.同理,t2时刻外力功率最小,C错.v-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 2、(2010·福建省质检)滑板运动是一项陆地上的“冲浪运动”,具有很强的观赏性.如图4-1-3所示,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=1.25m,H3=12.75m,设滑板与轨道之间的 (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? 【解析】本题以滑板运动为背景,由浅入深地设计了三个问题.第一问解题关键是正确分析受力,区分斜面和平面摩擦力的不同,用动力学知识或动能定理列式求解.第二问的关键是建立平抛运动模型,正确分解与合成速度.第三问的关键是确定运动员在斜面上运动的始末状态,用功能关系列式并推理,寻找运动的规律. (2)运动员从c点水平飞出到落到de轨道上的过程中做平抛运动,设从c点到着陆点经过的时间为t 水平位移    ⑤ 竖直位移     ⑥ 由几何关系   ⑦ 水平方向分速度 ⑧ 竖直方向分速度 ⑨ ⑩ 联立④、⑤、⑥、⑦、⑧、⑨、⑩式并代入数据, 解得v0=10m/s ? (3)设运动员第一次沿ed斜面向上滑的最大高度为h1, 根据功能关系: ? 解得: ? 同理可得,运动员第二次沿ef斜面

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