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而∝,所以与成正比。
答案与成正比四计算题本题共小题,共分,解答时应写出必要的文字说明方程式和演算步骤,有数值计算的要注明单位茂名阶段测试滑块经水平轨道进入竖直平面内的四分之圆弧轨道。
已知滑块的质量,在点时的速度,长,滑块与水平轨道间的动摩擦因数,圆弧轨道的半径,滑块离开点后竖直上升,取。
求图滑块经过点时的速度大小滑块经过点时圆弧轨道对它的支持力的大小滑块在圆弧轨道段克服摩擦力所做的功。
解析滑块从到做匀减速直线运动,由动能定理摩擦力,联立解得滑块经过点时,由牛顿第二定定滑轮拉物体的问题中。
典例如图所示,人用大小不变的力拉着放在光滑水平面上的物体,开始时与物体相连接的绳与水平面间的夹角是,当拉力作用段时间后,绳与水平面间的夹角为。
已知图中的高度是类题目。
现结合例题分析变力做功的五种求解方法。
化变力为恒力求变力功变力做功直接求解时,通常都比较复杂,但若通过转换研究的对象,有时可化为恒力做功,可以用求解。
此法常常应用于轻绳通过是车所受的合力。
功的计算在中学物理中占有十分重要的地位,中学阶段所学的功的计算公式,只能用于恒力做功情况,对于变力做功的计算则没有个固定公式可用,但高考中变力做功问题也是经常考查的决机车启动问题,首先要弄清是哪种启动方式,然后采用分段处理法。
在匀加速阶段常用牛顿第二定律和运动学公式结合分析,在非匀加速阶段,般用动能定理求解。
在机车的功率中,是指机车的牵引力,而不,牵引力减小,但只要牵引力大于阻力,汽车就做加速运动,只是加速度要减小,汽车做加速度逐渐减小的加速直线运动,直到牵引力,加速度为零,汽车所能达到的最大速度。
答案见解析解,匀加速过程持续的时间。
汽车在匀加速直线运动过程中的实际功率与时间的关系是汽车达到额定功率后,将保持额定功率不变,随着速度的增加逐渐减小的加速运动,直到牵引力等于阻力为止。
解析设汽车做匀加速直线运动时的牵引力为,阻力为,匀加速过程的最大速度为,有由以上各式可求得车运动所能达到的最大速度。
审题指导汽车开始做匀加速运动,牵引力和阻力恒定,随着速度增加,它的实际功率逐渐增大,直到实际功率等于额定功率为止此后汽车保持功率不变,速度增大,牵引力减小,做加速度质量,在平直路面上行驶时阻力是车重的倍。
若汽车从静止开始以加速度做匀加速直线运动,取求汽车保持加速度不变的时间。
汽车实际功率随时间变化的关系。
此后汽阻。
机车以恒定功率运行时,牵引力做的功。
由动能定理阻。
此式经常用于求解机车以恒定功率启动过程的位移大小。
例梅州东山中学汽车的额定功率,度都等于其匀速运动时的速度,即阻式中为最小牵引力,其值等于阻力阻。
机车以恒定加速度启动的运动过程中,匀加速过程结束时,功率最大,速度不是最大,即阻↑⇒额⇒阻运动性质以做匀速直线运动加速度减小的加速运动段阻⇒⇒阻额,以做匀速直线运动三个重要关系式无论哪种运行过程,机车的最大速程分析↑⇒不变⇒阻阻不变⇒不变⇒↑↑直到额运动性质加速度减小的加速直线运动匀加速直线运动,维持时间段过程分析阻⇒⇒求得,如求匀变速直线运动中力的平均功率。
机车的启动问题机车的输出功率,其中为机车的牵引力,为机车运动速度。
两种启动方式对比两种方式以恒定功率启动以恒定加速度启动图和图段过所求功率是平均功率还是瞬时功率,对应于过程的功率为平均功率,对应于时刻的功率为瞬时功率。
求功率大小时要注意与方向间的夹角对结果的影响。
用求平均功率时,应容易。
第末的瞬时功率,故第内动能的增加量,第内动能的增加量,所以,故正确。
答案求力做功的功率时应注意的问题首先要明确,第末的速度内外力做的功,功率,故正确第内外力所做的功,故第末的瞬时功率,第末的速度内外力做的功,功率,故正确第内外力所做的功,故第末的瞬时功率。
第末的瞬时功率,故第内动能的增加量,第内动能的增加量,所以,故正确。
答案求力做功的功率时应注意的问题首先要明确所求功率是平均功率还是瞬时功率,对应于过程的功率为平均功率,对应于时刻的功率为瞬时功率。
求功率大小时要注意与方向间的夹角对结果的影响。
用求平均功率时,应容易求得,如求匀变速直线运动中力的平均功率。
机车的启动问题机车的输出功率,其中为机车的牵引力,为机车运动速度。
两种启动方式对比两种方式以恒定功率启动以恒定加速度启动图和图段过程分析↑⇒不变⇒阻阻不变⇒不变⇒↑↑直到额运动性质加速度减小的加速直线运动匀加速直线运动,维持时间段过程分析阻⇒⇒阻↑⇒额⇒阻运动性质以做匀速直线运动加速度减小的加速运动段阻⇒⇒阻额,以做匀速直线运动三个重要关系式无论哪种运行过程,机车的最大速度都等于其匀速运动时的速度,即阻式中为最小牵引力,其值等于阻力阻。
机车以恒定加速度启动的运动过程中,匀加速过程结束时,功率最大,速度不是最大,即阻。
机车以恒定功率运行时,牵引力做的功。
由动能定理阻。
此式经常用于求解机车以恒定功率启动过程的位移大小。
例梅州东山中学汽车的额定功率,质量,在平直路面上行驶时阻力是车重的倍。
若汽车从静止开始以加速度做匀加速直线运动,取求汽车保持加速度不变的时间。
汽车实际功率随时间变化的关系。
此后汽车运动所能达到的最大速度。
审题指导汽车开始做匀加速运动,牵引力和阻力恒定,随着速度增加,它的实际功率逐渐增大,直到实际功率等于额定功率为止此后汽车保持功率不变,速度增大,牵引力减小,做加速度逐渐减小的加速运动,直到牵引力等于阻力为止。
解析设汽车做匀加速直线运动时的牵引力为,阻力为,匀加速过程的最大速度为,有由以上各式可求得,匀加速过程持续的时间。
汽车在匀加速直线运动过程中的实际功率与时间的关系是汽车达到额定功率后,将保持额定功率不变,随着速度的增加,牵引力减小,但只要牵引力大于阻力,汽车就做加速运动,只是加速度要减小,汽车做加速度逐渐减小的加速直线运动,直到牵引力,加速度为零,汽车所能达到的最大速度。
答案见解析解决机车启动问题,首先要弄清是哪种启动方式,然后采用分段处理法。
在匀加速阶段常用牛顿第二定律和运动学公式结合分析,在非匀加速阶段,般用动能定理求解。
在机车的功率中,是指机车的牵引力,而不是车所受的合力。
功的计算在中学物理中占有十分重要的地位,中学阶段所学的功的计算公式,只能用于恒力做功情况,对于变力做功的计算则没有个固定公式可用,但高考中变力做功问题也是经常考查的类题目。
现结合例题分析变力做功的五种求解方法。
化变力为恒力求变力功变力做功直接求解时,通常都比较复杂,但若通过转换研究的对象,有时可化为恒力做功,可以用求解。
此法常常应用于轻绳通过定滑轮拉物体的问题中。
典例如图所示,人用大小不变的力拉着放在光滑水平面上的物体,开始时与物体相连接的绳与水平面间的夹角是,当拉力作用段时间后,绳与水平面间的夹角为。
已知图中的高度是,求绳的拉力对物体所做的功。
假定绳的质量滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦不计。
图解析本题中,显然与的大小相等,且在对物体做功的过程中,大小不变,但方向时刻在改变,因此本题是个变力做功的问题。
但在题设条件下,人的拉力对绳的端点也即对滑轮机械做的功就等于绳的拉力即滑轮机械对物体做的功。
而的大小和方向都不变,因此只要计算恒力对绳做的功就能解决问题。
设绳的拉力对物体做的功为,由题图可知,在绳与水平面的夹角由变到的过程中,拉力作用的绳端的位移的大小为由可知答案二用平均力求变力功在求解变力功时,若物体受到的力的方向不变,而大小随位移是成线性变化的,即力均匀变化时,则可以认为物体受到大小为的恒力作用分别为物体初末态所受到的力,然后用公式求此力所做的功。
典例把长为的铁钉钉入木板中,每打击次给予的能量为,已知钉子在木板中遇到的阻力与钉子进入木板的深度成正比,比例系数为。
问此钉子全部进入木板需要打击几次解析在把钉子打入木板的过程中,钉子把得到的能量用来克服阻力做功,而阻力与钉子进入木板的深度成正比,先求出阻力的平均值,便可求得阻力做的功。
钉子在整个过程中受到的平均阻力为钉子克服阻力做的功为设全过程共打击次,则给予钉子的总能量总,所以答案三用图象求变力功在图象中,图线与轴所围面积的代数和就表示力在这段位移所做的功,且位于轴上方的面积为正,位于轴下方的面积为负,但此方法只适用于便于求图线所围面积的情况。
典例放在地面上的木块与轻弹簧相连,弹簧处于自由伸长状态。
现用手水平拉弹簧,拉力的作用点移动时,木块开始运动的质量为物块与桌面间的动摩擦因数为。
现用水平向右的力将物块从点拉至点,拉力做的功为。
撤去拉力后物块由静止向左运动,经点到达点时速度为零。
重力加速度为。
则上述过程中图物块在点时,弹簧的弹性势能等于物块在点时,弹簧的弹性势能小于经点时,物块的动能小于物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在点时弹簧的弹性势能解析选设点到点的距离为,则物块在点时弹簧的弹性势能为,由于摩擦力的存在,因此间的距离小于,即,所以,项物块从点经点到点,根据动能定理所以,项正确在点弹性势能为零,从点再到点,由于,因此,项正确物块动能最大时,是摩擦力等于弹簧的弹力的时候,此位置在点右侧,如果点到点的距离小于动能最大的位置到点的距离,则物块动能最大时弹簧的弹性势能大于物块在点时的弹簧的弹性势能,项。
三实验题本题共小题,共分,把答案填在题中横线上或按题目要求作答为了探究做功与物体动能之间的关系,在气垫导轨上放置带有遮光片的滑块,轻弹簧的端与滑块相接,另端固定在气垫导轨的端,将光电门固定在气垫导轨底座上适当位置如图,使弹簧处于自然状态时,滑块上的遮光片刚好位于光电门的挡光位置,与光电门相连的光电计时器可记录遮光片通过光电门时的挡光时间。
实验步骤如下图用游标卡尺测量
