对物体进行受力分析,是解决力学问题的关键。物体受力运动时,必然会有做功和能量的变化,这就是功能关系。
(1)功是能量转化的量度,也即做了多少功,就有多少能量发生了转化。
(2)做功的过程一定伴随有能量的转化,能量的转化必须通过做功来实现。
解决功能关系问题的两条途径,一是动 能定理;二是功和能量的转化和守恒。
1、如下图所示,一个固定的斜面倾角为30°,一质量为m的小物块从斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动,加速度大小等于重力加速度的大小g,物块上升的最大高度为H,那么在这个过程中,物块的( )
精讲点拨: 小物块受重力、支持力、摩擦力,合外力为重力沿斜面向下的分力加上沿斜面向下的摩擦力,其中重力分力大小为mgsin30°=0.5mg。由已知条件加速度大小为g,故摩擦力大小为0.5mg。
物块上升H,则沿斜面运动了2H距离。克服摩擦力做功为0.5mgx2H=mgH,上升H,克服重力做功mgH,两者之和为mgH,此即等于减少的动能,故选A。
减少的机械能等于克服摩擦力做的功,即为mgH,故选C。
答案为: AC
考察的知识点:功能关系;动能与势能相互转换,机械能不变。
2、如下图所示,半径R=2m的四分之一粗糙圆弧轨道AB置于竖直平面内,轨道的B端切线水平,且距水平地面高度为h=1.25m,现将一质量m=0.2kg的小滑块从A点由静止释放,滑块沿圆弧轨道运动至B点以v=5m/s的速度水平飞出(重力加速度取10米每二次方秒)。
求: (1)小滑块沿圆弧轨道运动过程中所受摩擦力做的功;
(2)小滑块着地时的速度。
精讲点拨:物块由A到B,受重力、支持力、摩擦力,但只有重力和摩擦力做功。由动能定理可解得摩擦力做功1.5J。由B到地物块做平抛运动,只有重力做功,再由动能定理可解得着地速度。
具体解答过程如下:
考点:动能定理、重力做功等。
1、物块由静止从粗糙斜面上的某点加速下滑到另一点,此过程中重力对物块做的功等于 ( )
A.物块动能的增加量
B.物块重力势能的减少量
C.物块重力势能的减少量和物块动能的增加量以及物块克服摩擦力做的功之和
D.物块动能的增加量与物块克服摩擦力做的功之和
答案 B D
考点:重力做功、摩擦力做功及做功与动能变化关系,整个过程能量不变。
力学部分,受力分析是关键,在运动过程必然有能量的转化和做功过程,把握核心一点,做功与能量相互转化,但综合不变。主要利用一个动能定理,一个重力做功和机械能守恒定律。从上面的精讲点拨过程,理解思路是关键,从领会思路到模仿,最终深化为自己的解题能力,助力2020高考物理取得高分。
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