小學(xué)語文復(fù)習(xí)課教案
發(fā)表時(shí)間:2021-01-18高考語文基礎(chǔ)知識(shí)專題復(fù)習(xí)學(xué)案(一)。
一名合格的教師要充分考慮學(xué)習(xí)的趣味性,作為高中教師就要在上課前做好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生更好地進(jìn)入課堂環(huán)境中來,幫助高中教師更好的完成實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。你知道如何去寫好一份優(yōu)秀的高中教案呢?小編收集并整理了“高考語文基礎(chǔ)知識(shí)專題復(fù)習(xí)學(xué)案(一)”,供您參考,希望能夠幫助到大家。
2011屆高考語文基礎(chǔ)知識(shí)專題一、(18分,每題3分)
1.下列各組加點(diǎn)字的讀音,全都不相同的一組是【】
A.編纂杜撰篡權(quán)奪位竄改文字B.箴言諍友愛憎分明蒸蒸日上
C.樹陰蔭庇應(yīng)有盡有鶯歌燕舞D.誹謗滂沱氣勢磅礴心無旁騖
2.依次填入下列各句橫線處的詞語,恰當(dāng)?shù)囊唤M是【】
⑴喬榛、丁建華應(yīng)邀中央電視臺(tái)“藝術(shù)人生”欄目,向觀眾朋友講述了他們共同走過的艱難歲月。
⑵雖然我們已經(jīng)采取了“退耕還林、防沙固沙”等一系列措施,但要恢復(fù)良好的生態(tài)環(huán)境是一項(xiàng)十分艱巨的任務(wù)。
⑶現(xiàn)在大部分人的生活都比較,但我們應(yīng)該牢記“致富思源,富而思進(jìn)”的教誨。
A.作客始終優(yōu)裕B.做客仍然優(yōu)裕C.作客仍然優(yōu)越D.做客始終優(yōu)裕
3.下列各句中加點(diǎn)的成語,使用恰當(dāng)?shù)囊豁?xiàng)是【】
A.為了紀(jì)念“鄧小平誕辰一百周年”,新落成的“小平故居”于2003年“十一”向游人開放,前往參觀的人不絕如縷。
B.為了攻克研制火箭新型燃料的技術(shù)難關(guān),全體科研人員殫精竭慮,反復(fù)試驗(yàn),無所不用其極,終于獲得了成功。
C.在繁忙而緊張的高三學(xué)習(xí)中,父母見微知著的關(guān)懷,老師循循善誘的教導(dǎo),使同學(xué)們倍受感動(dòng)和鼓舞。
D.剛工作時(shí),他可謂“劣跡斑斑”,遲到、早退、打架,不一而足;現(xiàn)在,他已是單位的“先進(jìn)職工”了。這不正印證了“過而能改,善莫大焉”的古訓(xùn)嗎?
4.下列各句中,沒有語病的一句是【】
A.由于世界性能源危機(jī),全球能源消耗總量劇增,煤和石油遭到掠奪性開采,儲(chǔ)量銳減。
B.正如“西部大開發(fā)”給西部帶來發(fā)展機(jī)遇一樣,自從國家實(shí)施“振興東北老工業(yè)基地”戰(zhàn)略方針以來,東北這塊土地重新煥發(fā)出勃勃生機(jī)。
C.他雖然是電子專業(yè)的高材生,但這次也沒看懂電腦屏幕上那條顯示錯(cuò)誤的命令。
D.杭州西泠勝跡不同凡響,不說別的,只舉1919年著名學(xué)者康有為所題“湖山最勝”石刻,可知它是杭州景點(diǎn)中的一顆明珠。
5.下列各句中標(biāo)點(diǎn)符號(hào)使用正確的一項(xiàng)是【】
A.中學(xué)生是如何支配壓歲錢的呢?我們應(yīng)該如何正確使用壓歲錢呢?你是否想過用它來做一些有意義的事?(比如捐給希望工程等)。對上述問題,我們作了一些調(diào)查。
B.徐悲鴻筆下的馬,正如有的評(píng)論家所說的那樣,“形神兼?zhèn)?,充滿生機(jī)。”現(xiàn)已成為該美術(shù)館的鎮(zhèn)館之寶。
C.2003年,中央教育部制訂了中學(xué)語文“新課標(biāo)”——《普通中學(xué)語文課程標(biāo)準(zhǔn)》——該課標(biāo)是構(gòu)建符合素質(zhì)教育要求的新的語文基礎(chǔ)課程的依據(jù)。
D.她一手提著竹籃,內(nèi)中一個(gè)碗,空的;一手拄著比她更長的竹竿,下端開了裂:她分明已經(jīng)純乎是一個(gè)乞丐了。
五、(18分)
閱讀下面的文字,完成6—9題。
父子之間的怯意 韓羽
我怕我父親,他打我是真打??粗蓤A了眼,一步一步逼近,還不敢躲,繃緊了肌肉等著,于是一巴掌扇過來,于是腦袋嗡的一聲……
有時(shí)卻是另一副樣子,比如去下地,他在前邊頭也不回地說:“唱一個(gè)我聽聽。”我在后邊就模仿著戲臺(tái)上的花臉嗚嗚哇哇地唱起來。他說:“瞎胡唱,別唱了。”我說:“你唱一個(gè)?!彼饋恚骸拔也辉?,咳咳咳咳,老王爺,咳咳咳咳……”也是隨唱隨編,瞎胡唱,越唱越帶勁兒。
我家有個(gè)大宜興壺,下地回來,泡上壺茶,父親唱得高興了,還逼著我們喝。說“逼”,是因?yàn)槲覀兿矚g喝涼水,不喜歡喝茶。“過來,喝!多清香,又解暑,你喝不喝?想挨揍啊!”
我們倆常常一起去看廟?!翱磸R”二字,說句文詞,是父親“杜撰”的??磸R就是去看廟里的壁畫,是讓我開闊眼界,是培養(yǎng)我畫畫的一種方式,這很像現(xiàn)在的參觀美術(shù)展覽館或畫廊。我父親本是老農(nóng)民,竟與文人想到了一起。
吃過早飯,父親將糞筐往肩上一背,抄起糞叉說:“走,看廟去。”母親說:“今兒不拉土了?”父親說:“回來再說?!蔽覀兙驮谶@“回來再說”的空當(dāng)里看了許多廟。廟有大有小,有遠(yuǎn)有近。近則三五里,遠(yuǎn)則十幾里。一去一回就是幾十里。全堂邑縣境內(nèi)的廟我們幾乎都看遍了。
父親對廟里的壁畫還加以評(píng)論。他指著《八仙過海》的海水說:“你看這水,漣漣地像是在顫動(dòng)?!庇钟檬置鴫φf:“這墻是平的,你再遠(yuǎn)看,不是坑坑洼洼地凸起來了嗎?”父親驚奇了,我也驚奇。其實(shí)現(xiàn)在看來,稀松得很,無非是靠了反復(fù)重疊的弧形線條引起的錯(cuò)覺。父親最佩服的是《八破圖》,破扇子、破信封、破書本、破眼鏡盒……他像在集市上買糧食粒捻來捻去還嚼一嚼那樣仔細(xì),貓著腰將那畫上的破信封的一角又摸又摳,遠(yuǎn)瞧瞧,近瞅瞅,長嘆一口氣說:“像是燒焦了一樣。”他一指點(diǎn),我也驚嘆起來。最后,總是照例的一句話:“使勁兒看,好好記住?!?br> 我12歲那年考上初中,學(xué)校在聊城,離家15公里多。過了正月十五,要開學(xué)了。吃過早飯上路,父親背上糞筐跟我走了出來,雖沒說話,我知道他是送我。一直走了10公里開外看見聊城古樓了,他說:“快到了,你走吧。”這時(shí)曠野無人,惟有寒風(fēng)積雪,一抹虛白的陽光和遠(yuǎn)處村落里的幾聲雞啼。望著逐漸遠(yuǎn)去的、背著糞筐的父親的身影,我只想返身向他追去。
再以后,我參加了工作,按家鄉(xiāng)人的看法,凡是吃公家飯的人就是“干部”。我很少回家了,一晃就是十幾年,大約是1960年,父親到天津看我來了。我說:“今兒咱們上街吃一頓狗不理包子,再領(lǐng)你去看看美術(shù)展覽?!彼麊柺裁词敲佬g(shù)展覽,我覺著一兩句話也說不清,我提起以前的事:“我小時(shí)侯你不是常領(lǐng)我去看廟嗎?和看廟差不多?!?br> 剛走過勸業(yè)場,我一回頭,見他正彎腰從地上撿煙頭,我嚷了一聲:“扔了!你也不嫌臟?!彼s緊扔了煙頭,眼神帶有惶惑和懼意。這眼神使我凄然,是什么使父親對我有了怯意?我反而愿意看到小時(shí)候父親扇我巴掌時(shí)那瞪圓了的眼。
6.在“唱戲”和“看廟”兩段描述中,除了“勤儉”外,還表現(xiàn)了“父親”哪些個(gè)性特點(diǎn)?請列點(diǎn)回答。(6分)
答:
7.請概述“父親”對“我”產(chǎn)生“怯意”的原因。(4分)
答:
8.請簡析第一自然段在作品中的作用。(4分)
答:
9.下列對這篇作品的賞析,不正確的兩項(xiàng)是(4分)【】【】
A.作品沒有完整的故事情節(jié),只是幾個(gè)生活片段的連綴,但卻真實(shí)而生動(dòng)地表現(xiàn)了父子之間微妙的心理變化和父子之間的怯意。
B.作品中不乏個(gè)性化的語言描寫,如“父親逼我喝茶”一節(jié),僅寥寥數(shù)語,就把一個(gè)既慈愛又威嚴(yán)的父親形象凸現(xiàn)在讀者眼前。
C.作品通過“看廟”時(shí)“父親驚奇”“我也驚奇”,父親“長嘆”“我也驚嘆”的描寫,生動(dòng)地表現(xiàn)了“我”對父親的“怯意”。
D.成功的細(xì)節(jié)描寫,是本文的一個(gè)藝術(shù)特色。譬如,“背糞筐”這一細(xì)節(jié),真實(shí)而自然地表現(xiàn)了父親勤勞儉樸的傳統(tǒng)農(nóng)民本色。
E.文中倒數(shù)第三段有一處情景交融的描寫,它著力渲染了一種清幽寧靜的環(huán)境氣氛,從而表達(dá)了“我”對家鄉(xiāng)的熱愛與依戀的情懷。
答案:
1.B(A.zuǎnzhuàncuàncuànB.zhēnzhèngzēngzhēngC.yīnyìnyīngyīngD.bàngpāngpángpáng。)
2.B(作客:寄居在別處。做客:拜訪別人,自己當(dāng)客人。仍然:表示情況繼續(xù)不變,這里指施加過影響而未改變。始終:指從開始到最后。優(yōu)裕:富裕,充足。優(yōu)越:優(yōu)勝,優(yōu)良。)
3.D[A不絕如縷:形容聲音細(xì)微悠長或情勢危急。(此處屬于使用對象不當(dāng))B無所不用其極:做壞事的時(shí)候什么手段都使出來。(此處屬于感情色彩不當(dāng))C見微知著:見到事情的苗頭,就能知道它的實(shí)質(zhì)和發(fā)展趨勢。(此處屬于望文生義)D不一而足:不是一種或一次,而是很多。]
4.B[A不合邏輯,因果倒置。C有歧義,是錯(cuò)誤地顯示,還是顯示出錯(cuò)誤。D成分殘缺(只舉……為例),且最后一分句表意不明。]
5.D[A應(yīng)為句內(nèi)括號(hào),改為“……有意義的事(比如……)?”B間接引用應(yīng)去掉引號(hào)內(nèi)的句號(hào),在后引號(hào)外用逗號(hào)C將第二個(gè)破折號(hào)改為句號(hào)。]
6.【歸納概括】(6分)參考要點(diǎn):①樂觀(開朗)的性格②富有生活情趣③熱愛(敬重)民間文學(xué)④煞費(fèi)苦心地培養(yǎng)兒子學(xué)習(xí)民間藝術(shù)的興趣和技能。(或煞費(fèi)苦心讓兒子在畫畫方面開闊眼界)
評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):答對其中一點(diǎn)得2分,答對其中三點(diǎn)得6分。
7.【內(nèi)容分析】(4分)參考要點(diǎn):①父子之間感情有隔膜②父子之間文化教養(yǎng)存在差異③父子之間生活環(huán)境有差異④父子之間的年齡發(fā)生變化⑤父子之間地位發(fā)生變化
評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):答對其中一點(diǎn),得2分,答對兩點(diǎn)得4分。
8.【內(nèi)容分析】(4分)①第一自然段寫“我怕我父親”,為下文寫“父親”對“我”的愛(1分)作反襯(1分);②為文末寫“父親”對“我”的怯意(1分)作鋪墊(1分);③照應(yīng)(1分)了“父子之間的怯意”(1分)這個(gè)題目。
評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):答對一點(diǎn)得2分,答對兩點(diǎn)得4分。
9.【鑒賞評(píng)價(jià)】(4分)CE(C.不是表現(xiàn)“我”對“父親”的怯意,而是表現(xiàn)了“我”對父親指點(diǎn)的領(lǐng)悟。D.不是“清幽寧靜”,而是“凄清”;也不是表達(dá)“熱愛家鄉(xiāng)”的情懷,而是一種離愁。)
評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):答對一點(diǎn)得2分,答對兩點(diǎn)得4分。
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2011屆高考語文基礎(chǔ)知識(shí)專題一、(共10分)
1.閱讀下面一首唐詩,然后回答問題。(6分)
春殘翁宏
又是春殘也,如何出翠幃。落花人獨(dú)立,微雨燕雙飛。
寓目魂將斷,經(jīng)年夢亦非。那堪向愁夕,蕭颯暮蟬輝。
⑴這首詩的題目改為“殘春”行不行?為什么?(3分)
⑵這首詩第二聯(lián)上句的“落花”和下句的雙“燕”,既是寫景,更是寫情,請結(jié)合全詩簡要賞析。(3分)
2.補(bǔ)寫出下列名句名篇中的空缺部分。(任選兩小題)(4分)
⑴是故百戰(zhàn)百勝,;,善之善者也。(《孫子兵法》)
⑵臣聞求木之長者,必固其根本;,。(魏征《諫太宗十思疏》)
⑶,。淮水東邊舊時(shí)月,夜深還過女墻來。(劉禹錫《石頭城》)
二、(18分,每小題3分)
3.下列各組詞語中加點(diǎn)的字,讀音完全相同的一組是【】
A.庇護(hù)媲美裨益婢女懲前毖后B.褐煤赫然溝壑重荷齊聲喝彩
C.揖讓羈押躋身通緝有案可稽D.吞噬嗜好整飭謚號(hào)舐犢情深
4.下列各組詞語中沒有錯(cuò)別字的一組是【】
A.歉疚一暴十寒隕身不恤人為刀俎我為魚肉
B.毗鄰風(fēng)聲鶴唳偃旗息鼓復(fù)巢之下安有完卵
C.祛除恪守不渝拈輕怕重萬變不離其宗
D.陷井不落窠臼暴戾恣睢陽春之曲和者必寡
5.依次填入下列各句橫線上的詞語,恰當(dāng)?shù)囊唤M是【】
①浮躁風(fēng)氣和商業(yè)投機(jī)心理著學(xué)術(shù)界,一些學(xué)者偏離正軌,或見利忘義,粗制濫造,或取媚世俗,熱衷炒作。
②手術(shù)前,他們把困難和危險(xiǎn)情況都考慮到了。
③因?yàn)槊Γ荒芤灰换匦牛?jǐn)在此作簡單答復(fù)。
④事物的發(fā)展一旦停滯趨于保守,就將走向滅亡,為新生事物所取代。
A.侵蝕重重?fù)褚蚨鳥.侵襲重重摘要和從而
C.侵蝕種種擇要或從而D.侵襲種種摘要和而
6.下列各句中加點(diǎn)的熟語的使用,恰當(dāng)?shù)囊豁?xiàng)是【】
A.一位老工人把祖?zhèn)鞯恼洳囟嗄甑拿髑遄之嬈髅罅x無返顧地獻(xiàn)給了歷史博物館。
B.自從開通網(wǎng)上追逃以來,那些潛逃犯就無處遁形,在劫難逃,紛紛落入法網(wǎng),等待他們的將是正義的審判。
C.真正優(yōu)秀的主持人,不在于如何展示自己的才華,而在于他能使到場的嘉賓、觀眾從容自如,如坐春風(fēng)地投入進(jìn)去,活躍起來。
D.他深深感到,由于自己決策不當(dāng),給國家造成了巨大的損失,為此他經(jīng)常寢不安席,食不甘味。
7.下列各句中,沒有語病的一項(xiàng)是【】
A.今天,一股由疏而密、由徐而疾的網(wǎng)絡(luò)世紀(jì)風(fēng)已經(jīng)登陸中國,并且正以一種令人眩目的速度觸摸著我們社會(huì)生活的各個(gè)角落。
B.一部現(xiàn)代小說的優(yōu)劣高下,不在于它是否塑造了典型環(huán)境、典型人物,而在于它是否構(gòu)筑了獨(dú)特的心靈世界。
C.對制假售假的廠家和商家要依法制裁,絕不能讓社會(huì)上那種坑害消費(fèi)者的思想任其自由泛濫。
D.俄羅斯總統(tǒng)葉利欽強(qiáng)調(diào),俄羅斯有足夠的力量制止任何奪取政權(quán)和極端行動(dòng)的計(jì)劃。
8.依次填入下列橫線上的句子,能組合成語意連貫的一項(xiàng)是【】
。十四中寨逢場,城中生意人過中寨收買山貨的很多,過渡人也特別多。。。石頭泥土為白日曬了一整天,到這時(shí)節(jié)各放散出一種熱氣。。。
①祖父在溪中渡船上,忙個(gè)不息。
②空氣中有泥土氣味,有草木氣味,還有各種甲蟲類氣味。
③天已快黑,別的雀子似乎都休息了,只杜鵑叫個(gè)不停。
④翠翠看著天上的紅云,聽著渡口飄來鄉(xiāng)生意人的雜亂聲音,心中有些薄薄的凄涼。
⑤黃昏來時(shí),翠翠坐在家中屋后白塔下,看天空被夕陽烘成桃紅色的薄云。
A.③①②⑤④B.③①④⑤②C.⑤①③②④D.⑤①④③②
三、(共12分)
9.請從下面?zhèn)溥x項(xiàng)中選擇最恰當(dāng)?shù)木渥?,填在橫線上。(只填序號(hào))(2分)
⑴倘若不幸戰(zhàn)敗,我只會(huì)在馬上戰(zhàn)死,決不會(huì)跪地投降。常言道:“。”
⑵在返鄉(xiāng)探親熱潮中,能得骨肉團(tuán)聚,相擁而哭,任老淚橫流,一抒數(shù)十年闊別的郁結(jié),已算萬幸。“。”這也是探親文學(xué)中,為何有那么多眼淚的緣故吧!
①寧為玉碎,不為瓦全②寧為雞首,不為牛后
③少小離家老大回,鄉(xiāng)音無改鬢毛衰④未老莫還鄉(xiāng),還鄉(xiāng)須斷腸
答:(1)(2)
10.仿照下列示例,以“酒”為喻體,寫兩個(gè)本體不同,意思不同的比喻句。(可以不仿示例的句式)(6分)
示例:風(fēng)
⑴他的勸告如駘蕩的春風(fēng),吹走了我心中的灰塵。
⑵幽香如微風(fēng),平心靜氣時(shí)便吹拂著你的心田。
造句:酒
⑴
⑵
11.根據(jù)提供的情景,分別寫一段得體的話,每段20字左右。(4分)
(1)情景一:假如你在市演講比賽中獲得了一等獎(jiǎng),領(lǐng)獎(jiǎng)后對未取得名次而沮喪不已的同桌說:“?!?br> (2)情景二:假如你在市演講比賽中獲得了一等獎(jiǎng),回到家里報(bào)告好消息,向正在傷心的母親說:“?!?br> 答案:
1.(1)不行,“春殘”是動(dòng)態(tài)的,表現(xiàn)了春光正在慢慢流逝,良辰美景正被時(shí)間慢慢吞噬,更讓人觸目驚心,觸景生情,而“殘春”僅僅表達(dá)一個(gè)時(shí)令,是靜態(tài)的,不具有這樣的表現(xiàn)力。(3分)
(2)落花與孤獨(dú)的主人公互相映襯,雙燕與孤獨(dú)的主人公構(gòu)成反襯,以景寫情,表現(xiàn)了主人公凄涼愁苦的心境。(3分)
2.⑴非善之善者也不戰(zhàn)而屈人之兵⑵欲流之遠(yuǎn)者必浚其泉源⑶山圍故國周遭在潮打空城寂寞回
3.B(B都讀hè。A媲pì其余bì。C揖yī其余jī。D飭chì其余shì。)
4.C(A隕→殞。B復(fù)→覆。D井→阱。)
5.C
6.D(義無返顧:在道義上只有勇往直前,絕對不能退縮回顧?!胺怠币沧鳌胺础?。在劫難逃:命中注定要遭受禍害,逃也逃不脫?,F(xiàn)在借指壞事情一定要發(fā)生,要避免也避免不了。如坐春風(fēng):比喻得到教益或感化。食不甘味:形容心里有事,吃東西都不知道滋味。)
7.A(B“塑造典型環(huán)境”搭配不當(dāng)。C“絕不能讓”與“任其自由泛濫”語義含混羅嗦。D謂語殘缺,在“極端行動(dòng)”前加“采取”。“制止……計(jì)劃”,搭配不當(dāng)。)
8.C(首先排除①;③和⑤,⑤在前;②和④,②在前,據(jù)此選C。)
9.①④
10.例如:⑴友情如酒,時(shí)間愈長久,香味愈醇厚。⑵春雨如酒,懷著心事的人只要看一眼,心就醉了。
11.例如:⑴不要沮喪,我之所以能獲獎(jiǎng),只不過機(jī)遇好一點(diǎn)而已。⑵媽媽,你知道嗎?我在市演講比賽中獲得了一等獎(jiǎng)!
高考語文基礎(chǔ)知識(shí)專題復(fù)習(xí)學(xué)案(三)
作為優(yōu)秀的教學(xué)工作者,在教學(xué)時(shí)能夠胸有成竹,作為教師就要在上課前做好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生能夠聽懂教師所講的內(nèi)容,幫助教師能夠井然有序的進(jìn)行教學(xué)。關(guān)于好的教案要怎么樣去寫呢?下面是小編精心收集整理,為您帶來的《高考語文基礎(chǔ)知識(shí)專題復(fù)習(xí)學(xué)案(三)》,歡迎大家閱讀,希望對大家有所幫助。
2011屆高考語文基礎(chǔ)知識(shí)專題一、(18分,每小題3分)
1.下列加點(diǎn)字的讀音,不完全相同的一組是【】
A.模式摩肩接踵摹寫塑料薄膜B.名伶高層建瓴囹圄綾羅綢緞
C.緘默草菅人命便箋居間調(diào)停D.通緝?nèi)f籟俱寂覬覦江山社稷
2.下列各組詞語,沒有錯(cuò)別字的一組是【】
A.梗直如梗在喉機(jī)杼紓難各抒己見B.迷惑迷天大謊貪婪自焚琳瑯滿目
C.手杖明火執(zhí)仗庖丁咆哮如法炮制D.憤懣憤起直追駐守蛀蟲中流砥柱
3.依次填入下列各句橫線處的詞語,最恰當(dāng)?shù)囊唤M是【】
①對這些人來說,僅靠道德上的自律或者單純的宣傳教育,并不一定,因此,加強(qiáng)管理并嚴(yán)格執(zhí)法,是非常必要的。
②凡以文字獲罪者,一面拿辦,一面就查抄,這并非看重他的家產(chǎn),仍在藏書和另外的文字。
③自習(xí)課上,他拿出一本武俠小說津津有味地讀著,班主任站在身后他沒有發(fā)現(xiàn)。
A.奏效查看就是/也B.生效察看就是/也C.生效察看即使/還D.奏效查看即使/還
4.下列各句中加點(diǎn)的詞語,使用不恰當(dāng)?shù)囊豁?xiàng)是【】
A.美國民主黨競選的熱門人物約翰里克對《新聞周刊》的這則不實(shí)報(bào)道立即予以否認(rèn),并說這是很久以前就被調(diào)查過的“陳芝麻爛谷子”了。
B.從歐美歸來的幾個(gè)大哥哥大姐姐,給小同學(xué)們介紹了許多異國風(fēng)情,孩子們對這些海外奇談都表現(xiàn)出了濃厚的興趣。
C.在革命戰(zhàn)爭時(shí)期,有很多青年知識(shí)分子在黨的教育下,走出了“象牙塔”,投身到火熱的斗爭中去,走上了革命道路。
D.老局長常常告戒我們,無論工作有多忙,也要抽時(shí)間多讀書,多學(xué)習(xí),否則胸?zé)o點(diǎn)墨,是難以把工作做好的。
5.下列句子中沒有語病,句意明確的一句是【】
A.有人預(yù)測,達(dá)到奧運(yùn)會(huì)男女運(yùn)動(dòng)員人數(shù)持平的目標(biāo)最遲也會(huì)在十年后實(shí)現(xiàn),甚至很有可能在北京奧運(yùn)會(huì)時(shí)就會(huì)實(shí)現(xiàn)。
B.常州延齡書畫社社員的年齡平均78歲,連續(xù)五年被評(píng)為市文聯(lián)系統(tǒng)先進(jìn)集體。
C.把文學(xué)作為一種社會(huì)現(xiàn)象看時(shí),作家是生產(chǎn)者,讀者是消費(fèi)者,而文學(xué)批評(píng)家卻是站在兩者的中間,做一個(gè)介紹人的角色。
D.我并不認(rèn)識(shí)小李,經(jīng)人介紹才知道他就是已在文壇嶄露頭角的青年詩人、師范大學(xué)教授李先生的公子。
6.下列各句中,標(biāo)點(diǎn)符號(hào)使用正確的一句是【】
A.美國、歐共體、加拿大和日本等國的金融機(jī)構(gòu)想進(jìn)一步打開中國的金融市場,(包括銀行、保險(xiǎn)和證券)的愿望仍在與日俱增。
B.文中所舉詩句為賈島“鳥宿池邊樹,僧敲月下門”,方干“軒車在何處,雨雪滿前山”,佚名“正思浮世事,又到古城邊。”
C.他們聘請中國社會(huì)科學(xué)院法學(xué)研究所民法、經(jīng)濟(jì)法研究室主任、研究員王家福、副研究員余鑫如兩位同志擔(dān)任合作總社的法律顧問。
D.電視劇《水滸傳》標(biāo)明原作者為施耐庵、羅貫中,引起許多觀眾的疑惑:《水滸傳》的作者不是施耐庵嗎?怎么又多出一個(gè)羅貫中?
二、(12分,每小題3分)
閱讀下面的文字,回答7—10題。
據(jù)英國《新科學(xué)家》2003年8月30日報(bào)道:在有關(guān)納米藥物是否對健康有害的爭論中,最終出現(xiàn)了一個(gè)令人振奮的結(jié)果,證明納米藥物能延長腦神經(jīng)細(xì)胞的壽命。在實(shí)驗(yàn)室的神經(jīng)細(xì)胞通常只能活25天左右,但在服用低劑量的氧化鈰納米顆粒后,神經(jīng)細(xì)胞的生命活動(dòng)通??蛇_(dá)6個(gè)月。這一發(fā)現(xiàn)證明了納米藥物可能有一天能用于治療與老年有關(guān)的身心失調(diào)的疾病,如老年癡呆病等。
美國奧蘭多中部佛羅里達(dá)大學(xué)分子生物學(xué)家BeverLyRzigaLinski和工程師SediptaSeal最早進(jìn)行合作研究,想看看納米藥物是否能進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。他們進(jìn)行的第一次實(shí)驗(yàn)是在培養(yǎng)皿中把納米顆粒添加到老鼠的神經(jīng)細(xì)胞上,看看神經(jīng)細(xì)胞怎樣吸收這些納米藥物。后來RzigaLinski發(fā)現(xiàn)這些神經(jīng)細(xì)胞比沒有用納米藥物治療過的神經(jīng)細(xì)胞存活的時(shí)間長得多。這些“服用”了納米藥物的神經(jīng)細(xì)胞之間彼此發(fā)送信號(hào)的能力就像年輕的細(xì)胞一樣,在培養(yǎng)皿中存活的最長時(shí)間達(dá)6個(gè)月。
該科研小組還發(fā)現(xiàn),用納米藥物治療過的神經(jīng)細(xì)胞可防止紫外線的破壞,這表明納米顆粒藥物能清除破壞神經(jīng)細(xì)胞的活性分子自由基。而已知在老化和有炎癥的細(xì)胞中普遍存在自由基。
每粒納米藥物均是由鈰原子和氧原子組成,并形成約5納米直徑的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)和自由基結(jié)合后就變成中性的無害分子。研究證明,這些納米藥物清除自由基的效率比維生素C和維生素E一類的天然清除劑的效率高3倍。而且這些納米藥物在細(xì)胞內(nèi)的作用時(shí)間要長得多。
雖然神經(jīng)細(xì)胞只接受一定劑量的納米藥物,但納米藥物可以反復(fù)地抓住自由基并清除它們,其清除自由基的作用可延續(xù)幾個(gè)月;而維生素C分子一旦和自由基結(jié)合就被破壞,不再起作用。
現(xiàn)在RzigaLinski正計(jì)劃試驗(yàn)氧化鈰納米藥物是否能減慢老鼠神經(jīng)變質(zhì)疾病的發(fā)展。她還計(jì)劃給果蠅喂納米藥物,看看這些果蠅能否比一般的果蠅活得更長。她認(rèn)為,納米藥物可能有一天被用來涂覆人工關(guān)節(jié)和醫(yī)用設(shè)備,以減少病人發(fā)炎。但倫敦帝國大學(xué)的化學(xué)家TonyCass告誡說:在人身上應(yīng)用納米藥物之前,必須回答人們關(guān)心的安全問題,因?yàn)槲覀冃枰紤]納米藥物是否可能與細(xì)胞的其它成分發(fā)生相互作用。
7.對“納米藥物”的解釋,不恰當(dāng)?shù)囊豁?xiàng)是【】
A.一種能夠大大延長神經(jīng)細(xì)胞的生命活動(dòng)的藥物
B.一種比普通藥物能加大提高清除細(xì)胞中的自由基效率的藥物
C.一種能防止紫外線損害人的健康的藥物
D.一種由鈰原子和氧原子組成的結(jié)構(gòu)為約5納米直徑的藥物
8.對“納米藥物能延長神經(jīng)細(xì)胞的壽命”的原理,說明正確的一項(xiàng)是【】
A.納米藥物可使腦神經(jīng)細(xì)胞的生命運(yùn)動(dòng)由25天左右適當(dāng)延長至6個(gè)月
B.納米藥物能以較高效率清除破壞神經(jīng)細(xì)胞的活性分子自由基
C.由鈰原子和氧原子組成的結(jié)構(gòu)在腦神經(jīng)細(xì)胞中存活的時(shí)間更長
D.通過納米藥物結(jié)構(gòu)微小的特點(diǎn)滲透進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞中去發(fā)揮作用
9.對佛羅里達(dá)大學(xué)生物學(xué)家和工程師的科研內(nèi)容與方法,表述不正確的一項(xiàng)是【】
A.使用納米藥物治療過的神經(jīng)細(xì)胞與沒有用納米藥物治療過的神經(jīng)細(xì)胞存活的時(shí)間長短問題
B.神經(jīng)細(xì)胞在納米藥物的作用下與不在藥物作用下彼此發(fā)送信號(hào)的能力強(qiáng)弱的對比觀察
C.佛羅里達(dá)大學(xué)的生物學(xué)家和工程師在研究納米藥物作用時(shí)采用了對比研究的方法進(jìn)行研究
D.佛羅里達(dá)大學(xué)的生物學(xué)家和工程師取得一個(gè)又一個(gè)研究成果是因?yàn)樗麄儾捎昧酥鸩酵七M(jìn)的研究方法
10.根據(jù)原文所提供的信息,以下推斷正確的一項(xiàng)是【】
A.納米藥物的發(fā)展主要在于如何改進(jìn)納米藥物自身的成分(鈰原子和氧原子)組成與組織結(jié)構(gòu)(約5納米的直徑)的問題。
B.老年癡呆病這樣的與老年人有關(guān)的身心失調(diào)疾病在不久的將來會(huì)因?yàn)榧{米藥物即將研究成功而得到有效治療。
C.在給人使用納米藥物之前,要從藥物安全的角度解決納米藥物是否可能與細(xì)胞的其它成分產(chǎn)生不良作用的問題。
D.納米藥物一旦在人的神經(jīng)細(xì)胞中應(yīng)用,就解決了目前沒有任何藥物可以解決的細(xì)胞老化及炎癥的問題。
答案:
1.D(緝讀jī其余讀jì。)
2.C(A如?!珲啠籅迷天→彌天;D憤起→奮起。)
3.A(①“奏效”表示發(fā)生預(yù)期的效果,“生效”表示發(fā)生效力。從句意上看,“奏效”合適。②“查看”著重指為檢查某種情況而看,目的在于發(fā)現(xiàn)異情;“察看”著重指為了解情況而看,目的在于熟悉情況。③句子間不是假設(shè)關(guān)系。)
4.B(“海外奇談”指荒遠(yuǎn)無據(jù)的、稀奇古怪的談?wù)摶騻髡f。這里屬望文生義。)
5.C(A結(jié)構(gòu)混亂,去掉“達(dá)到”;B在“連續(xù)”之前補(bǔ)上“該社”,否則后一句缺少主語;D有歧義。)
6.D(A括號(hào)前的逗號(hào)應(yīng)去掉;B句末的句號(hào)應(yīng)放在引號(hào)外;C在不同層次的語言結(jié)構(gòu)中都用頓號(hào),造成結(jié)構(gòu)不清。第一個(gè)頓號(hào)改為“及”或“和”,第二頓號(hào)不變,第三個(gè)頓號(hào)改為“和”。)
7.C(納米藥物本身是否能阻止紫外線損害原文無此信息。)
8.B(A是觀察現(xiàn)象,不是原理;C“存活時(shí)間長”沒有點(diǎn)到關(guān)鍵處,關(guān)鍵是這種結(jié)構(gòu)和自由基結(jié)合后發(fā)生變化,清除自由基的效率高。D原理表述不準(zhǔn)。)
9.D(沒有取得一個(gè)又一個(gè)研究成果。)
10.C(A目前的發(fā)展主要是能否應(yīng)用的問題。B“不久的將來”,不能這樣確定;“納米藥物即將研究成功”的說法也欠妥,因?yàn)橐呀?jīng)有納米藥物。D維生素也有改變細(xì)胞老化和預(yù)防炎癥的作用,只是沒有納米藥物作用力大。)
高考物理基礎(chǔ)知識(shí)專題復(fù)習(xí)教案
第四章第一節(jié)曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)合成與分解
基礎(chǔ)知識(shí)一、曲線運(yùn)動(dòng):
1.曲線運(yùn)動(dòng)是指物體運(yùn)動(dòng)的軌跡為曲線;曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向是該點(diǎn)的切線方向;曲線運(yùn)動(dòng)速度方向不斷變化,故曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng).
2.物體做一般曲線運(yùn)動(dòng)的條件:運(yùn)動(dòng)物體所受的合外力(或加速度)的方向跟它的速度方向不在同一直線上(即合外力或加速度與速度的方向成一個(gè)不等于零或π的夾角).
說明:做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,其軌跡向合外力所指一側(cè)彎曲.根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡,可以判斷出物體所受合外力的大致方向.
當(dāng)物體受到的合外力的方向與速度方向的夾角為銳角時(shí),物體做曲線運(yùn)動(dòng)速率將增大,當(dāng)物體受到的合外力的方向與速度方向的夾角為鈍角時(shí),物體做曲線運(yùn)動(dòng)的速率將減小。
3.重點(diǎn)掌握的兩種情況:一是加速度大小、方向都不變的曲線運(yùn)動(dòng),叫勻變曲線運(yùn)動(dòng),如平拋運(yùn)動(dòng);另一是加速度大小不變、方向時(shí)刻改變的曲線運(yùn)動(dòng),如勻速圓周運(yùn)動(dòng).
例1.如圖5-1-1所示,物體在恒力F作用下沿曲線從A運(yùn)動(dòng)到B,這時(shí)突然使它所受力反向,大小不變,即由F變?yōu)椋璅.在此力作用下,物體以后
A.物體不可能沿曲線Ba運(yùn)動(dòng)
B.物體不可能沿直線Bb運(yùn)動(dòng)
C.物體不可能沿曲線Bc運(yùn)動(dòng)
D.物體不可能沿原曲線返回到A點(diǎn)
練習(xí)1.關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的說法正確的是()
A.變速運(yùn)動(dòng)一定是曲線運(yùn)動(dòng)
B.曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)
C.曲線運(yùn)動(dòng)一定是變加速運(yùn)動(dòng)
D.曲線運(yùn)動(dòng)一定是加速度不變的勻變速運(yùn)動(dòng)
練習(xí)2.質(zhì)點(diǎn)在一平面內(nèi)沿曲線由P運(yùn)動(dòng)到Q,如果用v、a、F分別表示質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中的速度、加速度和受到的合外力,下列圖象可能正確的是()
答案D
二、運(yùn)動(dòng)的合成:
1.由已知的分運(yùn)動(dòng)求其合運(yùn)動(dòng)叫運(yùn)動(dòng)的合成.這既可能是一個(gè)實(shí)際問題,即確有一個(gè)物體同時(shí)參與幾個(gè)分運(yùn)動(dòng)而存在合運(yùn)動(dòng);又可能是一種思維方法,即可以把一個(gè)較為復(fù)雜的實(shí)際運(yùn)動(dòng)看成是幾個(gè)基本的運(yùn)動(dòng)合成的,通過對簡單分運(yùn)動(dòng)的處理,來得到對于復(fù)雜運(yùn)動(dòng)所需的結(jié)果.
2.描述運(yùn)動(dòng)的物理量如位移、速度、加速度都是矢量,運(yùn)動(dòng)的合成應(yīng)遵循矢量運(yùn)算的法則:
(1)如果分運(yùn)動(dòng)都在同一條直線上,需選取正方向,與正方向相同的量取正,相反的量取負(fù),矢量運(yùn)算簡化為代數(shù)運(yùn)算.
(2)如果分運(yùn)動(dòng)互成角度,運(yùn)動(dòng)合成要遵循平行四邊形定則.
3.合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)取決于分運(yùn)動(dòng)的情況:
①兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)仍為勻速直線運(yùn)動(dòng).
②一個(gè)勻速運(yùn)動(dòng)和一個(gè)勻變速運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng),二者共線時(shí),為勻變速直線運(yùn)動(dòng),二者不共線時(shí),為勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。
③兩個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)為勻變速運(yùn)動(dòng),當(dāng)合運(yùn)動(dòng)的初速度與合運(yùn)動(dòng)的加速度共線時(shí)為勻變速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)合運(yùn)動(dòng)的初速度與合運(yùn)動(dòng)的加速度不共線時(shí)為勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。
三、運(yùn)動(dòng)的分解
1.已知合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng)叫運(yùn)動(dòng)的分解.
2.運(yùn)動(dòng)分解也遵循矢量運(yùn)算的平行四邊形定則.
3.將速度正交分解為vx=vcosα和vy=vsinα是常用的處理方法.
4.速度分解的一個(gè)基本原則就是按實(shí)際效果來進(jìn)行分解,常用的思想方法有兩種:一種思想方法是先虛擬合運(yùn)動(dòng)的一個(gè)位移,看看這個(gè)位移產(chǎn)生了什么效果,從中找到運(yùn)動(dòng)分解的辦法;另一種思想方法是先確定合運(yùn)動(dòng)的速度方向(物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向就是合速度的方向),然后分析由這個(gè)合速度所產(chǎn)生的實(shí)際效果,以確定兩個(gè)分速度的方向.
四、合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的特征:
(1)等時(shí)性:合運(yùn)動(dòng)所需時(shí)間和對應(yīng)的每個(gè)分運(yùn)動(dòng)所需時(shí)間相等.
(2)獨(dú)立性:一個(gè)物體可以同時(shí)參與幾個(gè)不同的分運(yùn)動(dòng),各個(gè)分運(yùn)動(dòng)獨(dú)立進(jìn)行,互不影響.
(3)等效性:合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)是等效替代關(guān)系,不能并存;
(4)矢量性:加速度、速度、位移都是矢量,其合成和分解遵循平行四邊形定則。
例2.(09廣東理科基礎(chǔ)6)船在靜水中的航速為v1,水流的速度為v2。為使船行駛到河正對岸的碼頭,則v1相對v2的方向應(yīng)為()
解析:根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解的知識(shí),可知要使船垂直達(dá)到對岸即要船的合速度指向?qū)Π丁8鶕?jù)平行四邊行定則,C能。
規(guī)律方法1、運(yùn)動(dòng)的合成與分解的應(yīng)用
合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系:滿足等時(shí)性與獨(dú)立性.即各個(gè)分運(yùn)動(dòng)是獨(dú)立進(jìn)行的,不受其他運(yùn)動(dòng)的影響,合運(yùn)動(dòng)和各個(gè)分運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間相等,討論某一運(yùn)動(dòng)過程的時(shí)間,往往可直接分析某一分運(yùn)動(dòng)得出.
例3.如圖所示的塔吊臂上有一可以沿水平方向運(yùn)動(dòng)的小車A,小車下裝有吊著物體B的吊鉤.在小車A與物體B以相同的水平速度沿吊臂方向勻速運(yùn)動(dòng)的同時(shí),吊鉤將物體B向上吊起,A、B之間的距離以(SI)(SI表示國際單位制,式中H為吊臂離地面的高度)規(guī)律變化,則物體做()
(A)速度大小不變的曲線運(yùn)動(dòng).(B)速度大小增加的曲線運(yùn)動(dòng).
(C)加速度大小方向均不變的曲線運(yùn)動(dòng).
(D)加速度大小方向均變化的曲線運(yùn)動(dòng).答案:BC
2、繩子與物體連接時(shí)速度分解
把物體的實(shí)際速度分解為垂直于繩(或桿)和平行于繩(或桿)的兩個(gè)分量,根據(jù)沿繩(桿)方向的分速度大小相同求解
例4.如圖所示,卡車通過定滑輪牽引河中的小船,小船一直沿水面運(yùn)動(dòng).在某一時(shí)刻卡車的速度為v,繩AO段與水平面夾角為θ,不計(jì)摩擦和輪的質(zhì)量,則此時(shí)小船的水平速度多大?
【正解】小船的運(yùn)動(dòng)為平動(dòng),而繩AO上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是平動(dòng)加轉(zhuǎn)動(dòng).以連接船上的A點(diǎn)為研究對象,如圖所示,A的平動(dòng)速度為v,轉(zhuǎn)動(dòng)速度為vn,合速度vA即與船的平動(dòng)速度相同.則由圖可以看出vA=
練習(xí)3.如圖5-1-14示,在河岸上用細(xì)繩拉船,為了使船勻速靠岸,拉繩的速度必須是()
A.加速拉
B.減速拉
C.勻速拉
D.先加速后減速拉
例5.如圖所示的裝置中,物體A、B的質(zhì)量mA>mB。最初,滑輪兩側(cè)的輕繩都處于豎直方向,若用水平力F向右拉A,起動(dòng)后,使B勻速上升。設(shè)水平地面對A的摩擦力為f,繩對A的拉力為T,則力f,T及A所受合力F合的大?。ǎ?br>
A.F合≠O,f減小,T增大;B.F合≠O,f增大,T不變;
C.F合=O,f增大,T減??;D.F合=O,f減小,T增大;
分析:顯然此題不能整體分析。B物體勻速上升為平衡狀態(tài),所受的繩拉力T恒等于自身的重力,保持不變。A物體水平運(yùn)動(dòng),其速度可分解為沿繩長方向的速度(大小時(shí)刻等于B物體的速度)和垂直于繩長的速度(與B物體的速度無關(guān)),寫出A物體速度與B物體速度的關(guān)系式,可以判斷是否勻速,從而判斷合力是否為零。
解:隔離B物體:T=mBg,保持不變。隔離A物體:受力分析如圖所示,設(shè)繩與水平線夾角為θ,則:
①隨A物體右移,θ變小,由豎直平衡可以判斷支持力變大。由f=μN(yùn),得f變大。
②將A物體水平運(yùn)動(dòng)分解如圖所示,有vB=vAcosθ,故隨θ變小,cosθ變大,VB不變,VA變小,A物體速度時(shí)時(shí)改變,必有F合≠O。
所得結(jié)論為:F合≠O,f變大,T不變。B項(xiàng)正確。
3、小船渡河問題分析
船在有一定流速的河中過河時(shí),實(shí)際上參與了兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng),即隨水流的運(yùn)動(dòng)(水沖船的運(yùn)動(dòng))和船相對水的運(yùn)動(dòng)(即在靜水中船的運(yùn)動(dòng)),船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是這兩種運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。
例6.如圖所示,河水的流速為4m/s,一條船要從河的南岸A點(diǎn)沿與河岸成30°角的直線航行到北岸下游某處,則船的開行速度(相對于水的速度)最小為(A)
A.2m/sB.3m/sC.4m/sD.5m/s
練習(xí)4.如圖1所示,直線AB和CD表示彼此平行且筆直的河岸。若河水不流動(dòng),小船船頭垂直河岸由A點(diǎn)勻速駛向?qū)Π?,小船的運(yùn)動(dòng)軌跡為直線P。若河水以穩(wěn)定的速度沿平行河岸方向流動(dòng),且整個(gè)河中水的流速處處相等,現(xiàn)仍保持小船船頭垂直河岸由A點(diǎn)勻速駛向?qū)Π叮瑒t小船實(shí)際運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是圖中的()
A.直線PB.曲線Q
C.直線RD.曲線S
例7.一條寬度為L的河,水流速度為vs,已知船在靜水中的航速為vc,那么,(1)怎樣渡河時(shí)間最短?(2)若vs<vc怎樣渡河位移最???(3)若vs>vc,怎樣渡河船漂下的距離最短?
分析與解:(1)如圖2甲所示,設(shè)船上頭斜向上游與河岸成任意角θ,這時(shí)船速在垂直于河岸方向的速度分量V1=Vcsinθ,渡河所需時(shí)間為:.
可以看出:L、Vc一定時(shí),t隨sinθ增大而減??;當(dāng)θ=900時(shí),sinθ=1,所以,當(dāng)船頭與河岸垂直時(shí),渡河時(shí)間最短,.
(2)如圖2乙所示,渡河的最小位移即河的寬度。為了使渡河位移等于L,必須使船的合速度V的方向與河岸垂直。這是船頭應(yīng)指向河的上游,并與河岸成一定的角度θ。根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系有:Vccosθ─Vs=0.
所以θ=arccosVs/Vc,因?yàn)?≤cosθ≤1,所以只有在VcVs時(shí),船才有可能垂直于河岸橫渡。
(3)如果水流速度大于船上在靜水中的航行速度,則不論船的航向如何,總是被水沖向下游。怎樣才能使漂下的距離最短呢?如圖2丙所示,設(shè)船頭Vc與河岸成θ角,合速度V與河岸成α角??梢钥闯觯害两窃酱?,船漂下的距離x越短,那么,在什么條件下α角最大呢?以Vs的矢尖為圓心,以Vc為半徑畫圓,當(dāng)V與圓相切時(shí),α角最大,根據(jù)cosθ=Vc/Vs,船頭與河岸的夾角應(yīng)為:θ=arccosVc/Vs.
船漂的最短距離為:.此時(shí)渡河的最短位移為:.
4、曲線運(yùn)動(dòng)條件的應(yīng)用
做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,其軌跡向合外力所指的一方彎曲,若已知物體的運(yùn)動(dòng)軌跡,可判斷出合外力的大致方向.若合外力為變力,則為變加速運(yùn)動(dòng);若合外力為恒力,則為勻變速運(yùn)動(dòng);
例8.質(zhì)量為m的物體受到一組共點(diǎn)恒力作用而處于平衡狀態(tài),當(dāng)撤去某個(gè)恒力F1時(shí),物體可能做()
A.勻加速直線運(yùn)動(dòng);B.勻減速直線運(yùn)動(dòng);
C.勻變速曲線運(yùn)動(dòng);D.變加速曲線運(yùn)動(dòng)。
分析與解:
當(dāng)撤去F1時(shí),由平衡條件可知:物體此時(shí)所受合外力大小等于F1,方向與F1方向相反。
若物體原來靜止,物體一定做與F1相反方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
若物體原來做勻速運(yùn)動(dòng),若F1與初速度方向在同一條直線上,則物體可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng)或勻減速直線運(yùn)動(dòng),故A、B正確。
若F1與初速度不在同一直線上,則物體做曲線運(yùn)動(dòng),且其加速度為恒定值,故物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),故C正確,D錯(cuò)誤。正確答案為:A、B、C。
例9.圖中實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場線,虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡,a,b是軌跡上的兩點(diǎn).若帶電粒子在運(yùn)動(dòng)中只受電場力作用,根據(jù)此圖可作出正確判斷的是()
A.帶電粒子所帶電荷的符號(hào)B.帶電粒子在a,b兩點(diǎn)的受力方向
C.帶電粒子在a,b兩點(diǎn)的速度何處較大
D.帶電粒子在a,b兩點(diǎn)的加速度方向如何
解析:由圖中的曲線可以看出,不管帶電粒子由a→b還是由b→a,力的方向必然指向左下方,從而得到正確答案:BCD
例10.(09廣東理科基礎(chǔ)16)如圖所示,一帶負(fù)電粒子以某速度進(jìn)入水平向右的勻強(qiáng)電場中,在電場力作用下形成圖中所示的運(yùn)動(dòng)軌跡。M和N是軌跡上的兩點(diǎn),其中M點(diǎn)在軌跡的最右點(diǎn)。不計(jì)重力,下列表述正確的是(C)
A.粒子在M點(diǎn)的速率最大
B.粒子所受電場力沿電場方向
C.粒子在電場中的加速度不變
D.粒子在電場中的電勢能始終在增加
解析:根據(jù)做曲線運(yùn)動(dòng)物體的受力特點(diǎn)合力指向軌跡的凹一側(cè),再結(jié)合電場力的特點(diǎn)可知粒子帶負(fù)電,即受到的電場力方向與電場線方向相反,B錯(cuò);從N到M電場力做負(fù)功,減速,電勢能在增加,當(dāng)達(dá)到M點(diǎn)后電場力做正功加速電勢能在減小則在M點(diǎn)的速度最小A錯(cuò),D錯(cuò);在整個(gè)過程中只受電場力,根據(jù)牛頓第二定律加速度不變。
高考物理基礎(chǔ)知識(shí)功和能專題復(fù)習(xí)教案
高三第一輪復(fù)習(xí)第五章功和能
第一節(jié)功
基礎(chǔ)知識(shí)一、功的概念
1、定義:力和力的作用點(diǎn)通過位移的乘積.
2.做功的兩個(gè)必要因素:力和物體在力的方向上的位移
3、公式:W=FScosα(α為F與s的夾角).
說明:恒力做功大小只與F、s、α這三個(gè)量有關(guān).與物體是否還受其他力、物體運(yùn)動(dòng)的速度、加速度等其他因素?zé)o關(guān),也與物體運(yùn)動(dòng)的路徑無關(guān).
4.單位:焦耳(J)1J=1Nm.
5.物理意義:表示力在空間上的積累效應(yīng),是能的轉(zhuǎn)化的量度
6.功是標(biāo)量,沒有方向,但是有正負(fù).正功表示動(dòng)力做功,負(fù)功表示阻力做功,功的正負(fù)表示能的轉(zhuǎn)移方向.
①當(dāng)0≤a<900時(shí)W>0,力對物體做正功;
②當(dāng)α=900時(shí)W=0,力對物體不做功;
③當(dāng)900<α≤1800時(shí)W<0,力對物體做負(fù)功或說成物腳體克服這個(gè)力做功,這兩種說法是從二個(gè)角度來描述同一個(gè)問題.
二、注意的幾個(gè)問題
①F:當(dāng)F是恒力時(shí),我們可用公式W=Fscosθ運(yùn)算;當(dāng)F大小不變而方向變化時(shí),分段求力做的功;當(dāng)F的方向不變而大小變化時(shí),不能用W=Fscosθ公式運(yùn)算(因數(shù)學(xué)知識(shí)的原因),我們只能用動(dòng)能定理求力做的功.
②S:是力的作用點(diǎn)通過的位移,用物體通過的位移來表述時(shí),在許多問題上學(xué)生往往會(huì)產(chǎn)生一些錯(cuò)覺,在后面的練習(xí)中會(huì)認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn),另外位移S應(yīng)當(dāng)弄清是相對哪一個(gè)參照物的位移
③功是過程量:即做功必定對應(yīng)一個(gè)過程(位移),應(yīng)明確是哪個(gè)力在哪一過程中的功.
④什么力做功:在研究問題時(shí),必須弄明白是什么力做的功.如圖所示,在力F作用下物體勻速通過位移S則力做功FScosθ,重力做功為零,支持力做功為零,摩擦力做功-Fscosθ,合外力做功為零.
例1.如圖所示,在恒力F的作用下,物體通過的位移為S,則力F做的功為
解析:力F做功W=2Fs.此情況物體雖然通過位移為S.但力的作用點(diǎn)通過的位移為2S,所以力做功為2FS.答案:2Fs
例2.如圖所示,把A、B兩球由圖示位置同時(shí)由靜止釋放(繩開始時(shí)拉直),則在兩球向左下擺動(dòng)時(shí).下列說法正確的是
A、繩子OA對A球做正功
B、繩子AB對B球不做功
C、繩子AB對A球做負(fù)功
D、繩子AB對B球做正功
解析:由于O點(diǎn)不動(dòng),A球繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),OA對球A不做功。對于AB段,我們可以想象,當(dāng)擺角較小時(shí).可以看成兩個(gè)擺長不等的單擺,由單擺的周期公式就可以看出,A擺將先回到平衡位置.B擺將落后于A擺,AB繩對A球做負(fù)功,對B球做正功。答案:CD
擴(kuò)展與研究:一個(gè)力對物體做不做功,是正功還是負(fù)功,判斷的方法是:①看力與位移之間夾角,或者看力與速度方向之間的夾角:為銳角時(shí),力對物體做正功,在上例中AB的拉力與B球的速度方向就是銳角;為鈍角時(shí),力對物體做負(fù)功,上例中AB的拉力與A球的速度方向就是鈍角。為直角時(shí),力對物體不做功,上例中OA與A球的拉力與A球速度方向就是直角。②看物體間是否有能量轉(zhuǎn)化。若有能量轉(zhuǎn)化,則必定有力做功。此法常用于相連的物體做曲線運(yùn)動(dòng)的情況。
練習(xí)1:如圖所示,一輛小車靜止在光滑水平導(dǎo)軌上,一個(gè)小球用細(xì)繩懸掛在車上,由圖中位置無初速釋放,則在小球下擺過程中,繩的拉力()
A、對小球不做功
B、對小球做正功
C、對小球做負(fù)功
D、對小車做正功
規(guī)律方法1、恒力功的計(jì)算方法
1.由公式W=Fscosα求解
兩種處理辦法:
①W等于力F乘以物體在力F方向上的分位移scosα,即將物體的位移分解為沿F方向上和垂直F方向上的兩個(gè)分位移s1和s2,則F做的功W=Fs1=Fscosα.
②W等于力F在位移s方向上的分力Fcosα乘以物體的位移s,即將力F分解為沿s方向和垂直s方向的兩個(gè)分力F1和F2,則F做功W=F1s=Fcosαs.
注意:這種方法只能用來計(jì)算恒力做功(軌跡可以是直線也可以是曲線)
例3.如圖所示,質(zhì)量為m的物體,靜止在傾角為α的粗糙的斜面體上,當(dāng)兩者一起向右勻速直線運(yùn)動(dòng),位移為S時(shí),斜面對物體m的彈力做的功是多少?物體m所受重力做的功是多少?摩擦力做功多少?斜面對物體m做功多少?
解析:物體m受力如圖所示,m有沿斜面下滑的趨勢,f為靜摩擦力,位移S的方向同速度v的方向.彈力N對m做的功W1=Nscos(900+α)=-mgscosαsinα,
重力G對m做的功W2=Gscos900=0.摩擦力f對m做的功W3=fscosα=mgscosαsinα.斜面對m的作用力即N和f的合力,方向豎直向上,大小等于mg(m處于平衡狀態(tài)),則:w=F合scos900=mgscos900=o
答案:-mgscosαsinα,0,mgscosαsinα,0
點(diǎn)評(píng):求功,必須清楚地知道是哪個(gè)力的功,應(yīng)正確地畫出力、位移,再求力的功.
2、多個(gè)力的總功求解
①用平行四邊形定則求出合外力,再根據(jù)w=F合scosα計(jì)算功.注意α應(yīng)是合外力與位移s間的夾角.
②分別求各個(gè)外力的功:W1=F1scosα1,W2=F2scosα2……再求各個(gè)外力功的代數(shù)和.
例4.物體靜止在光滑水平面上,先對物體施一水平右的恒力Fl,經(jīng)ts后撤去F1,立即再對它施一水平向左的恒力F2,又經(jīng)ts后物體回到原出發(fā)點(diǎn),在這一點(diǎn)過程中,F(xiàn)l、F2分別對物體做的功W1、W2間的關(guān)系是()
A.W1=W2;B.W2=2W1;C.W2=3W1;D.W2=5W1;
【解析】認(rèn)為F1和F2使物體在兩段物理過程中經(jīng)過的位移、時(shí)間都相等,故認(rèn)為W1=W2而誤選A;
而認(rèn)為后一段過程中多運(yùn)動(dòng)了一段距離而誤選B。這都反映了學(xué)生缺乏一種物理思想:那就是如何架起兩段物理過程的橋梁?很顯然,這兩段物理過程的聯(lián)系點(diǎn)是“第一段過程的末速度正是第二段過程的初速度”。由于本題雖可求出返回時(shí)的速度,但如果不注意加速度定義式中ΔV的矢量性,必然會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤,錯(cuò)誤得到其結(jié)果v2=0,而誤選A,其原因就是物體的運(yùn)動(dòng)有折返。
解法1:如圖,A到B作用力為F1,BCD作用力為F2,由牛頓第二定律F=ma,及勻減速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式S=vot-at2,勻加速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式v0=at,設(shè)向右為正,AB=S,可得:
一S=v0t-a2t2=(a1t)t-a2t2,S=0+a1t2;∴-a1t2=a1t2-a2t2;即
∴F2=3F1
A到B過程F1做正功,BCB/過程F2的功抵消,B/到D過程F2做正功,即W1=F1S,W2=F2S,∴W2=3W1,
解法2:設(shè)F2的方向?yàn)檎较颍現(xiàn)1作用過程位移為S,F(xiàn)1對物體做正功,由動(dòng)能定理:F1S=mv12。
在F2作用的過程中,F(xiàn)2的位移為一S,與F2同向,物體回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)速度為v2,由動(dòng)能定理得:F2S=mv22-mv12。由牛頓第二定律得.∴v2=2v1,∴W2=3W1
拓展:若該物體回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為32J,則Fl、F2分別對物體做的功W1、W2是多少?
由動(dòng)能定理得:ΔEK=W1+W2=32J,W1/W2=F1/F2,∴W1=8J;W2=24J。
3、變力做功問題
①W=Fscosα是用來計(jì)算恒力的功,若是變力,求變力的功只有通過將變力轉(zhuǎn)化為恒力,再用W=Fscosα計(jì)算.
例5.如圖19-B-2所示,用恒力F拉繩,使物體沿水平地面從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn),AB=s圖中αβ已知(繩不可伸長;不計(jì)繩滑輪質(zhì)量和滑輪摩擦)求F對物體做的功。
②有兩類不同的力:一類是與勢能相關(guān)聯(lián)的力,比如重力、彈簧的彈力以及電場力等,它們的功與路徑無關(guān),只與位移有關(guān)或者說只與始末點(diǎn)的位置有關(guān);另一類是滑動(dòng)摩擦力、空氣阻力等,在曲線運(yùn)動(dòng)或往返運(yùn)動(dòng)時(shí),這類力(大小不變)的功等于力和路程(不是位移)的積.
例6.以一定的初速度豎直向上拋出一個(gè)小球,小球上升的最大高度為h,空氣阻力的大小恒為F,則從拋出到落回到拋出點(diǎn)的過程中,空氣阻力對小球做的功為()
A..零B.-FhC.FhD.-2Fh?
(功的公式中F是恒力,W功是標(biāo)量,本題中F是恒力還是變力?考查學(xué)生的理解和應(yīng)變能力。)
③根據(jù)功和能關(guān)系求變力的功.如根據(jù)勢能的變化求對應(yīng)的力做的功,根據(jù)動(dòng)能定理求變力做的功,等等.
④根據(jù)功率恒定,求變力的功,W=Pt.
⑤求出變力F對位移的平均力來計(jì)算,當(dāng)變力F是位移s的線性函數(shù)時(shí),平均力.
例7、如圖3所示,在光滑的水平面上,勁度系數(shù)為k的彈簧左端固定在豎直墻上,右端系著一小球,彈簧處于自然狀態(tài)時(shí),小球位于O點(diǎn),今用外力壓縮彈簧,使其形變量為x,當(dāng)撤去外力后,求小球到達(dá)O點(diǎn)時(shí)彈簧的彈力所做的功。
練習(xí)2:某人用豎直向上的力勻速提起長為L、質(zhì)量為m的置于地面上的鐵鏈,求將鐵鏈從提起到剛提離地面時(shí),提力所做的功?
⑥作出變力F隨位移,變化的圖象,圖象與位移軸所圍均“面積”即為變力做的功.
量為:
例8.(08寧夏理綜18)一滑塊在水平地面上沿直線滑行,t=0時(shí)其速度為1m/s.從此刻開始滑塊運(yùn)動(dòng)方向上再施加一水平面作用力F,力F和滑塊的速度v隨時(shí)間的變化規(guī)律分別如圖a和圖b所示。設(shè)在第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi)、第3秒內(nèi)力F對滑塊做的功分別為W1、W2、W3,則以下關(guān)系式正確的是()
A.W1=W2=W3B.W1W2W3C.W1W3W2D.W1=W2W3
答案B
解析由v-t圖象可知第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi)、第3秒內(nèi)的力和位移均為正方向,
所以:W1〈W2〈W3.
4、作用力和反作用力的做功
作用力與反作用力同時(shí)存在,作用力做功時(shí),反作用力可能做功,也可能不做功,可能做正功,也可能做負(fù)功,不要以為作用力與反作用力大小相等、方向相反,就一定有作用力、反作用力的功數(shù)值相等,一正一負(fù).所以作用力與反作用力做功不一定相等,但沖量的大小相等.
例9.以下說法正確的是()
A.摩擦力可以對物體做正功B.摩擦力可以使物體的速度發(fā)生變化,但對物體不做功
C.作用力與反作用力做功一定相等D.一對平衡力做功之和為零
解析:A.摩擦力可以對物體做正功,只要摩擦力的方向與物體運(yùn)動(dòng)方向相同,摩擦力就做正功.摩擦力可以改變物體的速度,對物體有一個(gè)沖量作用,但物體在力的方向上沒有位移,因而不做功,如隨圓板一起轉(zhuǎn)動(dòng)的物體.由此可以認(rèn)識(shí)到:力對物體有沖量,但不一定對物體做功,相反只要力對物體做功,一定會(huì)有沖量.又可進(jìn)一步認(rèn)識(shí):力使物體動(dòng)量發(fā)生變化,其動(dòng)能不一定變化;但力使物體動(dòng)能發(fā)生變化時(shí),其動(dòng)量一定發(fā)生變化.c.作用力與反作用力做功不一定相等,如一炸彈炸成質(zhì)量為m與2m的兩塊,根據(jù)動(dòng)量守恒mv1=2mv2,則v1=2v2,作用力和反作用力做功為W1=m(2v2)2與W2=mv22,所以不相等。可認(rèn)識(shí)到:作用力和反作用力產(chǎn)生的沖量總是大小相等,但做功可能不相等.D.一對平衡力合力為零,所以二力合力做功為零.答案:ABD
5.摩擦力的做功
A、靜摩擦力做功的特點(diǎn)
(1)靜摩擦力可以做正功,也可以做負(fù)功,還可以不做功。
(2)在靜摩擦力做功的過程中,只有機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)移(靜摩擦力起著傳遞機(jī)械能的作用),而沒有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.
(3)相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi),一對靜摩擦力所做功的代數(shù)和總為零。
B.滑動(dòng)摩擦力做功的特點(diǎn)
如圖所示,上面不光滑的長木板,放在光滑的水平地面上,一小木塊以速度V0從木板的左端滑上木板,當(dāng)木塊和木板相對靜止時(shí),木板相對地面滑動(dòng)了S,小木塊相對木板滑動(dòng)了d,則由動(dòng)能定理知:
滑動(dòng)摩擦力對木塊所做功為:W木塊=一f(d+S)……①
滑動(dòng)摩擦力對木板所做功為:W木板=fs……②
所以,木塊動(dòng)能增量為:ΔEK木塊=一f(d+s)……③
木板動(dòng)能增量為:ΔEK木板=fs………④
由③④得:ΔEK木塊+ΔEK木板=一fd………⑤
⑤式表明木塊和木板組成的系統(tǒng)的機(jī)械能的減少量等于滑動(dòng)摩擦力與木塊相對木板的位移的乘積。這部分減少的能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
故滑動(dòng)摩擦力做功有以下特點(diǎn):
1)滑動(dòng)摩擦力可以對物體做正功,也可以對物體做負(fù)功,當(dāng)然也可以不做功。
2)一對滑動(dòng)摩擦力做功的過程中,能量的轉(zhuǎn)化有兩個(gè)方面:一是相互摩擦的物體之間機(jī)械能的轉(zhuǎn)移;二是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量值等于滑動(dòng)摩擦力與相對位移的乘積。
3)滑動(dòng)摩擦力、空氣摩擦阻力等,在曲線運(yùn)動(dòng)或往返運(yùn)動(dòng)時(shí)等于力和路程(不是位移)的乘積
例10.如圖所示,半徑為R的孔徑均勻的圓形彎管水平放置,小球在管內(nèi)以足夠大的初速度v0在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),小球與管壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,設(shè)從開始運(yùn)動(dòng)的一周內(nèi)小球從A到B和從B到A的過程中摩擦力對小球做功分別為W1和W2,在這一周內(nèi)摩擦力做的總功為W3,則下列關(guān)系式正確的是()
A.W1>W(wǎng)2B.W1=W2C.W3=0D.W3=W1+W2
解析:求某一力對物體所做的功值有多種思路,對于恒力(大小、方向均不變的力)做功的情況,通常由w=Fscosα求解.對于變力(特別是方向發(fā)生變化的力)做功的情況,一般由功能轉(zhuǎn)換關(guān)系求解.對于后一種思路,一定要正確判斷哪些力做功,在外力做功的過程中,物體(或系統(tǒng))的能量如何發(fā)生變化,變化了多少.
小球在水平彎管內(nèi)運(yùn)動(dòng),滑動(dòng)摩擦力始終與速度方向相反,做負(fù)功,而小球在水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由外管壁對小球的彈力N提供的,由于轉(zhuǎn)動(dòng)半徑R始終不變,摩擦力對小球做負(fù)功,小球運(yùn)動(dòng)的速率逐漸減小,向心力減小即N減小,而f=μN(yùn),滑動(dòng)摩擦力f也減小,即由下列關(guān)系:
N=Fn=mv2/Rm,R不變,v減小,則N減小,
f=μN(yùn)N減小,則f減小
W=-fπRf減小,則W減小
所以W1>W(wǎng)2
W1.W2都為負(fù)功,因此W3=W1+W2.答案:AD
例11.如圖所示,PQ是固定在水平桌面上的固定擋板,質(zhì)量為m的小木塊N從靠近P以一定的初速度向Q運(yùn)動(dòng),已知物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,P與Q相距為s,物塊與Q板碰撞n次后,最后靜止于PQ的中點(diǎn),則整個(gè)過程摩擦力所做的功為多少?(n為自然數(shù))
解析:物塊與Q板碰撞n次后,最后停在PQ中點(diǎn),會(huì)有兩種可能,一種可能是與Q板碰后向P板運(yùn)動(dòng)至中點(diǎn)而停止,設(shè)與Q板碰撞n次,則物體運(yùn)動(dòng)的路程為(2n一)s,摩擦力所做的功為Wf1=μmg(2n一)s
第二種可能是物塊與Q板碰后再與P板碰撞向Q板運(yùn)動(dòng)至中點(diǎn)而停止,在這種情況下,物體運(yùn)動(dòng)的路程為(2n+)s,摩擦力所做的功為Wf2=μmg(2n+)s,兩種情況下,摩擦力對物體均做負(fù)功。
擴(kuò)展與研究:兩類不同的力,一類是與勢能相關(guān)的力,如重力、彈簧的彈力、電場力等,它們的功與路程無關(guān)系,只與位移有關(guān)。另一類是滑動(dòng)摩擦力,空氣阻力等,這類力做功與物體的運(yùn)動(dòng)路徑有關(guān)。在上例中,滑動(dòng)摩擦力是一個(gè)變力,方向在變化,可轉(zhuǎn)化為恒力做功,同時(shí)滑動(dòng)摩擦力做功要看物體運(yùn)動(dòng)的路程,這是摩擦力做功的特點(diǎn),必須牢記。
點(diǎn)評(píng):求功的思路共有四條:(1)由功的定義.恒力做功;(2)由能量關(guān)系求解;(3)由功率的定義;(4)由動(dòng)能定理求解.
課后作業(yè)
1.討論力F在下列幾種情況下做功的多少.
(1)用水平推力F推質(zhì)量是m的物體在光滑水平面上前進(jìn)了s.
(2)用水平推力F推質(zhì)量為2m的物體沿動(dòng)摩擦因數(shù)為μ的水平面前進(jìn)了s.
(3)斜面傾角為θ,與斜面平行的推力F,推一個(gè)質(zhì)量為2m的物體沿光滑斜面向上推進(jìn)了s.()
A.(3)做功最多B.(2)做功最多C.做功相等D.不能確定
2.如圖4-1-10所示,兩個(gè)物體與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相等,它們的質(zhì)量也相等.在甲圖用力拉物體,在乙圖用力推物體,夾角均為,兩個(gè)物體都做勻速直線運(yùn)動(dòng),通過相同的位移.設(shè)和對物體所做的功為和,物體克服摩擦力做的功為和,下面哪組表示式是正確的()
A.B.
C.D.
2.如圖19-B-3,物體以一定的初速度沿水平面,由A點(diǎn)滑到B點(diǎn),摩擦力做功為W1,若該物體從A/沿兩斜面滑到B/。摩擦力做功為W2,已知物體與各接觸面的滑動(dòng)摩擦系數(shù)均相同,則:()
A.W1=W2B.W1W2C.W1W2D.不能確定
3.(93年全國高考題)小物塊位于光滑的斜面上,斜面位于光滑的水平面上,如圖19-A-1,從地面上看在物塊沿斜面下滑的過程中,斜面對物塊的作用力()
A.垂直于繼承面,做功為零
B.垂直于接觸面,做功不為零
C.不垂直于接觸面,做功為零
D.不垂直于接觸面,做功不為零
(由于運(yùn)動(dòng)具有相對性,所以要注意物塊相對地面的位移的方向。)
4.關(guān)于摩擦力對物體做功,說法正確的是()
A.滑動(dòng)摩擦力總是做負(fù)功?
B.滑動(dòng)摩擦力可能做負(fù)功,也可能做正功?
C.靜摩擦力對物體一定做負(fù)功?
D.靜摩擦力對物體總是做正功
5.如圖19-A-4所示,電梯與水平地面成θ角,一人站在電梯上,電梯從靜止開始勻加速上升,到達(dá)一定速度后再勻速上升.若以N表示水平梯板對人的支持力,G為人受到的重力,f為電梯對人的靜摩擦力,則下列結(jié)論正確的是()
A.加速過程中f≠0,f、N、G都做功
B.加速過程中f≠0,N不做功
C.加速過程中f=0,N、G都做功
D.勻速過程中f=0,N、G都不做功
(該題綜合考查牛頓運(yùn)動(dòng)定律和功的知識(shí))
6.如圖19-B-4所示,木塊A放在木塊B的左上端,用恒力F將A拉至B的右端,第一次將B固定在地面上,F(xiàn)做的功為W1;第二次讓B可以在光滑地面上自由滑動(dòng),F(xiàn)做的功為W2,比較兩次做功,應(yīng)有:()
A.W1W2B.W1=W2C..W1W2D.無法比較
7.如圖19-B-5所示,站在汽車的人用手推車的力為F,腳對車向后的摩擦力為f,當(dāng)車向前運(yùn)動(dòng)時(shí)以下說法正確的是()
A.當(dāng)車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),F(xiàn)和f對車做功的代數(shù)和為零
B.當(dāng)車加速運(yùn)動(dòng)時(shí),F(xiàn)和f對車做的總功為負(fù)功
C.當(dāng)車減速運(yùn)動(dòng)時(shí),F(xiàn)和f對車做的總功為正功
D.不管車做何種運(yùn)動(dòng),F(xiàn)和f對車做功的總功率都為零
8.一個(gè)傾斜放置的皮帶運(yùn)輸機(jī)工作穩(wěn)定后,將一物體緩慢放在運(yùn)動(dòng)的皮帶上,最終物體由A位置移到B位置(如圖19-B-7)。在這段過程中,物體所受各力中:()
A.只有摩擦力做正功B.摩擦力一定做負(fù)功
C.重力一定做正功D.重力一定做負(fù)功
第二節(jié)功率
基礎(chǔ)知識(shí)
一、功率的定義:功跟完成這些功所用時(shí)間的比值叫做功率,它表示物體做功的快慢.
二、單位:瓦(w),千瓦(kw);
三、功率是標(biāo)量
四、公式:P=W/t=Fv
1.P=W/t所求的是這段時(shí)間內(nèi)平均功率.
2.P=Fv當(dāng)v為平均值時(shí)為平均功率,當(dāng)v為即時(shí)值時(shí)為即時(shí)功率.
3.P=Fv應(yīng)用時(shí),F(xiàn)、v必須同向,否則應(yīng)分解F或v,使二者同向.這里的P=Fv實(shí)際上是Fvcosθ、θ為F、v夾角.
4.我們處理問題時(shí)必須清楚是哪一個(gè)力的功率,如一個(gè)機(jī)械的功率為P,這里指的是牽引力的功率,不可認(rèn)為是機(jī)械所受合外力的功率.
五、發(fā)動(dòng)機(jī)銘牌上的功率,是額定功率,也就是說該機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的最大輸出功率,該機(jī)工作時(shí)輸出功率要小于或等于此值.
規(guī)律方法1、功率的計(jì)算方法
例1.如圖所示,質(zhì)量為lkg的物體與平面間摩擦系數(shù)μ=0.l(g取10m/s2),在2N水平拉力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)了2s,求這段時(shí)間內(nèi)拉力、摩擦力、重力、支持力的平均功率及2s末的即時(shí)功率各為多少?
解析:a==1m/s2.s=at2=2m.v=at=2m/s
外力F做功功率.平均值為:p1=W/t=Fs/t=2W2s末即時(shí)功率為:P1/=Fv=4W
摩擦力做功功率.平均值:P2=fs/t=1W2s末即時(shí)功率為:P2/=fv=2W
重力與支持力N由P=Fvcosθ知:功率都為0.
答案:外力F平均功率和即時(shí)功率分別為2W、4W;摩擦力平均功率和即時(shí)功率分別為1W、2W;重力和支持力功率都為0.
點(diǎn)評(píng):(1)明確是什么力做功功率;(2)清楚是平均功率還是即時(shí)功率.
例2.如圖所示,質(zhì)量為m的物體沿高為h的光滑斜面滑下到達(dá)底端時(shí)重力的即時(shí)功率為多少?
錯(cuò)解:由機(jī)械能守恒定律可知到達(dá)底端速度v=,所以此時(shí)功率P=mgv=mg:提示:這里沒有注意到mg與v的夾角,應(yīng)當(dāng)為P=mgsinθ點(diǎn)評(píng):做題時(shí)注意力跟速度的夾角.
例3.一個(gè)小孩站在船頭,按應(yīng)當(dāng)為圖5—15兩種情況用同樣大小力拉繩,經(jīng)過相同的時(shí)間t(船未碰撞),小孩所做的功W1、W2及在時(shí)間t內(nèi)小孩拉繩的功率P1、P2的關(guān)系為()
A.W1>W(wǎng)2,P1=P2B.W1=W2,P1=P2
C.W1<W2,P1<P2D.W1<W2,P1=P2
提示:兩種情況中拉力對人做的功一樣,第二種情況拉力除對人做功外,又對另一只小船也做了功,所以W2>W(wǎng)1.由于所用時(shí)間一樣,所以P2>P1.答案:C
點(diǎn)評(píng):應(yīng)弄清哪一個(gè)力對哪一個(gè)物體做功,其功率是什么
2、兩種功率
例4、質(zhì)量為2千克的物體做自由落體運(yùn)動(dòng)。在下落過程中,頭2秒內(nèi)重力的功率是________J,第2秒末重力的功率是,第2秒內(nèi)重力的功率是_________W。(g取10m/s2)
例5.從空中以10m/s的初速度平拋一個(gè)質(zhì)量為1kg的物體,物體在空中運(yùn)動(dòng)了3s后落地,不計(jì)空氣阻力,取g=10m/s,求物體3s內(nèi)重力的平均功率和落地時(shí)的瞬時(shí)功率。
例6.(1994年上海高考題)跳繩是一種健身運(yùn)動(dòng)。設(shè)某運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量是50kg,他一分鐘跳繩180次。假定在每次跳躍中,腳與地面的接觸時(shí)間占跳躍一次所需時(shí)間的2/5,則該運(yùn)動(dòng)員跳繩時(shí)克服重力做功的平均功率是(g取10m/s2)
解析:把運(yùn)動(dòng)員每次跳躍轉(zhuǎn)換成質(zhì)點(diǎn)做豎直上拋運(yùn)動(dòng)模型。每次跳躍總時(shí)間
T=60/180=1/3s.每次騰空的時(shí)間t=(l一)=0.02s。
每次騰空高度h=g(t/2)2=×10×(0.02/2)2=0.05m。
每次騰空上升時(shí)克服重力做的功W=mgh=50×10×0.05=25J。
把每次跳躍總時(shí)間T內(nèi)的觸地過程、下落過程舍棄,簡化成在T內(nèi)就是單一豎直上升克服重力做功的過程,故可解出P=W/T=25/(1/3)=75W。
點(diǎn)評(píng):綜上所述不難發(fā)現(xiàn),靈活地轉(zhuǎn)換物理模型是一種重要的物理思想方法。學(xué)會(huì)這種方法,就會(huì)使我們在解決物理問題時(shí)變得從容自如,巧解速解物理問題,從而提高學(xué)習(xí)的效率。
例7.若某人的心臟每分鐘跳動(dòng)75次,心臟收縮壓為135mmHg(lmmHg=133.322Pa)收縮一次輸出血量平均為70ml,那么心臟收縮時(shí)的平均功率有多大?
解析:心臟收縮一次做功:W=PΔV
∵P=135mmHg=1.8×104PaΔV=70ml=7×10-5m3
∴W=1.8×104Pa×7×10-5m3=1.26J∴每分鐘,心臟做功W/=75×1.26=94.5J
∴心臟收縮時(shí)平均功率為=94.5/60=1.6W
3、汽車起動(dòng)問題分析
(1)以恒定功率起動(dòng):汽車從靜止開始以額定功率起動(dòng),開始時(shí)由于汽車的速度很小,由公式P=Fv知:牽引力F較大,因而由牛頓第二定律F-f=ma知,汽車的加速度較大.隨著時(shí)間的推移,汽車的速度將不斷增大,牽引力F將減小,加速度減小,但是由于速度方向和加速度方向相同,汽車的速度仍在不斷增大,牽引力將繼續(xù)減小,直至汽車的牽引力F和阻力f相平衡為止.汽車的牽引力F和阻力f平衡時(shí),F(xiàn)-f=0,加速度a=0,汽車的速度達(dá)到最大值vm.汽車的運(yùn)動(dòng)形式是做加速度越來越小的變加速直線運(yùn)動(dòng),最終做勻速直線運(yùn)動(dòng).其速度-時(shí)間圖像如圖所示.
(2)由于牽引力F恒定,根據(jù)牛頓第二定律F-f=ma,可知:加速度a恒定,汽車作勻加速直線運(yùn)動(dòng),隨著時(shí)間的推移,實(shí)際功率將不斷增大.由于汽車的實(shí)際功率不能超過其額定功率,汽車的勻加速直線運(yùn)動(dòng)只能維持到其實(shí)際功率等于其額定功率時(shí),此時(shí)汽車的速度達(dá)到它勻加速直線運(yùn)動(dòng)階段的最大速度v1m,其后汽車只能以額定功率起動(dòng)的方式進(jìn)行再加速,其運(yùn)動(dòng)方式和第一種起動(dòng)形式完全相同.即汽車?yán)^續(xù)做加速度越來越小的變加速直線運(yùn)動(dòng),直至汽車進(jìn)入勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),速度達(dá)到最終的最大速度vm.汽車的起動(dòng)過程經(jīng)歷了兩階段:一是勻加速直線運(yùn)動(dòng)階段,二是變加速直線運(yùn)動(dòng)階段,最終做勻速直線運(yùn)動(dòng).其速度-時(shí)間圖像如圖4-1-4所示.
例8、額定功率為的汽車在平直公路上行駛時(shí),其最大速度可達(dá)到,汽車的質(zhì)量為。如果從靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng),設(shè)運(yùn)動(dòng)中阻力不變,加速度為,求:
(1)汽車所受阻力;(2)這個(gè)勻加速過程能維持多長時(shí)間;
(3)第3秒末汽車的瞬時(shí)功率;(4)汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)過程中,發(fā)動(dòng)機(jī)做的功。
例9.一輛汽車在平直的公路上以速度v0開始加速行駛,經(jīng)過一段時(shí)間t,前進(jìn)了距離s,此時(shí)恰好達(dá)到其最大速度Vm.設(shè)此過程中汽車發(fā)動(dòng)機(jī)始終以額定功率P工作,汽車所受的阻力恒定為F,則在這段時(shí)間里,發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功為()
A、Fvmt;B、Pt;C、mvm2+Fs-mv02;D、;
解析:汽車在恒定功率作用做變牽引力的加速運(yùn)動(dòng),所以發(fā)動(dòng)機(jī)做功為變力做功,根據(jù)P=W/t可求得W=Pt,而P=F/v=Fvm,所以W=Fvmt;根據(jù)能量守恒:W+mv02=mvm2+Fs
所以W=mvm2+Fs-mv02;答案:ABC
思考:為何用得到不正確?錯(cuò)在哪里?
4、實(shí)際問題中的功率
例10.推動(dòng)節(jié)水工程的轉(zhuǎn)動(dòng)噴水“龍頭”。如圖所示,龍頭距地面h,其噴灌半徑可達(dá)10h,每分鐘噴水質(zhì)量為m,所用水從地面下H的井中抽取,設(shè)水以相同的速率噴出,水泵的效率為η,水泵的功率P至少多大?
解析:水泵對水做功,用來增大水的重力勢能和動(dòng)能.
設(shè)水噴出時(shí)速度為v,則h=gt2,10h=vt;解得
每分鐘內(nèi)水泵對水做的功W=mg(H+h)+mv2=mg(H+26h),又W=ηPt,∴
課后作業(yè)
1、一輛汽車從靜止開始做加速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中汽車牽引力的功率保持不變,所受阻力恒定,行駛2min速度達(dá)到10m/s,那么該汽車在這段時(shí)間內(nèi)行駛的距離為
A、一定大于600mB、一定小于600m
C、一定等于600mD、可能等于1200m
2、(1998年上海市高考題)人的心臟每跳一次大約輸送體積8×10-5m3的血液,正常人的血壓為1.5×104Pa。若某人心跳70次/分鐘,則他的心臟工作的平均功率多大?
3、(1994年上海市高考題)某運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量50kg,一分鐘跳繩180次,每次跳躍中腳與地面接觸時(shí)間為一次跳躍時(shí)間的2/5,則該運(yùn)動(dòng)員跳繩是克服重力做功平均功率為多少。
4、(2008北京卷23題)風(fēng)能將成為21世紀(jì)大規(guī)模開發(fā)的一種可再生清潔能源。風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將風(fēng)能(氣流的動(dòng)能)轉(zhuǎn)化為電能的裝置,其主要部件包括風(fēng)輪機(jī)、齒輪箱、發(fā)電機(jī)等,如圖所示。風(fēng)輪機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)所掃過的面積為風(fēng)力發(fā)電機(jī)可接受風(fēng)能的面積。設(shè)空氣密度為ρ,氣流速度為v,風(fēng)輪葉片長度為r。求單位時(shí)間內(nèi)流向風(fēng)輪機(jī)的最大風(fēng)能Pm
5、汽車在平直公路上做加速運(yùn)動(dòng),下列說法中正確的是
A.若汽車運(yùn)動(dòng)的加速度不變,則發(fā)動(dòng)機(jī)的功率不變.
B.若汽車運(yùn)動(dòng)的加速度不變,則發(fā)動(dòng)機(jī)的功率不斷增大.
C.若汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率不變,則汽車運(yùn)動(dòng)的加速度不變.
D.若汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率不變,則汽車運(yùn)動(dòng)的加速度不斷減小.
6、質(zhì)量為m的汽車,啟動(dòng)后沿平直路面行駛,如果發(fā)動(dòng)機(jī)的功率恒為P,且行駛過程中受到的摩擦阻力大小一定,汽車速度能夠達(dá)到的最大值為v,那么當(dāng)汽車的車速為v/4時(shí),汽車的瞬時(shí)加速度的大小為
A、P/mvB、2P/mvC、3P/mvD、4p/mv
7、質(zhì)量為2千克的物體做自由落體運(yùn)動(dòng)。在下落過程中,頭2秒內(nèi)重力的功率是________J,第2秒內(nèi)重力的功率是_________W。(g取10m/s2)
8、升降機(jī)吊起重為1.4×104N的貨物,貨物以0.5m/s的速度勻速上升。這時(shí)升降機(jī)提升貨物做功的功率是____________W。
第三節(jié)動(dòng)能動(dòng)能定理
基礎(chǔ)知識(shí)一、動(dòng)能
如果一個(gè)物體能對外做功,我們就說這個(gè)物體具有能量.物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能.Ek=mv2,其大小與參照系的選取有關(guān).動(dòng)能是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量.是相對量。
二、動(dòng)能定理
做功可以改變物體的能量.所有外力對物體做的總功等于物體動(dòng)能的增量.
W1+W2+W3+……=mvt2-mv02
1.反映了物體動(dòng)能的變化與引起變化的原因——力對物體所做功之間的因果關(guān)系.可以理解為外力對物體做功等于物體動(dòng)能增加,物體克服外力做功等于物體動(dòng)能的減?。哉κ羌犹?hào),負(fù)功是減號(hào)。
2.“增量”是末動(dòng)能減初動(dòng)能.ΔEK>0表示動(dòng)能增加,ΔEK<0表示動(dòng)能減?。?br>
3、動(dòng)能定理適用單個(gè)物體,對于物體系統(tǒng)尤其是具有相對運(yùn)動(dòng)的物體系統(tǒng)不能盲目的應(yīng)用動(dòng)能定理.由于此時(shí)內(nèi)力的功也可引起物體動(dòng)能向其他形式能(比如內(nèi)能)的轉(zhuǎn)化.在動(dòng)能定理中.總功指各外力對物體做功的代數(shù)和.這里我們所說的外力包括重力、彈力、摩擦力、電場力等.
4.各力位移相同時(shí),可求合外力做的功,各力位移不同時(shí),分別求力做功,然后求代數(shù)和.
5.力的獨(dú)立作用原理使我們有了牛頓第二定律、動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律的分量表達(dá)式.但動(dòng)能定理是標(biāo)量式.功和動(dòng)能都是標(biāo)量,不能利用矢量法則分解.故動(dòng)能定理無分量式.在處理一些問題時(shí),可在某一方向應(yīng)用動(dòng)能定理.
6.動(dòng)能定理的表達(dá)式是在物體受恒力作用且做直線運(yùn)動(dòng)的情況下得出的.但它也適用于變?yōu)榧拔矬w作曲線運(yùn)動(dòng)的情況.即動(dòng)能定理對恒力、變力做功都適用;直線運(yùn)動(dòng)與曲線運(yùn)動(dòng)也均適用.
7.對動(dòng)能定理中的位移與速度必須相對同一參照物.
三、由牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式推出動(dòng)能定理
設(shè)物體的質(zhì)量為m,在恒力F作用下,通過位移為S,其速度由v0變?yōu)関t,
則:根據(jù)牛頓第二定律F=ma……①根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式2as=vt2一v02……②
由①②得:FS=mvt2-mv02
四.應(yīng)用動(dòng)能定理可解決的問題
恒力作用下的勻變速直線運(yùn)動(dòng),凡不涉及加速度和時(shí)間的問題,利用動(dòng)能定理求解一般比用牛頓定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解要簡單的多.用動(dòng)能定理還能解決一些在中學(xué)應(yīng)用牛頓定律難以解決的變力做功的問題、曲線運(yùn)動(dòng)等問題.
例1.如圖所示,質(zhì)量為m的物體與轉(zhuǎn)臺(tái)之間的摩擦系數(shù)為μ,物體與轉(zhuǎn)軸間距離為R,物體隨轉(zhuǎn)臺(tái)由靜止開始轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)轉(zhuǎn)速增加到某值時(shí),物體開始在轉(zhuǎn)臺(tái)上滑動(dòng),此時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)已開始勻速轉(zhuǎn)動(dòng),這過程中摩擦力對物體做功為多少?
解析:物體開始滑動(dòng)時(shí),物體與轉(zhuǎn)臺(tái)間已達(dá)到最大靜摩擦力,這里認(rèn)為就是滑動(dòng)摩擦力μmg.
根據(jù)牛頓第二定律μmg=mv2/R……①由動(dòng)能定理得:W=mv2……②
由①②得:W=μmgR,所以在這一過程摩擦力做功為μmgR
點(diǎn)評(píng):(1)一些變力做功,不能用W=FScosθ求,應(yīng)當(dāng)善于用動(dòng)能定理.
(2)應(yīng)用動(dòng)能定理解題時(shí),在分析過程的基礎(chǔ)上無須深究物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)過程中變化的細(xì)節(jié),只須考慮整個(gè)過程的功量及過程始末的動(dòng)能.若過程包含了幾個(gè)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不同的分過程.即可分段考慮,也可整個(gè)過程考慮.但求功時(shí),有些力不是全過程都作用的,必須根據(jù)不同情況分別對待求出總功.計(jì)算時(shí)要把各力的功連同符號(hào)(正負(fù))一同代入公式.
例2.如圖所示,質(zhì)量為m的鉛球從離地面h的高處由靜止開始下落,落到地面后陷入泥潭,下沉的深度是s,試求泥潭對鉛球的平均作用力。
解法一:運(yùn)動(dòng)公式結(jié)合牛頓第二定律
解法二:分段用動(dòng)能定理,引進(jìn)中間速度
解法三:整段用動(dòng)能定理
——一題多解,體會(huì)應(yīng)用動(dòng)能定理的基本思路和優(yōu)勢。
規(guī)律方法1、動(dòng)能定理應(yīng)用的基本步驟
應(yīng)用動(dòng)能定理涉及一個(gè)過程,兩個(gè)狀態(tài).所謂一個(gè)過程是指做功過程,應(yīng)明確該過程各外力所做的總功;兩個(gè)狀態(tài)是指初末兩個(gè)狀態(tài)的動(dòng)能.
動(dòng)能定理應(yīng)用的基本步驟是:
①選取研究對象,明確并分析運(yùn)動(dòng)過程.
②分析受力及各力做功的情況,受哪些力?每個(gè)力是否做功?在哪段位移過程中做功?正功?負(fù)功?做多少功?求出代數(shù)和.
③明確過程始末狀態(tài)的動(dòng)能Ek1及EK2
④列方程W=EK2一Ek1,必要時(shí)注意分析題目的潛在條件,補(bǔ)充方程進(jìn)行求解.
例3.一質(zhì)量為lkg的物體被人用手由靜止向上提升1m時(shí)物體的速度是,下列說法中錯(cuò)誤的是(g取l0rn/s2);()
A.提升過程中手對物體做功12J
B.提升過程中合外力對物體做功12J
C.提升過程中手對物體做功2J
D.提升過程中物體克服重力做功l0J
練習(xí)1。在離地面高度為h處豎直向上拋出一個(gè)質(zhì)量為m的物體,拋出時(shí)的速度為v0,當(dāng)它落到地面時(shí)的速度為v,用g表示重力加速度,則在此過程中物塊克服空氣阻力做的功為
A、B、
C、D、
例4.20xx全國卷Ⅱ24如圖,MNP為整直面內(nèi)一固定軌道,其圓弧段MN與水平段NP相切于N、P端固定一豎直擋板。M相對于N的高度為h,NP長度為s.一木塊自M端從靜止開始沿軌道下滑,與擋板發(fā)生一次完全彈性碰撞后停止在水平軌道上某處。若在MN段的摩擦可忽略不計(jì),物塊與NP段軌道間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,求物塊停止的地方與N點(diǎn)距離的可能值。
【答案】物塊停止的位置距N的距離可能為或
【解析】根據(jù)功能原理,在物塊從開始下滑到停止在水平軌道上的過程中,物塊的重力勢能的減少與物塊克服摩擦力所做功的數(shù)值相等。
①
設(shè)物塊的質(zhì)量為m,在水平軌道上滑行的總路程為s′,則
②
③
連立①②③化簡得
④
第一種可能是:物塊與彈性擋板碰撞后,在N前停止,則物塊停止的位置距N的距離為
⑤
第一種可能是:物塊與彈性擋板碰撞后,可再一次滑上光滑圓弧軌道,滑下后在水平軌道上停止,則物塊停止的位置距N的距離為
⑥
所以物塊停止的位置距N的距離可能為或。
練習(xí)2、(2004年遼寧)如圖所示,ABCD是一個(gè)盆式容器,盆內(nèi)側(cè)壁與盆底BC的連接處是一段與BC相切的圓弧,B、C為水平的,其距離d=0.50m。盆邊緣的高度為h=0.30m。在A處放一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊并讓其從靜止出發(fā)下滑。已知盆內(nèi)側(cè)壁是光滑的,而盆底BC因與小物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.10。小物塊在盆內(nèi)來回滑動(dòng),最后停下來,則停的地點(diǎn)到B的距離為()
A.0.50mB.0.25mC.0.10mD.0
總結(jié):解決由摩擦的往復(fù)運(yùn)動(dòng),用動(dòng)能定理很便捷。
2、應(yīng)用動(dòng)能定理的優(yōu)越性
(1)由于動(dòng)能定理反映的是物體兩個(gè)狀態(tài)的動(dòng)能變化與其合力所做功的量值關(guān)系,所以對由初始狀態(tài)到終止?fàn)顟B(tài)這一過程中物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)、運(yùn)動(dòng)軌跡、做功的力是恒力還是變力等諸多問題不必加以追究,就是說應(yīng)用動(dòng)能定理不受這些問題的限制.
(2)一般來說,用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)求解的問題,用動(dòng)能定理也可以求解,而且往往用動(dòng)能定理求解簡捷.可是,有些用動(dòng)能定理能夠求解的問題,應(yīng)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)卻無法求解.可以說,熟練地應(yīng)用動(dòng)能定理求解問題,是一種高層次的思維和方法,應(yīng)該增強(qiáng)用動(dòng)能定理解題的主動(dòng)意識(shí).
(3)用動(dòng)能定理可求變力所做的功.在某些問題中,由于力F的大小、方向的變化,不能直接用W=Fscosα求出變力做功的值,但可由動(dòng)能定理求解.
例5.如圖所示,質(zhì)量為m的物體用細(xì)繩經(jīng)過光滑小孔牽引在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),拉力為某個(gè)值F時(shí),轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為R,當(dāng)拉力逐漸減小到F/4時(shí),物體仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng),半徑為2R,則外力對物體所做的功的大小是:
解析:設(shè)當(dāng)繩的拉力為F時(shí),小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度為v1,則有F=mv12/R……①
當(dāng)繩的拉力減為F/4時(shí),小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度為v2,則有F/4=mv22/2R……②
在繩的拉力由F減為F/4的過程中,繩的拉力所做的功為W=mv22-mv12=-FR
所以,繩的拉力所做的功的大小為FR/4,A選項(xiàng)正確.
說明:用動(dòng)能定理求變力功是非常有效且普遍適用的方法.
練習(xí)3、如圖所示,一質(zhì)量為的小球,用長為的輕繩懸掛于點(diǎn),小球在水平力F作用下,從平衡位置P點(diǎn),緩慢移動(dòng)到Q點(diǎn),則力F所做的功為()
A.B.C.D.
3、應(yīng)用動(dòng)能定理要注意的問題
注意1.由于動(dòng)能的大小與參照物的選擇有關(guān),而動(dòng)能定理是從牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出來,因此應(yīng)用動(dòng)能定理解題時(shí),動(dòng)能的大小應(yīng)選取地球或相對地球做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體作參照物來確定.
例6.如圖所示質(zhì)量為1kg的小物塊以5m/s的初速度滑上一塊原來靜止在水平面上的木板,木板質(zhì)量為4kg,木板與水平面間動(dòng)摩擦因數(shù)是0.02,經(jīng)過2S以后,木塊從木板另一端以1m/s相對于地的速度滑出,g取10m/s,求這一過程中木板的位移.
解析:設(shè)木塊與木板間摩擦力大小為f1,木板與地面間摩擦力大小為f2.
對木塊:一f1t=mvt一mv0,得f1=2N
對木板:(fl-f2)t=Mv,f2=μ(m+M)g
得v=0.5m/s對木板:(fl-f2)s=Mv2,得S=05m答案:0.5m
注意2.用動(dòng)能定理求變力做功,在某些問題中由于力F的大小的變化或方向變化,所以不能直接由W=Fscosα求出變力做功的值.此時(shí)可由其做功的結(jié)果——?jiǎng)幽艿淖兓瘉砬笞優(yōu)镕所做的功.
例7.質(zhì)量為m的小球被系在輕繩一端,在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中小球受到空氣阻力的作用.設(shè)某一時(shí)刻小球通過軌道的最低點(diǎn),此時(shí)繩子的張力為7mg,此后小球繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng),經(jīng)過半個(gè)圓周恰能通過最高點(diǎn),則在此過程中小球克服空氣阻力所做的功為()
A.mgR/4B.mgR/3C.mgR/2D.mgR
解析:小球在圓周運(yùn)動(dòng)最低點(diǎn)時(shí),設(shè)速度為v1,則7mg-mg=mv12/R……①
設(shè)小球恰能過最高點(diǎn)的速度為v2,則mg=mv22/R……②
設(shè)設(shè)過半個(gè)圓周的過程中小球克服空氣阻力所做的功為W,由動(dòng)能定理得:-mg2R-W=mv22-mv12……③
由以上三式解得W=mgR/2.答案:C
說明:該題中空氣阻力一般是變化的,又不知其大小關(guān)系,故只能根據(jù)動(dòng)能定理求功,而應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí)初、末兩個(gè)狀態(tài)的動(dòng)能又要根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)求得不能直接套用,這往往是該類題目的特點(diǎn).
4、動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用
動(dòng)能定理和動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律的綜合應(yīng)用是力學(xué)問題的難點(diǎn),也是高考考查的重點(diǎn),解決這類問題關(guān)鍵是分清哪一過程中動(dòng)量守恒,哪一過程中應(yīng)用動(dòng)能定理、動(dòng)量定理
例8.某地強(qiáng)風(fēng)的風(fēng)速約為v=20m/s,設(shè)空氣密度ρ=1.3kg/m3,如果把通過橫截面積=20m2風(fēng)的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為電能,則利用上述已知量計(jì)算電功率的公式應(yīng)為P=_________,大小約為_____W(取一位有效數(shù)字)
Ek=子P=
例9。兩個(gè)人要將質(zhì)量M=1000kg的小車沿一小型鐵軌推上長L=5m,高h(yuǎn)=1m的斜坡頂端.已知車在任何情況下所受的摩擦阻力恒為車重的0.12倍,兩人能發(fā)揮的最大推力各為800N.水平軌道足夠長,在不允許使用別的工具的情況下,兩人能否將車剛好推到坡頂?如果能應(yīng)如何辦?(要求寫出分析和計(jì)算過程)(g取10m/s2)
解析:小車在軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受摩擦力f
f=μMg=0.12×1000×10N=1200N
兩人的最大推力F=2×800N=1600N
F>f,人可在水平軌道上推動(dòng)小車加速運(yùn)動(dòng),但小車在斜坡上時(shí)f+Mgsinθ=1200N+100001/5N=3200N>F=1600N
可見兩人不可能將小車直接由靜止沿坡底推至坡頂.
若兩人先讓小車在水平軌道上加速運(yùn)動(dòng),再?zèng)_上斜坡減速運(yùn)動(dòng),小車在水平軌道上運(yùn)動(dòng)最小距離為s
(F一f)s十FL一fL一Mgh=0
答案:能將車剛好推到坡頂,先在水平面上推20m,再推上斜坡.
例10、(20xx金華模擬)如圖,質(zhì)量為m的小球用長為L的輕質(zhì)細(xì)繩懸于O點(diǎn),與O點(diǎn)處于同一水平線上的P點(diǎn)處有一個(gè)光滑的細(xì)釘,已知OP=L/2,在A點(diǎn)給小球一個(gè)水平向左的初速度v0,發(fā)現(xiàn)小球恰能到達(dá)跟P點(diǎn)在同一豎直線上的最高點(diǎn)B。則:
(1)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速率?
(2)若不計(jì)空氣阻力,則初速度v0為多少?
(3)若初速度v0=3gL,則在小球從A到B的過程中克服空氣阻力做了多少功?
例11、(2008年西城二模,22)
課后作業(yè)
1、(03上海)一個(gè)質(zhì)量為0.3kg的彈性小球,在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墻上,碰撞后小球沿相反的方向運(yùn)動(dòng),反彈后的速度大小與碰撞前相同,則碰撞前后小球速度的變化量△v和碰撞過程中墻對小球的做功的大小W為
A、△v=0B、△v=12m/s
C、W=0D、W=10.8J
2、如圖所示,光滑水平桌面上開了一個(gè)小孔,穿一根細(xì)繩.繩一端系一個(gè)小球,另一端用大小為F的力拉繩,維持小球在水平面上作半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng).現(xiàn)在緩慢地拉繩,使圓周半徑逐漸減?。?dāng)拉力變?yōu)?F時(shí),小球運(yùn)動(dòng)半徑變?yōu)閞/2在此過程中拉力對小球所做的功是()
A.零B.C.D.
3、(04北京)被豎直上拋的物體的初速度與回到拋出點(diǎn)時(shí)速度大小之比為,而空氣阻力在運(yùn)動(dòng)過程中大小不變,則重力與空氣阻力的大小之比為()
A.B.C.D.
4、(2000年全國高考題)如圖所示,DO是水平面,AB是斜面。初速度為的物體從D點(diǎn)出發(fā)沿DBA滑動(dòng)到頂點(diǎn)A時(shí)速度剛好為零;如果斜面改為AC,讓物體從D點(diǎn)出發(fā)剛好能沿DCA滑到A點(diǎn),則物體具有的初速度(已知物體與路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同且不為零,不計(jì)轉(zhuǎn)折點(diǎn)B點(diǎn)或C點(diǎn)的機(jī)械能損失)()
A.大于B.等于
C.小于D.取決于斜面的傾角
5、質(zhì)量為的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率恒為,摩擦阻力恒為,牽引力為。汽車由靜止開始,經(jīng)過時(shí)間行駛了位移時(shí),速度達(dá)到最大值,則發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功為()
A.B.C.D.
6、如圖所示,斜面傾角為θ,滑塊質(zhì)量為m,滑塊與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,從距擋板為s0的位置以v0的速度沿斜面向上滑行.設(shè)重力沿斜面的分力大于滑動(dòng)摩擦力,且每次與P碰撞前后的速度大小保持不變,斜面足夠長.求滑塊從開始運(yùn)動(dòng)到最后停止滑行的總路程s.
7、如圖所示,質(zhì)量為m的小球由光滑斜軌道自由下滑后,接著又在一個(gè)與斜軌道相連的豎直的光滑圓環(huán)內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng),阻力不計(jì),求:⑴小球至少應(yīng)從多高的地方滑下,才能達(dá)到圓環(huán)頂端而不離開圓環(huán)⑵小球到達(dá)圓環(huán)底端時(shí),作用于環(huán)底的壓力
8、質(zhì)量為m的物塊從高為h的斜面上的A處下滑,又在同樣材料的水平面上滑行S后靜止于B處。已知斜面的傾角為θ,物塊由斜面到水平面時(shí)圓滑過渡。求物塊與接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。
9、某人質(zhì)量為m,從平臺(tái)上跳下,下落2m后雙腳觸地,接著曲腿使重心下降0.5m,問腳受到的地面的作用力是重力的多少倍?
10、一小球從H高處由靜止下落,與地面碰后又彈起。如球與地面碰撞時(shí)無機(jī)械能損失,球下落和上升過程中所受空氣阻力都是球重的0.2倍,那么球由開始下落到最后靜止總共通過的路程是多少?
11、質(zhì)量為m=1kg的木塊靜止在高h(yuǎn)=1.2m的平臺(tái)上,木塊與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,用水平推力F=20N使木塊產(chǎn)生位移L1=3m,之后撤去推力,木塊又滑行L2=1m飛出平臺(tái),求木塊落地時(shí)速度的大?。?/p>
12.質(zhì)量的物體以50J的初動(dòng)能在粗糙的水平地面上滑行,其動(dòng)能與位移關(guān)系如圖4-2-8所示,則物體在水平面上的滑行時(shí)間為()
A.B.C.D.2s
第四節(jié)機(jī)械能守恒定律
基礎(chǔ)知識(shí)
一、重力勢能
1.由物體間的相互作用和物體間的相對位置決定的能叫做勢能.如重力勢能、彈性勢能、電勢能等.
(1)物體由于受到重力作用而具有重力勢能,表達(dá)式為EP=mgh.式中h是物體到零重力勢能面的高度.
(2)重力勢能是物體與地球系統(tǒng)共有的.只有在零勢能參考面確定之后,物體的重力勢能才有確定的值。重力勢能的負(fù)號(hào)不表示方向,表示比零勢能參考面的勢能小,顯然零勢能參考面選擇的不同,同一物體在同一位置的重力勢能的多少也就不同,所以重力勢能是相對的.通常在不明確指出的情況下,都是以地面為零勢面的.但應(yīng)特別注意的是,當(dāng)物體的位置改變時(shí),其重力勢能的變化量與零勢面如何選取無關(guān).在實(shí)際問題中我們更會(huì)關(guān)心的是重力勢能的變化量.
(3).重力勢能的變化與重力做功的關(guān)系:重力做正功,重力勢能就減少;重力做負(fù)功,或者物體克服重力做功,重力勢能就增加
重力做的功等于重力勢能減少量WG=ΔEP減=EP初一EP末
特別應(yīng)注意:重力做功只能使重力勢能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化,不能引起物體機(jī)械能的變化.
二、彈性勢能:
1.定義:物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量.
2.彈性勢能的變化與彈力做功的關(guān)系,與重力勢能的變化與重力做功的關(guān)系相類似:彈力做正功,物體的彈性勢能就減少;彈力做負(fù)功,或者叫外力克服彈力做功,物體的彈性勢能就增加.(說明:物體的彈性勢能的大小與物體的材料、發(fā)生彈性形變的大小等有關(guān).)
彈簧彈力做的功等于彈性勢能減少量
三、機(jī)械能:動(dòng)能和勢能統(tǒng)稱機(jī)械能,即:機(jī)械能=動(dòng)能+重力勢能+彈性勢能
例1.如圖所示,桌面高地面高H,小球自離桌面高h(yuǎn)處由靜止落下,不計(jì)空氣阻力,則小球觸地的瞬間機(jī)械能為(設(shè)桌面為零勢面)()
A.mgh;B.mgH;C.mg(H+h);D.mg(H-h(huán))
解析:這一過程機(jī)械能守恒,以桌面為零勢面,E初=mgh,所以著地時(shí)也為mgh,有的學(xué)生對此接受不了,可以這樣想,E初=mgh,末為E末=mv2-mgH,而mv2=mg(H+h)由此兩式可得:E末=mgh答案:A
四、機(jī)械能守恒定律
1、內(nèi)容:在只有重力(或系統(tǒng)內(nèi)彈力)做功的情形下,物體的重力勢能(或彈性勢能)和動(dòng)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,但總的機(jī)械能保持不變。
2.機(jī)械能守恒的條件
(1)對某一物體,若只有重力(或彈簧彈力)做功,其他力不做功(或其他力做功的代數(shù)和為零),則該物體機(jī)械能守恒.
(2)對某一系統(tǒng),物體間只有動(dòng)能和重力勢能及彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化,系統(tǒng)和外界沒有發(fā)生機(jī)械能的傳遞,機(jī)械能也沒有轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪?,則系統(tǒng)機(jī)械能守恒.
3.表達(dá)形式:EK1+Epl=Ek2+EP2
(1)我們解題時(shí)往往選擇的是與題目所述條件或所求結(jié)果相關(guān)的某兩個(gè)狀態(tài)或某幾個(gè)狀態(tài)建立方程式.此表達(dá)式中EP是相對的.建立方程時(shí)必須選擇合適的零勢能參考面.且每一狀態(tài)的EP都應(yīng)是對同一參考面而言的.
(2)其他表達(dá)方式,ΔEP=一ΔEK,系統(tǒng)勢能的增量等于系統(tǒng)動(dòng)能的減少量.
(3)ΔEa=一ΔEb,將系統(tǒng)分為a、b兩部分,a部分機(jī)械能的增量等于另一部分b的機(jī)械能的減少量,
三、判斷機(jī)械能是否守恒
首先應(yīng)特別提醒注意的是,機(jī)械能守恒的條件絕不是合外力的功等于零,更不是合外力等于零,例如水平飛來的子彈打入靜止在光滑水平面上的木塊內(nèi)的過程中,合外力的功及合外力都是零,但系統(tǒng)在克服內(nèi)部阻力做功,將部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,因而機(jī)械能的總量在減少.
(1)用做功來判斷:分析物體或物體受力情況(包括內(nèi)力和外力),明確各力做功的情況,若對物體或系統(tǒng)只有重力或彈力做功,沒有其他力做功或其他力做功的代數(shù)和為零,則機(jī)械能守恒;
(2)用能量轉(zhuǎn)化來判定:若物體系中只有動(dòng)能和勢能的相互轉(zhuǎn)化而無機(jī)械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化,則物體系機(jī)械能守恒.
(3)對一些繩子突然繃緊,物體間非彈性碰撞等除非題目的特別說明,機(jī)械能必定不守恒,完全非彈性碰撞過程機(jī)械能不守恒
(4)大多數(shù)情況下勻速運(yùn)動(dòng)不守恒,有摩擦不守恒
例2.對一個(gè)系統(tǒng),下面說法正確的是()
A.受到合外力為零時(shí),系統(tǒng)機(jī)械能守恒
B.系統(tǒng)受到除重力彈力以外的力做功為零時(shí),系統(tǒng)的機(jī)械能守恒
C.只有系統(tǒng)內(nèi)部的重力彈力做功時(shí),系統(tǒng)的機(jī)械能守恒
D.除重力彈力以外的力只要對系統(tǒng)作用,則系統(tǒng)的機(jī)械能就不守恒
解析:A,系統(tǒng)受到合外力為零時(shí),系統(tǒng)動(dòng)量守恒,但機(jī)械能就不一定守恒,答案:C
【例3】如圖所示,在光滑的水平面上放一質(zhì)量為M=96.4kg的木箱,用細(xì)繩跨過定滑輪O與一質(zhì)量為m=10kg的重物相連,已知木箱到定滑輪的繩長AO=8m,OA繩與水平方向成300角,重物距地面高度h=3m,開始時(shí)讓它們處于靜止?fàn)顟B(tài).不計(jì)繩的質(zhì)量及一切摩擦,g取10m/s2,將重物無初速度釋放,當(dāng)它落地的瞬間木箱的速度多大?
解析:本題中重物m和水箱M動(dòng)能均來源于重物的重力勢能,只是m和M的速率不等.
根據(jù)題意,m,M和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,選取水平面為零勢能面,有mgh=mv+Mv
從題中可知,O距M之間的距離為h/=Oasin300=4m
當(dāng)m落地瞬間,OA繩與水平方向夾角為α,則cosα==4/5
而m的速度vm等于vM沿繩的分速度,如圖5—55所示,則有vm=vMcosα
所以,由式①一③得vM=m/s答案:m/s
四.機(jī)械能守恒定律與動(dòng)量守恒定律的區(qū)別:
動(dòng)量守恒是矢量守恒,守恒條件是從力的角度,即不受外力或外力的和為零。機(jī)械能守恒是標(biāo)量守恒,守恒條件是從功的角度,即除重力、彈力做功外其他力不做功。確定動(dòng)量是否守恒應(yīng)分析外力的和是否為零,確定系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒應(yīng)分析外力和內(nèi)力做功,看是否只有重力、系統(tǒng)內(nèi)彈力做功。還應(yīng)注意,外力的和為零和外力不做功是兩個(gè)不同的概念。所以,系統(tǒng)機(jī)械能守恒時(shí)動(dòng)量不一定守恒;動(dòng)量守恒時(shí)機(jī)械能也不一定守恒。
例4。如圖所示裝置,木塊B與水平面的接觸是光滑的,子彈A沿水平方向射入木塊后留在木塊內(nèi),將彈簧壓縮到最短.現(xiàn)將子彈、木塊和彈簧合在一起作為研究對象(系統(tǒng)),則此系統(tǒng)在子彈射入木塊到彈簧壓縮至最短的整個(gè)過程中()
A.動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒B.動(dòng)量不守恒,機(jī)械能不守恒
C.動(dòng)量守恒、機(jī)械能不守恒D.動(dòng)量不守恒、機(jī)械能守恒
解析:在力學(xué)中,給定一個(gè)系統(tǒng)后,這個(gè)系統(tǒng)經(jīng)某一過程兵動(dòng)量和機(jī)械能是否守恒,要看是否滿足動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒條件.在這個(gè)過程中,只要系統(tǒng)不受外力作用或合外力為零(不管系統(tǒng)內(nèi)部相互作用力如何)動(dòng)量必然守恒.但在子彈、木塊、彈簧這個(gè)系統(tǒng)中,由于彈簧的壓縮,墻對彈簧有作用力,所以水平合外力不等于零,系統(tǒng)動(dòng)量不守恒,若選取子彈,木塊為系統(tǒng),在子彈射入木塊過程中,因t很短,彈簧還來不及壓縮,或認(rèn)為內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力(彈力),系統(tǒng)動(dòng)量守恒.在這個(gè)過程中,外力F、N、mg不做功.系統(tǒng)內(nèi)彈力做功,子彈打入木塊的過程中,有摩擦力做功,有機(jī)械能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化.因此機(jī)械能不守恒(若取子彈打入B后,A、B一起壓縮彈簧的過程,系統(tǒng)只有彈力做功,機(jī)械能守恒).答案:B
由上述分析可知,判定系統(tǒng)動(dòng)量,機(jī)械能是否守恒的關(guān)鍵是明確守恒條件和確定哪個(gè)過程.
例5。兩個(gè)完全相同的質(zhì)量均為m的沿塊A和B,放在光滑水平面上,滑塊A與輕彈簧相連,彈簧另一端固定在墻上,當(dāng)滑塊B以v0的初速度向滑塊A運(yùn)動(dòng)時(shí),如圖所示,碰A后不再分開,下述正確的是()
A.彈簧最大彈性勢能為mv02B.彈簧最大彈性勢能為mv02
C.兩滑塊相碰以及以后一起運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械能守恒
D.兩滑塊相碰以及以后一起運(yùn)動(dòng)中,系統(tǒng)動(dòng)量守恒
解析:兩滑決的運(yùn)動(dòng)應(yīng)分兩階段,第一階段兩滑決相碰,由于碰后兩滑塊一起運(yùn)動(dòng),有部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.機(jī)械能不守恒,但動(dòng)量守恒.因此有:mv0=(m十m)v所以v=v0
第二階段,兩滑塊一起在彈簧力作用下來回振動(dòng),此時(shí)只有彈簧力做功,機(jī)械能守恒.但在此過程系統(tǒng)外力沖量不為零,系統(tǒng)動(dòng)量不守恒,因此有:EP+(m+m)v2/2=(m+m)v2
所以彈性勢能最大為v/2=0時(shí),所以EP=mv.答案:B
五.機(jī)械能守恒定律與動(dòng)能定理的區(qū)別
機(jī)械能守恒定律反映的是物體初、末狀態(tài)的機(jī)械能間關(guān)系,且守恒是有條件的,而動(dòng)能定理揭示的是物體動(dòng)能的變化跟引起這種變化的合外力的功間關(guān)系,既關(guān)心初末狀態(tài)的動(dòng)能,也必須認(rèn)真分析對應(yīng)這兩個(gè)狀態(tài)間經(jīng)歷的過程中做功情況.
規(guī)律方法
應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題的基本步驟
(1)根據(jù)題意選取研究對象(物體或系統(tǒng)).
(2)明確研究對象的運(yùn)動(dòng)過程,分析對象在過程中的受力情況,弄清各力做功的情況,判斷機(jī)械能是否守恒.
(3)恰當(dāng)?shù)剡x取零勢面,確定研究對象在過程中的始態(tài)和末態(tài)的機(jī)械能.
(4)根據(jù)機(jī)械能守恒定律的不同表達(dá)式列式方程,若選用了增(減)量表達(dá)式,(3)就應(yīng)成為確定過程中,動(dòng)能、勢能在過程中的增減量或各部分機(jī)械能在過程中的增減量來列方程進(jìn)行求解.
例6、在高度為h=0.8m的水平光滑桌面上,有一輕彈簧左端固定,質(zhì)量為m=1.0kg的小球在外力作用下使彈簧處于壓縮狀態(tài),當(dāng)彈簧具有4.5J的彈性勢能時(shí),由靜止釋放小球,將小球水平彈出,如圖,不計(jì)空氣阻力,求小球落地時(shí)的速度大?。?br>
先用守恒思想求小球被彈出的初速度
解一:用平拋知識(shí)解
解二:用動(dòng)能定理
解三:用機(jī)械能守恒
解四:直接全過程對系統(tǒng)用機(jī)械能守恒,不求拋出時(shí)的初速度
1、單個(gè)物體在變速運(yùn)動(dòng)中的機(jī)械能守恒問題
例7。從某高處平拋一個(gè)物體,物體落地時(shí)速度方向與水平方向夾角為θ,取地面處重力勢能為零,則物體落下高度與水平位移之比為.拋出時(shí)動(dòng)能與重力勢能之比為.
解析:設(shè)平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,則落地時(shí),gt=v0tanθ即gt2=v0ttanθ
所以2h=stanθ所以h/s=tanθ/2
由于落地的速度v=v0/cosθ又因?yàn)閙v02十mgh=mv2
所以mgh=mv02/cos2θ-mv02所以mv02/mgh=cot2θ
例8.如圖所示,一個(gè)光滑的水平軌道AB與光滑的圓軌道BCD連接,其中圖軌道在豎直平面內(nèi),半徑為R,B為最低點(diǎn),D為最高點(diǎn).一個(gè)質(zhì)量為m的小球以初速度v0沿AB運(yùn)動(dòng),剛好能通過最高點(diǎn)D,則()
A.小球質(zhì)量越大,所需初速度v0越大
B.圓軌道半徑越大,所需初速度v0越大
C.初速度v0與小球質(zhì)量m、軌道半徑R無關(guān)
D。小球質(zhì)量m和軌道半徑R同時(shí)增大,有可能不用增大初速度v0
解析:球通過最高點(diǎn)的最小速度為v,有mg=mv2/R,v=
這是剛好通過最高點(diǎn)的條件,根據(jù)機(jī)械能守恒,在最低點(diǎn)的速度v0應(yīng)滿足
mv02=mg2R+mv2,v0=答案:B
2、系統(tǒng)機(jī)械能守恒問題
例9.如圖所示,總長為L的光滑勻質(zhì)的鐵鏈,跨過一光滑的輕質(zhì)小定滑輪,開始時(shí)底端相齊,當(dāng)略有擾動(dòng)時(shí),某一端下落,則鐵鏈剛脫離滑輪的瞬間,其速度多大?
解析:鐵鏈的一端上升,一端下落是變質(zhì)量問題,利用牛頓定律求解比較麻煩,也超出了中學(xué)物理大綱的要求.但由題目的敘述可知鐵鏈的重心位置變化過程只有重力做功,或“光滑”提示我們無機(jī)械能與其他形式的能轉(zhuǎn)化,則機(jī)械能守恒,這個(gè)題目我們用機(jī)械能守恒定律的總量不變表達(dá)式E2=El,和增量表達(dá)式ΔEP=一ΔEK分別給出解答,以利于同學(xué)分析比較掌握其各自的特點(diǎn).
(1)設(shè)鐵鏈單位長度的質(zhì)量為P,且選鐵鏈的初態(tài)的重心位置所在水平面為參考面,則初態(tài)E1=0
滑離滑輪時(shí)為終態(tài),重心離參考面距離L/4,EP/=-PLgL/4
Ek2=Lv2即終態(tài)E2=-PLgL/4+PLv2
由機(jī)械能守恒定律得E2=E1有-PLgL/4+PLv2=0,所以v=
(2)利用ΔEP=-ΔEK,求解:初態(tài)至終態(tài)重力勢能減少,重心下降L/4,重力勢能減少-ΔEP=PLgL/4,動(dòng)能增量ΔEK=PLv2,所以v=
點(diǎn)評(píng)(1)對繩索、鏈條這類的物體,由于在考查過程中常發(fā)生形變,其重心位置對物體來說,不是固定不變的,能否確定其重心的位里則是解決這類問題的關(guān)鍵,順便指出的是均勻質(zhì)量分布的規(guī)則物體常以重心的位置來確定物體的重力勢能.此題初態(tài)的重心位置不在滑輪的頂點(diǎn),由于滑輪很小,可視作對折來求重心,也可分段考慮求出各部分的重力勢能后求出代數(shù)和作為總的重力勢能.至于零勢能參考面可任意選取,但以系統(tǒng)初末態(tài)重力勢能便于表示為宜.
(2)此題也可以用等效法求解,鐵鏈脫離滑輪時(shí)重力勢能減少,等效為一半鐵鏈至另一半下端時(shí)重力勢能的減少,然后利用ΔEP=-ΔEK求解,留給同學(xué)們思考.
例10、如圖,一根輕質(zhì)細(xì)桿的兩端分別固定著A、B兩只質(zhì)量均為m的小球,O點(diǎn)是一光滑水平軸,已知AO=L,BO=2L。現(xiàn)在使細(xì)桿從水平位置由靜止開始釋放,當(dāng)B球轉(zhuǎn)到O點(diǎn)正下方時(shí),它對細(xì)桿的拉力大小是多少?
例11:如圖,輕桿AB長2L,A端連在固定軸上,B端固定一個(gè)質(zhì)量為2m的小球,中點(diǎn)C固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球。AB桿可以繞A端在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng),現(xiàn)將桿置于水平位置,然后由靜止釋放,不計(jì)各處摩擦與空氣阻力,試求:(1)AB桿轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí),角速度ω多大?
(2)AB桿從水平轉(zhuǎn)到豎直位置過程中,B端小球的機(jī)械能增量多大?
課后作業(yè)
1、(2002春全國)圖四個(gè)選項(xiàng)中,木塊均在固定的斜面上運(yùn)動(dòng),其中圖A、B、C中的斜面是光滑的,圖D中的斜面是粗糙的;圖A、B中的力F為木塊所受的外力,方向如圖中箭頭所示,圖A、B、D中的木塊向下運(yùn)動(dòng),圖C中的木塊向上運(yùn)動(dòng)。在這四個(gè)圖所示的運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒的是()
2、如圖,小球自a點(diǎn)由靜止自由下落,到b點(diǎn)時(shí)與彈簧接觸,到c點(diǎn)時(shí)彈簧被壓縮到最短,若不計(jì)彈簧質(zhì)量和空氣阻力,在小球由a→b→c的運(yùn)動(dòng)過程中()
A.小球和彈簧總機(jī)械能守恒
B.小球的重力勢能隨時(shí)間均勻減少
C.小球在b點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大
D.到c點(diǎn)時(shí)小球重力勢能的減少量等于彈簧彈性勢能的增加量
3.一物體從高處勻加速下落,在下落過程中它的機(jī)械能()
A.一定增加B.一定減小
C.保持不變D.條件不足、無法確定
4.如圖,斜面置于光滑的水平面上,其光滑斜面上有一物體由靜止開始下滑,在物體下滑的過程中,下列說法正確的是()
A.物體的重力勢能減小,動(dòng)能增加
B.物體的機(jī)械能不變
C.斜面對物體的支持力垂直于支持面,不對物體做功
D.物體和斜面組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
5、如圖所示,通過定滑輪懸掛兩個(gè)質(zhì)量為m1、m2的物體(m1m2),不計(jì)繩子質(zhì)量、繩子與滑輪間的摩擦,在m1向下運(yùn)動(dòng)一段距離的過程中,下列說法中正確的是().(A)m1勢能的減少量等于m2動(dòng)能的增加量(B)m1勢能的減少量等于m2勢能的增加量(C)m1機(jī)械能的減少量等于m2機(jī)械能的增加量(D)m1機(jī)械能的減少量大于m2機(jī)械能的增加量
4、長度為L的均勻鏈條放在光滑水平桌面上,使其長度的L/4垂在桌邊,如圖所示,松手后鏈條從靜止開始沿桌邊下滑,則鏈條滑至剛離開桌邊時(shí)的速度大小為多少?
第五節(jié)功能問題的綜合應(yīng)用
基礎(chǔ)知識(shí)一、功能關(guān)系
1.能是物體做功的本領(lǐng).也就是說是做功的根源.功是能量轉(zhuǎn)化的量度.究竟有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化,用功來量度,二者有根本的區(qū)別,功是過程量,能是狀態(tài)量.
2.我們在處理問題時(shí)可以從能量變化來求功,也可以從物體做功的多少來求能量的變化.不同形式的能在轉(zhuǎn)化過程中是守恒的.
3、功和能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系
①合外力對物體所做的功等于物體動(dòng)能的增量.W合=Ek2一Ek1(動(dòng)能定理)
②只有重力做功(或系統(tǒng)內(nèi)彈力)做功,物體的動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化,物體的機(jī)械能守恒。
③重力功是重力勢能變化的量度,即WG=-ΔEP重=一(EP末一EP初)=EP初一EP末
④彈力功是彈性勢能變化的量度,即:W彈=一△EP彈=一(EP末一EP初)=EP初一EP末
⑤除了重力,彈力以外的其他力做功是物體機(jī)械能變化的量度,即:W其他=E末一E初
⑥一對滑動(dòng)摩擦力對系統(tǒng)做總功是系統(tǒng)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量度,即:fS相=Q
⑦電場力功是電勢能變化的量度,即:WE=qU=一ΔE=-(E末一E初)=E初一E末
例1。在水平地面上平鋪n塊磚,每塊磚的質(zhì)量為m,厚度為h,如將磚一塊一塊地疊,需要做多少功?
解析:這是一道非常典型變質(zhì)量與做功的題,很多同學(xué)不知怎樣列功能關(guān)系式才求出功的大小,我們先畫清楚草圖.根據(jù)功能關(guān)系可知:只要找出磚疊放起來時(shí)總增加的能量ΔE,就可得到W人=ΔE,而ΔE=E末-E初=nmgnh/2-nmgh/2=n(n-1)mgh/2
因此,用“功能關(guān)系”解題,關(guān)鍵是分清物理過程中有多少種形式的能轉(zhuǎn)化,即有什么能增加或減少,列出這些變化了的能量即可.
答案:n(n-1)mgh/2
4、對繩子突然繃緊,物體間非彈性碰撞等除題目特別說明,必定有機(jī)械能損失,碰撞后兩物體粘在一起的過程中一定有機(jī)械能損失。
二、能的轉(zhuǎn)化和守恒
能量既不能憑空產(chǎn)生,也不能憑空消失,它只能從一種形式的能轉(zhuǎn)化為另一種形式的能,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,能的總量保持不變。
1.應(yīng)用能量守恒定律的兩條思路:
(1)某種形式的能的減少量,一定等于其他形式能的增加量.
(2)某物體能量的減少量,一定等于其他物體能量的增加量.
例2。如圖所示,一輕彈簧一端系在墻上的O點(diǎn),自由伸長到B點(diǎn),今將一質(zhì)量m的小物體靠著彈簧,將彈簧壓縮到A點(diǎn),然后釋放,小物體能在水平面上運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)靜止,AC距離為S;若將小物體系在彈簧上,在A由靜止釋放,小物體將做阻尼運(yùn)動(dòng)到最后靜止,設(shè)小物體通過總路程為l,則下列答案中可能正確的是()
A.l=2S;B.l=S;C.l=0.5S;D.l=0
解析:若物體恰好靜止在B.則彈簧原來具有的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,應(yīng)有l(wèi)=S.若物體最后靜止在B點(diǎn)的左側(cè)或右側(cè)時(shí),彈簧仍具有一定的彈性勢能,在這種情況下,物體移動(dòng)的總路程就會(huì)小于S.
答案:BC
例3.如圖5—20所示,木塊A放在木塊B上左端,用力F將A拉至B的右端,第次將B固定在地面上,F(xiàn)做功為W1,生熱為Q1;第二次讓B可以在光滑地面上自由滑動(dòng),這次F做的功為W2,生熱為Q2,則應(yīng)有()
A.W1<W2,Q1=Q2B.W1=W2,Q1=Q2
C.W1<W2,Q1<Q2D.W1=W2,Q1<Q2
解析:設(shè)B的長度為d,則系統(tǒng)損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的數(shù)量Q1=Q2=μmAgd,所以C、D都錯(cuò).
在兩種情況下用恒力F將A拉至B的右端的過程中.第二種情況下A對地的位移要大于第一種情況下A對地的位移,所以W2>W(wǎng)1,B錯(cuò)
答案:A
3.用能量守恒定律解題的步驟
①確定研究的對象和范圍,分析在研究的過程中有多少種不同形式的能(包括動(dòng)能、勢能、內(nèi)能、電能等)發(fā)生變化.
②找出減少的能并求總的減少量ΔE減,找出增加的能并求總的增加量ΔE增
③由能量守恒列式,ΔE減=ΔE增。
④代入已知條件求解.
例4。如圖半徑分別為R和r的甲、乙兩圓形軌道放置在同一豎直平面內(nèi),兩軌道之間由一條水平軌道CD相連,現(xiàn)有一小球從斜面上高為3R處的A點(diǎn)由靜止釋放,要使小球能滑上乙軌道并避免出現(xiàn)小球脫離圓形軌道而發(fā)生撞軌現(xiàn)象,試設(shè)計(jì)CD段可取的長度。小球與CD段間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,其作各段均光滑。
{解析}:有兩種情況,一種是小球恰過乙軌道
最高點(diǎn),在乙軌道最高點(diǎn)的mg=mv2/r,從開始運(yùn)
動(dòng)到乙軌道最高點(diǎn),由動(dòng)能定理得
mg(3R-2r)-μmgCD=mv2-0聯(lián)立解得
CD=(6R-5r)/2μ,故應(yīng)用CD<(6R-5r)/2μ。
另一種是小球在乙軌道上運(yùn)動(dòng)圓周時(shí),速度變?yōu)榱?,由mg(3R-r)=μmgCD解出CD=(3R-r)/μ,故應(yīng)有CD>(3R-r)/μ