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高考物理答题技巧《动能定理及应用》答题技巧(2018年最新版)(四)
2018-10-02 05:12:13
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1、选择题 如图所示,通过空间任意一点A可作无数个斜面.如果物体从A点分别沿这些倾角各不相同的光滑斜面滑下,那么物体在这些斜面上速率相同的点所构成的面是( ) A.球面 B.抛物面 C.水平面 D.不规则的曲面
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参考答案:设速率为v,物体从A点下滑到速率相等的点的过程中,运用动能定理得: 12mv2-0=mgh 解得:h=v22g 所以这些斜面上速率相同的点到达A点的高度相等,即物体在这些斜面上速率相同的点所构成的面是水平面. 故选C
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 (14分)如图甲所示是一打桩机的简易模型。质量m=1kg的物体在拉力F作用下从与钉子接触处由静止开始运动,上升一段高度后撤去F,到最高点后自由下落,撞击钉子,将钉子打入一定深度。物体上升过程中,机械能E与上升高度h的关系图象如图乙所示。不计所有摩擦,g取10m/s2。求:
 (1)物体上升到1m高度处的速度; (2)物体上升1 m后再经多长时间才撞击钉子(结果可保留根号); (3)物体上升到0.25m高度处拉力F的瞬时功率。
参考答案:(1)2m/s?(2) t= s (3)12W
本题解析:⑴设物体上升到h1=1m处的速度为v1,由图乙知 ?(2分) 解得? v1=2m/s?(1分)⑵解法一:由图乙知,物体上升到h1=1m后机械能守恒,即撤去拉力F,物体仅在重力作用下先匀减速上升,至最高点后再自由下落.设向上减速时间为t1,自由下落时间为t2 对减速上升阶段有? ?解得? t1=0.2s? 1分 减速上升距离? =0.2m? 1分 自由下落阶段有? ?1分?解得? s? 1分 即有 t=t1+t2= s? 1分 解法二:物体自h1=1m后的运动是匀减速直线运动,设经t时间落到钉子上,则有 ?3分 解得? t= s? 2分 (3)对F作用下物体的运动过程,根据功能量关系有 ?1分 由图象可得,物体上升h1=1m的过程中所受拉力F=12N?1分 物体向上做匀加速直线运动,设上升至h2=0.25m时的速度为v2,加速度为a。根据牛顿第二定律 有? ?1分 根据运动学公式有? ?1分 瞬时功率? P=Fv2?1分 解得? P=12W? 1分
本题难度:一般
3、选择题 如图所示,a、b、c三个相同的小球,a从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑,同时b、c从同一高度分别开始自由下落和平抛。它们从开始到到达地面,下列说法正确的有(?)
 A.它们同时到达地面 B.重力对它们的冲量相同 C.它们的末动能相同 D.它们动量变化的大小相同
参考答案:D
本题解析:球b自由落体运动,球c的竖直分运动是自由落体运动,故bc两个球的运动时间相同,为 ;球a受重力和支持力,合力为 ,加速度为 ,根据 ,得 ;故 ,故A错误;由于重力相同,而重力的作用时间不同,故重力的冲量不同,故B错误;初动能不全相同,而合力做功相同,故根据动能定理,末动能不全相同,故C错误;bc球合力相同,运动时间相同,故合力的冲量相同,根据动量定理,动量变化量也相同;ab球机械能守恒,末速度相等,故末动量相等,初动量为零,故动量增加量相等,故D正确;
本题难度:一般
4、计算题 物体在斜坡上A处由静止开始滑下,如图所示。滑到B处后又沿水平直路前进到C处停下。如果物体在A处以一定的初速度v0=10m/s滑下,求物体停下处D距C多远?斜坡AB与直路BC用一段极短的圆弧连接,物体可视为质点且与路面的摩擦系数处处相同为μ=0.5。(g=10m/s2)
参考答案:
本题解析:设斜坡倾角为 ,高h,斜坡长为s,由动能定理可得:
?①……6分
?②……6分 ②-①式可得: ……6分 代入数据得到物体停下处D距C的距离为: 本题考查动能定理的应用,重力做功与路径无关只与初末位置有关,摩擦力做功与路径有关
本题难度:一般
5、简答题 如图1所示,在竖直向下,场强为E的匀强电场中,长为2l的绝缘轻杆可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动,两个小球A、B固定于杆的两端,A、B的质量分别为m1和m2,A带负电,电量为q1,B也带负电,电量为q2.求: (1)杆从静止开始由水平位置顺时针转到竖直位置,在此过程中电场力所做的功为多少? (2)杆从静止开始由水平位置顺时针转到竖直位置时,两球的总动能为多少? (3)若将轻杆弯折成如图2所示的“Γ”形,两边互相垂直、长度均为l,在竖直向下的匀强电场中(场强E的大小未知),可绕过O点的水平轴在竖直平面内无摩擦转动.现将“Γ”形杆从OB位于水平位置由静止释放,OB杆能转过的最大角度为127°,则该电场强度的大小为多少?

参考答案:(1)电场力做功大小W=Eq1l-Eq2l? (2)对系统研究,根据动能定理得:( q1-q2)El+(m2-m1)g l=Ek-0 解得:Ek=(?q1-q2)El+(m2-m1)g?l? (3)OB杆可能顺时针转动,也可能逆时针转动.当OB杆转过最大角度时,动能为零. (ⅰ)设OB杆顺时针转动,根据动能定理, (m2g-q2?E)l?cosα-(?q1E-m1g)l(1+sinα)=0 解得:E=m2-2m1q2-2q1g<m2gq2 讨论:由于使OB杆顺时针转动, 必须满足m2g>q2E,
 所以:E=m2-2m1q2-2q1g<m2gq2 即:m2-2m1q2-2q1-m2q2<0 2(m2q1-m1q2)q2(q2-2q1)<0 当q2>2q1,m1m2>q1q2时,顺时针转动,当?q2<2q1,m1m2<q1q2时,顺时针转动. (ⅱ)设OB杆逆时针转动,根据动能定理, (q2E-m2?g)lcosα+(q1E-m1g)l(1+sinα)=0 解得:E=m2+2m1q2+2q1g>m2gq2 讨论:由于使OB杆逆时针转动,必须满足m2g<q2E, 所以:E=m2+2m1q2+2q1g>m2gq2 即:m2+2m1q2+2q1-m2q2g>0 2(m1q2-m2q1)gq2(q2+2q1)>0 当?m1q2>m2q1时,即当?m1m2>q1q2时杆逆时针转动. 答:(1)杆从静止开始由水平位置顺时针转到竖直位置,在此过程中电场力所做的功为Eq1l-Eq2l. (2)两球的总动能为( q1-q2)El+(m2-m1)g l. (3)当顺时针转动时,该电场强度的大小为m2-2m1q2-2q1g,逆时针转动时,电场强度的大小为m2+2m1q2+2q1g.
本题解析:
本题难度:一般
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