高一物理基礎知識回扣

2022-08-05 05:15:57 字數 2979 閱讀 8786

物理解題方法回扣

一.機械能守恆定律

(一)功的計算

【典例再現】

1. 質量為m的小車在水平恆力f推動下,從山坡(粗糙)底部a處由靜止起運動至高為h的坡頂b,獲得速度為v,ab之間的水平距離為s,重力加速度為g.下列說法正確的是(  )

a.小車克服重力所做的功是mgh

b.合外力對小車做的功是mv2

c.推力對小車做的功是mv2+mgh

d.阻力對小車做的功是mv2+mgh-fs

2.在水平面上,有一彎曲的槽道,槽道由半徑分別為和r的兩個半圓構成.如圖所示,現用大小恆為f的拉力將一光滑小球從a點沿槽道拉至b點,若拉力f的方向時時刻刻均與小球運動方向一致,則此過程中拉力所做的功為(  )

a.0     b.fr c.πfr d.2πfr

3.下列關於力做功的說法中正確的是( )

a.人用力f=300n將足球踢出,球在空中飛行40m,人對足球做功1200j

b.人用力推物體,但物體未被推動,人對物體做功為零

c.物體豎直上升時,重力不做功

d.只有恆力才能做功,變力不能做功

【方法總結】

功的計算有兩種方法:1.利用功的表示式w=flcosα,但此公式有一定的適用條件,即適用於恆力的功或能夠轉化為恆力做功,如典例2,如果我們微元法,將過程分為很小的小段,則每一小段均可看成直線運動,則力的方向與速度方向相同,可將變力功轉變為恆力做功。

應用是要注意:先判斷力是否是恆力或能夠等效成恆力,然後找出位移,代入公式進行計算。

2.對於變力做功,包括大小或方向的變化,常用的方法是動能定理。如典例1中,阻力為變力,其計算只能根據動能定理計算。

1.如圖所示,豎直平面內有四分之一圓弧軌道固定在水平桌面上,圓心為o點。一小滑塊自圓弧軌道a處由靜止開始自由滑下,在b點沿水平方向飛出,落到水平地面c點。

已知小滑塊的質量為,c點與b點的水平距離為點高度為1.25m,圓弧軌道半徑r=1.0m,取g=10m/s2。

求小滑塊:

(1)從b點飛出時的速度大小;

(2)在b點時對圓弧軌道的壓力大小;

(3)沿圓弧軌道下滑過程中克服摩擦力所做的功。

2.物體在水平拉力f作用下,沿x軸方向由座標原點開始運動,設拉力f隨x的變化分別如圖甲、乙、丙所示,其中圖甲為一半圓圖形,對應拉力做功分別為w甲、w乙、w丙,則以下說法正確的是(  )

a.w甲》w乙》w丙 b.w甲》w乙=w丙 c.w甲=w乙=w丙 d.無法比較它們的大小

(二)功率的計算

【典例再現】

1.一輛普通家用小轎車的阻力系數(汽車所受阻力與重力的比值)為0.25,當該小轎車在高速公路上(最高限速為120km/h)正常勻速行駛時發動機的功率約為

(a)80w  (b)800w  (c)8kw  (d)80kw

2.一列火車在額定功率下由靜止從車站出發,沿直線軌道運動,行駛5 min後速度達到30 m/s,設列車所受阻力恆定,則可以判斷列車在這段時間內行駛的距離(  )

a.一定大於4.5 km b.可能等於4.5 km c.一定小於4.5 km d.條件不足,無法確定

3. 一雜技運動員騎摩托車沿一豎直圓軌道做雜技表演,如圖所示,若車運動的速率恆為20m/s,人車質量之和為200kg,輪胎與軌道之間動摩擦因數為μ=0.1,車通過最低點a時,發動機功率為12kw,車通過最高點b時,求發動機的功率(g=10m/s2).

【方法總結】

功率的計算有兩類:一類是求平均功率,常用公式是,另一類是瞬時功率,常用公式是。考試常涉及的內容是瞬時功率的計算。

典型題目是機車起動問題,此類題目分析的關鍵是要抓住機車的功率是指某個力(牽引力)的功率,另外要對兩種運動的運動過程有所瞭解,最好是能結合圖象進行分析,如典例2,我們如果能夠結合圖象,本題的結論的得出將會非常簡單。抓住兩個轉折點:一是最大速度時,f合=0,二是以恆定加速度起動時,勻加速運動的最大速度是在p=p額時。

下面的即時應用2就是對轉折點的考查。

1. 某同學進行體能訓練,用100秒跑上20米高的高樓,試估算他登樓的平均功率最接近下列哪個數值

a.10w b.100w c.1000w d.10000w

2.面對能源緊張和環境汙染等問題,混合動力汽車應運而生。所謂混合動力汽車,是指擁有兩種不同動力源(如燃油發動機和電力發動機)的汽車,既省油又環保。

車輛在起步或低速行駛時可僅靠電力驅動;快速行駛或者需急加速時燃油發動機啟動,功率不足時可由電力補充;在制動、下坡、怠速時能將機械能轉化為電能儲存在電池中備用。假設汽車質量為m,當它在平直路面行駛時,只採用電力驅動,發動機額定功率為p1,能達到的最大速度為v1;汽車行駛在傾角為θ的斜坡道上時,為獲得足夠大的驅動力,兩種動力同時啟動,此時發動機的總額定功率可達p2。已知汽車在斜坡上行駛時所受的阻力是在平直路面上的k倍,重力加速度為g。

求汽車在斜坡道上能達到的最大速度。

3. 某駕駛員為了粗略測定汽車上貨物的質量,採用了這樣的辦法:讓一輛汽車以不變的輸出功率p沿一段平直公路勻速行駛,從速度表上讀出此時汽車的速度為v.如果汽車運動時受到的阻力與整車重力成正比,比例係數為k,已知汽車自身的質量為m,

(1)求貨物的質量m;

(2)如果減少貨物質量,使整輛車的質量變為原來整輛車質量的9/10,而汽車的輸出功率仍為p,汽車原來沿一段平直公路勻速行駛需要10min.那麼,減少質量後,汽車勻速經過同一路段需要多少時間?

4某興趣小組對一輛自制小遙控車的效能進行研究。他們讓這輛小車在水平的直軌道上由靜止開始運動,並將小車運動的全過程記錄下來,通過處理轉化為v-t圖象,如圖所示(除2s—10s時間段內的圖象為曲線外,其餘時間段圖象均為直線)。已知小車運動的過程中,2s—14s時間段內小車的功率保持不變,在14s末停止遙控而讓小車自由滑行。

小車的質量為1kg,可認為在整個過程中小車所受到的阻力大小不變。

求:(1)小車所受到的阻力大小;

(2)小車勻速行駛階段的功率;

(3)小車在加速運動過程中位移的大小。

5.起重機的鋼索將重物由地面吊到空中某個高度,其速度圖象如圖所示,則鋼索拉力的功率隨時間變化的圖象可能是圖中的(  )

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