高中物理總復習能量方法及其應用

1、物理高考沖刺：能量方法及其應用【高考展望】本專題主要討論利用能量方法分析解決物理問題的方法。能量問題是高中物理的主干和重點知識，也是難點知識，能量方法是高中物理中處理物理問題的常用方法和重要方法，也是歷年高考熱點。歷年高考試卷中的綜合問題往往與能量知識有關，并且往往把能量知識與力學、熱學、電場、磁場、電磁感應等知識點綜合起來，這類問題過程多樣復雜，綜合程度高，難度大。【知識升華】“能量方法”簡介：從“能量守恒和功能關系”角度來研究運動過程的學習研究方法。主要包含：能量守恒思想，即能量守恒定律功能關系功是能量轉化的量度。在某一運動過程中，每一種能量的改變和轉移都會對應著某一種力的做功。能量守恒思

2、想，一般從以下三個方面思考：（1）分析某一過程涉及那些能量，（2）分析各能量如何變化，（3）減少的能量一定等于增加的能量，即初態(tài)能量=末態(tài)能量。功：W=-SCQSa功率:P=,P=FvcQsa基本概念和物理量動能:Ef=mv2重力勢能：Ep=mghf動能定理：叭=込121.,'Ey=mv2-W3V1基本規(guī)律重力做功與重力勢能的關系：琢G=A=mg電一mgh密r內容：在只有重力做功的情形下，物體的動能和重力勢能發(fā)生相互轉化，機械能的總壘不變，這就是機械能守恒定律口志込式：E血+Epi=&十應肥或4瓦d心ET機械能守恒定律:功和機械能變化的關系：琢論儷是除了重力以外的I力做的總功，

3、比為物體機械能的變化）總功的計算:琢二F-scosaW=sjcosa+巴嗔莎osa?+Fm*實基本方法基本思路滑動摩擦力的功:W=-Fs（s齒物悴的路程）相互作用的一對滑動摩擦力的功：W=-fs擲"W=F-scosct（F力對位移的平均值）變力做功的求解：fWpt能重轉換法圖線法【方法點撥】從能量守恒和功能關系出發(fā)研究：（1）動能增量-合力功或外力功之和（2）勢能增量-相應力做功的相反數(shù)（引力勢能、電勢能）（3）機械能增量-除了重力、彈力外其它力做功。（彈力主要指的是彈簧彈力）如果重力、彈力之外的力不做功，機械能保持不變，即機械能守恒。（4）摩擦生熱-滑動摩擦力與物體間相對滑行距離的

4、乘積?！镜湫屠}】類型一、解決力學問題【高清課堂：369022能量方法及應用例1】例1、一物體靜止在升降機的地板上，在升降機加速上升的過程中，地板對物體的支持力所做的功等于（）A. 物體勢能的增加量B. 物體動能的增加量C. 物體動能的增加量加上物體勢能的增加量D. 物體動能的增加量加上克服重力所做的功【思路點撥】支持力是恒力，支持力做的功等于力乘以上升的高度，支持力對物體做功，物體的機械能增加?！敬鸢浮緾D【解析】設升降機加速上升高度為h時，速度為v，地板對物體的支持力為N根據(jù)動能定理Nh-mgh二11mv2-mv2220=AE+AEpk11地板對物體做的功W=Nh=mgh+mv2-mv2n

5、220【總結升華】或：除重力外其它力做功等于機械能增量，只有支持力做功，支持力做的功等于機械能的增量。或：從能量守恒關系分析，升降機運行一定消耗電能，消耗的電能到哪里去了呢？消耗的電能等于克服壓力做的功。NhmghtAE功能關系圖：AENh_><kmghtAEp舉一反三【變式】如圖所示，一位同學正在進行滑板運動。圖中ABD是水平路面，BC是一段R=6.4m的拱起的圓弧路面，圓弧的最高點C比水平路面AB高出h=1.25m。已知人與滑板的總質量為m=60kg。該同學自A點由靜止開始運動，在AB路段他單腿用力蹬地，到達B點前停止蹬地，然后沖上圓弧路段，結果到達C點時恰好對地面壓力為零，以

6、后該同學作平拋運動又落回水平路面。該同學及滑板可視為質點，不計滑板與各路段之間的摩擦力及經(jīng)過B點時的能量損失。（g取10m/s2）求：（1）該同學在C點的速度大小；（2）該同學落回水平地面的落點到C點的水平距離；（3）該同學在AB段所做的功。【答案】（1）v二8m/s（2）x=4m（3）W=2670Jc【解析】（1）由于“到達C點時恰好對地面壓力為零”所以只有重力提供向心力,mg=，v=gR=<10x6.4m/s=8m/s。Rc1（2）到達C點后作平拋運動，x=-t，h=gt2，解得x=4m。c2（3）“在AB路段他單腿用力蹬地，到達B點前停止蹬地”，BC段不計摩擦，根據(jù)功能關系在AB段

7、所做的功等于人的機械能的增量，即C點的機械能，C點的機械能為mgh+mv2=60x10x1.25+1x60x82=2670J2c2所以該同學在AB段所做的功為2670J?！靖咔逭n堂：369022能量方法及應用例2】例2、質量為m的滑塊與傾角為6的斜面間的動摩擦因數(shù)為“，“vtanO。斜面底端有一個和斜面垂直放置的彈性擋板滑塊滑到底端與它碰撞時沒有機械能損失，如圖所示，若滑塊從斜面上高度為h處以速度v0開始沿斜面下滑，設斜面足夠長，求：（1）滑塊最終停在何處？（2）滑塊在斜面上滑行的總路程？【思路點撥】摩擦力小于重力沿斜面方向的分力，滑塊最終停在擋板處。根據(jù)能量守恒定律開始時的動能與重力勢能之和

8、全部用于克服摩擦力做功。摩擦力做的功按路程計算。答案】（1）滑塊最終停在擋板處2)s=2gh+©2pgcos0【解析】（1）由于“vtanO,所以卩cos0<sin0即pmgcos0<mgsin0滑動摩擦力小于重力沿斜面方向的分量，滑塊加速下滑,與擋板碰后減速上升,在斜面上呆不住,再下滑,因此,滑塊最終停在擋板處。（2）設滑塊在斜面上滑行的總路程為S,對全過程，由動能定理mgh一fS=0一1mv220mgh+-mv220=2gh+v2S0pmgcos02pgcos0解法二：對全過程,由能量守恒定律分三個層次研究：涉及哪些能量,各能量是怎么變化的,減少的能量等于增加的能量。

9、重力勢能減少,動能減少,克服摩擦產(chǎn)生的熱在增加,動能和重力勢能全部轉化成了熱。mv2+mgh=Q20Q=fS=卩mgcos0-S2gh+v2S=02pgcos0這是能量守恒的用法,與動能定理的意義完全不一樣?！究偨Y升華】理解“vtanO的本質是加速下滑，p=tan0勻速下滑，卩tan0減速下滑?；瑝K在斜面上上滑下滑這些中間細節(jié)不必考慮,不需要進行研究,這就是能量思想優(yōu)于動力學思想的特點。舉一反三【變式1】如圖所示，AB與CD為兩個對稱斜面，其上部足夠長，下部分別與一個光滑的圓弧面的兩端相切,圓弧圓心角為120°，半徑R為2.0m，一個物體在離弧底E高度為h=3.0m處，以初速4.0m

10、/s沿斜面運動。若物體與兩斜面的動摩擦因數(shù)為0.02，則物體在兩斜面上（不包括圓弧部分）一共能走多長路程？（g取10m/s2）【答案】280m【解析】斜面的傾角為9=60°，由于物體在斜面上所受到的滑動摩擦力小于重力沿斜面的分力（umgcos60°Vmgsin60°）,所以物體不能停留在斜面上。物體在斜面上滑動時，由于摩擦力做功，使物體的機械能逐漸減少，物體滑到斜面上的高度逐漸降低，直到物體再也滑不到斜面上為止，最終物體將在B、C間往復運動。BEC是光滑的圓弧面，物體在BEC段運動時機械能守恒。設物體在斜面上運動的總路程為s，則摩擦力所做的總功為-umgscos6

11、0°，末狀態(tài)選為B（或C），此時物體速度為零，對全過程由動能定理得mgh一R(1-cos60)pmgscos60=0一2mv2物體在斜面上通過的總路程為2g(h-2R)+v02x10x(3.01.0)+4.020.02xlOs=280m【變式2】某滑沙場有兩個坡度不同的滑道AB和AB'（均可看作斜面），甲、乙兩名旅游者分別乘兩個完全相同的滑沙橇從A點由靜止開始分別沿AB和AB'滑下，最后都停在水平沙面BC上，如圖所示.設滑沙橇和沙面間的動摩擦因數(shù)處處相同，斜面與水平面連接處均可認為是圓滑的，滑沙者保持一定姿勢坐在滑沙撬上不動則下列說法中正確的是（）A. 甲滑行的總路程

12、一定等于乙滑行的總路程B. 甲在B點的動能一定等于乙在B'點的動能C. 甲在B點的速率一定大于乙在B'點的速率D. 甲全部滑行的水平位移一定與乙全部滑行的水平位移不相等【答案】C【解析】滑行的水平位移與傾角大小無關，甲乙全部滑行的水平位移一定相等。甲從A滑到B克服摩擦力做功比A到B少，在A點重力勢能是相等的，所以B點的動能大，因此速率大。例3、（2015新課標II卷）如圖，滑塊a、b的質量均為m，a套在固定豎直桿上，與光滑水B. a落地時速度大小為£頑錯誤!未找到引用源。C. a下落過程中，其加速度大小始終不大于gD. a落地前，當a的機械能最小時，b對地面的壓力大小

13、為mg【答案】BD【解析】當a到達底端時，b的速度為零，b的速度在整個過程中，先增大后減小，動能增大后減小，所以輕桿對b先做正功，后做負功。故A錯誤；a運動到最低點時，b的速度為零，根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒定律得：mgh=mv2,解得vA=斗2gh。故B正確；b的速度在整個過程中，先增大后減小，所以a對b的作用力就先是阻力后是動力，所以在b減速的過程中，b對a是向下的拉力，此時a的加速度大于重力加速度，故C錯誤；a、b整體機械能守恒，當a的機械能最小時，b的速度最大，此時b受到a的推力為零，b只受到重力的作用，所以b對地面的壓力大小為mg,故D正確；故選BD?！靖咔逭n堂：355894“板塊模型”難點

14、分析與突破例1】例4、子彈水平射入木塊，在射穿前的某時刻，子彈進入木塊深度為d,木塊位移為x,設子彈與木塊水平相互作用力大小為f則此過程中：木塊對子彈做功Wf子=；子彈對木塊做功Wf木=_作用力與反作用力f對系統(tǒng)做功w系=；【思路點撥】求功有兩種方法，1，根據(jù)定義，力乘以在力的方向上的位移2，從功能關系入手，每一份功一定對應著一種能量向另一種能量轉化或轉移。本題給出了力、位移、深度，顯然希望你從功的定義入手?！敬鸢浮縒=-f(x+d)WW二fdf子f木f系【解析】子彈與木塊的位移關系如圖"1木塊對子彈做功：W=-f(x+d)f子子彈對木塊做功：W=fx對誰做功就得乘以誰相對于地的位移

15、。f木作用力與反作用力f對系統(tǒng)做功：實際上指的是以上兩個力做功的代數(shù)和W二fdf系【總結升華】根據(jù)題目所給條件分析是從定義入手，還是從功能關系入手。求功時要明確對誰做功就得乘以誰相對于地的位移。舉一反三【變式】質量為m的子彈初速度為V，進入深度為d時速度為v，此時質量為M的木塊速01度為V，v2%A求：木塊對子彈做功y子=子彈對木塊做功Wf木=作用力與反作用力f對系統(tǒng)做功WW=f系【答案】Wf子mv2一2i1mv220二-Mv2+-222mv2一i1mv22011mv2一mv2一202i-Mv222功能關系圖：E子fx_AEk木例5、（2015江蘇卷）如圖所示，輕質彈簧一端固定，另一端與一質量

16、為m、套在粗糙豎直固定桿A處的圓環(huán)相連，彈簧水平且處于原長。圓環(huán)從A處由靜止開始下滑，經(jīng)過B處的速度最大，到達C處的速度為零，AC=h。圓環(huán)在C處獲得一豎直向上的速度v,恰好能回到A。彈簧始終在彈性限度內，重力加速度為g。則圓環(huán)（）A. 下滑過程中，加速度一直減小1B. 下滑過程中，克服摩擦力做的功為mv24C. 在C處，彈簧的彈性勢能為1mv2-mgh4D. 上滑經(jīng)過B的速度大于下滑經(jīng)過B的速度【思路點撥】根據(jù)圓環(huán)的運動情況分析下滑過程中，加速度的變化；研究圓環(huán)從A處由靜止開始下滑到C和在C處獲得一豎直向上的速度v,恰好能回到A兩個過程，運用動能定理列出等式求解；研究圓環(huán)從A處由靜止開始下滑

17、到B過程和圓環(huán)從B處上滑到A的過程，運用動能定理列出等式.【答案】BD【解析】圓環(huán)從A處由靜止開始下滑，經(jīng)過B處的速度最大，到達C處的速度為零，所以圓環(huán)先做加速運動，再做減速運動，經(jīng)過B處的速度最大，所以經(jīng)過B處的加速度為零，所以加速度先減小，后增大，故A錯誤；研究圓環(huán)從A處由靜止開始下滑到C過程，運用動能定理列出等式mgh+Wf+W甫0-0=0在C處獲得一豎直向上的速度v,恰好能回到A,運用動能定理列出等式1一mgh+（W）+W=0一一mv2?彈f2E1解得：W=一丁mv2,故B正確；f4W=-1mv2-mgh，所以在C處，彈簧的彈性勢能為-1mv2-mgh，故C錯誤;彈44研究圓環(huán)從A處由

18、靜止開始下滑到B過程，運用動能定理列出等式mgh，+W，+W，=-mv2-0，f彈2B研究圓環(huán)從B處上滑到A的過程，運用動能定理列出等式-mgh+W'+(W')=0-mv2?f彈2bmgh'W'+W'=mv'2f彈2b1,、1由于Wf<0,所以只mv2>mv2,所以上滑經(jīng)過B的速度大于下滑經(jīng)過B的速度，/2b2b故D正確；故選：BD。【點評】能正確分析小球的受力情況和運動情況，對物理過程進行受力、運動、做功分析，是解決問題的根本方法，掌握動能定理的應用.類型二、解決電場中的有關問題例6、如圖所示，帶電粒子在勻強電場中以初動能20J穿過

19、等勢面L3，到達等勢面L時速度為零。三個等勢面等距，且02=0。當此帶電粒子的電勢能為6J時，它的動能為0102A16JB4JC14JD6JL1L2L3【思路點撥】在靜電場中動能和電勢能之和保持不變，關鍵是求出參考點的總能量。【答案】B【解析】從L3到-動能減為零，電場力做負功，三個等勢面等距，從L3到L動能減少了10焦耳，變?yōu)?0焦耳，而02=0，即電勢能等于零，根據(jù)能量守恒，電場中總能量為10焦耳，即動能與電勢能之和等于10焦耳。當此帶電粒子的電勢能為6J時，它的動能為4焦耳?！究偨Y升華】在靜電場中根據(jù)能量守恒，動能和電勢能之和保持不變。例7、一個質量為m的帶電量為一q的物體，可以在水平軌

20、道Ox上運動，軌道O端有一與軌道垂直的固定墻。軌道處于勻強電場中，電場強度大小為E,方向沿Ox軸正方向。當物體m以初速度v從x點沿x軸正方向運動時，受到軌道大小不變的摩擦力f的作用，00且f<Eq，設物體與墻面碰撞時機械能無損失，且電量不變，求：1）小物體m從x位置運動至與墻面碰撞時電場力做了多少功？02）物體m停止運動前，它所通過的總路程為多少？【思路點撥】小物體受到的電場力F二-qE，大小不變，方向指向墻壁；摩擦力的方向總是與小物體運動的方向相反。不管開始時小物體是沿x軸的正方向還是負方向運動，因為f<Eq，經(jīng)多次碰撞后，如果小球處在Ox軸的某點，總會向O點加速運動的，所以小物

21、1體最終會靜止在O點。在這一過程中，摩擦力所做負功使物體的機械能三mv2和電勢能qEx200變?yōu)榱?。?jù)此可求得總路程s。【解析】（1）滑塊從x到O點電場力做功為WW=Eqx0電電0（2）滑塊運動過程中摩擦力總與其運動方向相反，對m做負功，而電場力在滑塊停在O點時做功僅為Eqx。設滑塊通過的總路程為x,則根據(jù)動能定理得：0mv2+2Eqxx002f1Eqx一fx=0一一mv2020【總結升華】只要知道其最后狀態(tài)或過程中的積累效果時，用能量的規(guī)律去處理，不必考慮每一步力學過程的細節(jié)，這是用能量方法處理問題的優(yōu)點之一。本題第二問也可以用能量守恒定律分析，帶電體在xo處具有動能，也具有電勢能（相對于0

22、點），最終停在0點動能和電勢能全部用于克服摩擦力做功，列出方程2mv2+Eqxfx，解出答案。200舉一反三【變式】一帶電油滴在勻強電場E中的運動軌跡如圖中虛線所示，電場方向豎直向下。若不計空氣阻力，則此帶電油滴從a運動到b的過程中，能量變化情況為A. 動能減小電勢能增加C. 動能和電勢能之和減小D. 重力勢能和電勢能之和增加【答案】C；【解析】電場力向上，電場力做正功，動能增大，電勢能減少。帶電油滴需考慮重力，重力勢能增加。根據(jù)能量守恒分析，動能和電勢能之和減小轉化為重力勢能。C正確。類型三、解決磁場電磁感應中的有關問題例8、如圖所示，平行金屬導軌與水平面成0角，導軌與固定電阻R1和R2相連

23、，勻強磁場垂直穿過導軌平面.有一導體棒ab，質量為m,導體棒的電阻與固定電阻R和R2的阻值均相等，與導軌之間的動摩擦因數(shù)為“導體棒ab沿導軌向上滑動，當上滑的速度為v時，受到安培力的大小為F.此時A.電阻叫消耗的熱功率為FvB. 電阻R消耗的熱功率為16C. 整個裝置因摩擦而消耗的熱功率為卩mgvcos0D. 整個裝置消耗的機械功率為（F+卩mgcos0）v【思路點撥】求電阻R消耗的熱功率，當上滑的速度為v時，受到安培力的大小為F,根據(jù)1法拉第電磁感應定律求出感應電動勢、感應電流、電阻、安培力、熱功率的表達式，最后用已知量表示出來。根據(jù)P=Fv可判斷因摩擦而消耗的熱功率是否正確；根據(jù)能量守恒定

24、律確定選項D是否正確。【答案】BCD；R【解析】由法拉第電磁感應定律得E二BLv，總電阻二-+R二1.5RE回路總電流I二安培力F二BIL所以電阻R的功率：1.5R111P二GI）2R聯(lián)立解得P=7Fv1216由于摩擦力f=卩mgcos0，故因摩擦而消耗的熱功率為Pf=f=卩mgvcos0整個裝置消耗的機械功率應為安培力與摩擦力消耗的功率之和（F+卩mgcos0）v【總結升華】摩擦力做功轉化為內能，安培力做功轉化為電能（即焦耳熱，最終為內能），整個裝置消耗的機械功率應為安培力與摩擦力消耗的功率之和。舉一反三【變式1】兩根足夠長的光滑導軌豎直放置，間距為L，底端接阻值為R的電阻。將質量為m的金屬

25、棒懸掛在一個固定的輕彈簧下端，金屬棒和導軌接觸良好，導軌所在平面與磁感應強度為B的勻強磁場垂直，如圖所示。除電阻R外其余電阻不計?，F(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放.則（）A. 釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度gB. 金屬棒向下運動時，流過電阻R的電流方向為abC.金屬棒的速度為v時所受的安培力大小為F二B2L2vD.電阻R上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少【答案】AC【解析】釋放瞬間金屬棒的速度為零，沒有感應電流，當然沒有安培力，彈簧沒有壓縮也沒有拉長，彈性力也為零，所以金屬棒的加速度等于重力加速度。初態(tài)的能量是重力勢能，末態(tài)的能量有：動能、彈性勢能、還有安培力做功轉化為內能，也就是

26、說金屬棒減少的重力勢能轉化為動能、彈性勢能和內能?！咀兪?】如圖所示，固定的水平金屬導軌，間距為L,左端接有阻值為R的電阻，處在方向豎直、磁感應強度為B的勻強磁場中，質量為m的導體棒與固定彈簧相連，放在導軌上，導軌與導體棒的電阻均可忽略。初始時刻，彈簧恰處于自然長度，導體棒具有水平向右的初速度v在沿導軌往復運動的過程中，導體棒始終與導軌垂直并保持良好接觸。0（1）求初始時刻導體棒受到的安培力；（2）若導體棒從初始時刻到速度第一次為零時，彈簧的彈性勢能為E，在這一過程中安培P力所做的功W和電阻上產(chǎn)生的焦耳熱Q分別為多少？（3）導體棒往復運動，最終將靜止于何處？從導體棒開始運動直到最終靜止的過程中

27、，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q為多少？B2L2v11【答案】（1）F=o水平向左；（2）W=E一一mv由功和能的關系，得:安培力做功W二E-mv2（負功）1p2o；Q二一mv2-E；Rip2oi2op1（3）棒最終靜止于初始位置Q二mv22o【解析】導體棒以初速度v做切割磁感線運動而產(chǎn)生感應電動勢回路中的感應電流使導體0棒受到安培力的作用，安培力做功使系統(tǒng)機械能減少，最終將全部機械能轉化為電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。由平衡條件知，棒最終靜止時，彈簧的彈力為零，即此時彈簧處于初始的原長狀態(tài)。（1）初始時刻棒中產(chǎn)生的感應電動勢E二BLvoE棒中產(chǎn)生的感應電流I=R作用于棒上的安培力F=BILB2L>v聯(lián)

28、立，得F=o，安培力方向：水平向左R1電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q=入mv2-Ei20p1由能量轉化及平衡條件等，可判斷：棒最終靜止于初始位置Q二三mv2（3）20【鞏固練習】一、選擇題1、（2015新課標全國II卷）一汽車在平直公路上行駛。從某時刻開始計時，發(fā)動機的功率P隨時間t的變化如圖所示。假定汽車所受阻力的大小f恒定不變。下列描述該汽車的速度v隨時間t變化的圖線中，可能正確的是（）Fi嚴i.*II0000cD2、從地面豎直上拋一個質量為m的小球，小球上升的最大高度為H,設上升過程中空氣阻力Ff恒定。在小球從拋出到上升至最高處的過程中，下列說法正確的是（）A.小球的動能減少mgHB.小球的動能

29、減少FHC.小球的機械能減少FHD.小球的機械能減少（mg+F）Hff3、如圖，質量為M、長度為/的小車靜止在光滑的水平面上質量為m的小物塊（可視為質點）放在小車的最左端.現(xiàn)用一水平恒力F作用在小物塊上，使物塊從靜止開始做勻加速直線運動.物塊和小車之間的摩擦力為F.物塊滑到小車的最右端時，小車運動的距離為s.在這個過程中，以下結論正確的是（）A.物塊到達小車最右端時具有的動能為F（1+s）物塊到達小車最右端時，小車具有的動能為FsfC.物塊克服摩擦力所做的功為F（/+s）fD.物塊和小車增加的機械能為FsI*I+*14、質量為Mkg的物體初動能為100J,從傾角為0的足夠長的斜面上的A點，向上

30、勻變速滑行，到達斜面上B點時物體動能減少80J,機械能減少32J，若卩<tan0，則當物體回到A點時的動能為（）A60JB20JC50JD40J5、如圖所示，質量為m的物體（可視為質點）以某一速度從A點沖上傾角為30°的固定斜面，3其運動的加速度大小為-g，此物體在斜面上上升的最大高度為h，則在這個過程中物體（）431A.重力勢能增加了mghB.克服摩擦力做功mgh31C. 動能損失了mghD.機械能損失了mgh6、（2014新課標全國II卷）一物體靜止在粗糙水平地面上?，F(xiàn)用一大小為耳的水平拉力拉動物體，經(jīng)過一段時間后其速度變?yōu)関。若將水平拉力的大小改為F,物體從靜止開始經(jīng)過同

31、樣的時間后速度變?yōu)?v。對于上述兩個過程，用WF1、分別表示拉力F、F所做的功，、W分別表示前后兩次克服摩擦力所做的功，貝9（）A.W>4Wfi,叫>2%b.Wf2>4Wfi,忙2%C.<4WF1,Wf2=2Wf!D.<4WF1,叫<2W7、一帶電小球在空中由A點運動到B點的過程中，只受重力和電場力作用若重力做功-3J,電場力做功1J,則小球的（）A.重力勢能增加3JB.電勢能增加1JC.動能減少3JD.機械能增加1J一個帶負電的小球從空中的a點運動至b點的過程中，受重力、空氣阻力和電場力作用，重力對小球做功3.5J,小球克服空氣阻力做功0.5J,電場力對小

32、球做功1J,則下列說法中正確的是：（）A. 小球在a點的重力勢能比在b點大3.5JB. 小球在a點的機械能比在b點大0.5JC. 小球在a點的電勢能比在b點少1JD. 小球在a點的動能比在b點少4J9、如圖所示，a、b帶等量異種電荷，MN為a、b連線的中垂線，現(xiàn)有一帶電粒子從M點以一定的初速度v射出，開始時的一段軌跡如圖中細線所示，若不計重力的作用，則在飛越該電場的過程中，下列說法中正確的是（）A. 該粒子帶負電B. 該粒子的動能先增大后減小C. 該粒子的電勢能先增大后減小D. 該粒子運動到無窮遠處后，其速度大小一定仍為viff10、如圖是某中學科技小組制作的利用太陽能驅動小車的裝置，當太陽光

33、照射到小車上方的光電板，光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動機帶動小車前進。若小車在平直的水泥路上從靜止開始加速行駛，經(jīng)過時間t前進距離S,速度達到最大值V，設這一過程中電動機的功率恒m為P，小車所受阻力恒為F,那么這段時間內（）A.小車做勻加速運動B電動機所做的功為Pt一1C. 電動機所做的功為amv22mD. 電動機所做的功為Fs1mv22m二、填空題1、以10m/s的初速度豎直向上拋出一個質量為0.5kg的物體，它上升的最大高度為4m。設空氣對物體的阻力大小不變，則物體落回拋出點時的動能為J。2、如圖、一根長為1、質量為m的繩子搭在光滑的桌子上，繩子一半垂在桌面以下。在受到一擾動后從桌邊下滑，則繩子

34、離開桌邊時的速度為。3、如圖所示，電動機帶動繃緊的傳送皮帶，始終保持v0=2m/s的速度運行。傳送帶與水平面的夾角為3Oo。先把質量為m=10熄的工件輕放在皮帶的底端，經(jīng)一段時間后，工件被傳送到高h=2m的平臺上。貝9在傳送過程中產(chǎn)生的內能是J,電動機增加消耗的電能是Jo(已知工件與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)卩=可，不計其他損耗，取g=10m/s2)三、計算題1、(2015四川卷)嚴重的霧霾天氣，對國計民生已造成了嚴重的影響，汽車尾氣是形成霧霾的重要污染源，“鐵腕治污”已成為國家的工作重點。地鐵列車可實現(xiàn)零排放，大力發(fā)展地鐵，可以大大減少燃油公交車的使用，減少汽車尾氣排放。若一地鐵列車從甲站由靜止

35、啟動后做直線運動，先勻加速運動20s達最高速度72km/h，再勻速運動80s，接著勻減速運動15s到達乙站停住。設列車在勻加速運動階段牽引力為1X106N，勻速運動階段牽引力的功率為6x103kW,忽略勻減速運動階段牽引力所做的功。(1) 求甲站到乙站的距離；(2) 如果燃油公交車運行中做的功與該列車從甲站到乙站牽引力做的功相同，求公交車排放氣態(tài)污染物的質量。(燃油公交車每做1焦耳功排放氣態(tài)污染物3x10-6克)2、如圖所示，斜面軌道AB與水平面之間的夾角0=53o,BD為半徑R=4m的圓弧形軌道,且B點與D點在同一水平面上，在B點，軌道AB與圓弧形軌道BD相切，整個軌道處于豎直平面內且處處光

36、滑，在A點處的一質量m=1kg的小球由靜止滑下，經(jīng)過B、C點后從D點斜拋出去，最后落在地面上的S點處時的速度大小vS=8m/s，已知A點距地面的高度H=10m，B點距地面的高度h=5m,設以MDN為分界線，其左邊為一阻力場區(qū)域，右邊為真空區(qū)域，g取10m/s2，sin5300.8，(1)小球經(jīng)過B點的速度為多大？(2) 小球經(jīng)過圓弧軌道最低處C點時對軌道的壓力多大?(3)小球從D點拋出后，受到的阻力f與其瞬時速度方向始終相反，求小球從D點至S點的過程中，阻力f所做的功.在此過程中小球的運動軌跡是拋物線嗎?3、如圖所示，一條軌道固定在豎直平面內，粗糙的ab段水平，bcde段光滑，cde段是以O為

37、圓心、R為半徑的一小段圓弧.可視為質點的物塊A和B緊靠在一起，靜止于b處，A的質量是B的3倍.兩物塊在足夠大的內力作用下突然分離，分別向左、右始終沿軌道運動.B3到b點時速度沿水平方向，此時軌道對B的支持力大小等于B所受重力的了，A與ab段的4動摩擦因數(shù)為卩，重力加速度g,求：(1) 物塊B在d點的速度大?。?2) 物塊A滑行的距離s.4、如圖甲所示，在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=1m的金屬“U”型導軌，在“U”型導軌右側l=0.5m范圍內存在垂直紙面向里的勻強磁場，且磁感應強度隨時間變化規(guī)律如圖乙所示。在t=0時刻，質量為m二0.1kg的導體棒以v二1m/s的初速度從導軌的左0端開始

38、向右運動，導體棒與導軌之間的動摩擦因數(shù)為卩二0.1，導軌與導體棒單位長度的電阻均為九=0.10/m，不計導體棒與導軌之間的接觸電阻及地球磁場的影響(取g二10m/s2)。(1)通過計算分析4s內導體棒的運動情況；2)計算4s內回路中電流的大小，并判斷電流方向(3) 計算4s內回路產(chǎn)生的焦耳熱?！敬鸢概c解析】一、選擇題1、【答案】A【解析】當汽車的功率為P時，汽車在運動過程中滿足P1=F1v，因為P1不變，v逐漸增大，所以牽引力厲逐漸減小，由牛頓第二定律得Ff=ma,f不變，所以汽車做加速PP度減小的加速運動，當F=f時速度最大，且v-f-f。當汽車的功率突變?yōu)镻2時，1汽車的牽引力突增為F2，

39、汽車繼續(xù)加速，由P2=F2v可知F2減小，又因F2f=ma2，所以P加速度逐漸減小，直到F=f時，速度最大=f，以后勻速運動。綜合以上分析可知選項A正確。2、【答案】C【解析】小球的機械能的減少量等于阻力做的功。阻力做了多少功，機械能就減少多少3、【答案】BC【解析】物塊到達小車最右端時具有的動能為F(1+s)-F(1+s)A錯。f小車具有的動能等于物塊對小車的摩擦力做的功為Fs，此時為小車的位移s，B對。f對物塊摩擦力的位移為(1+s)，做功大小為F(1+s)，C對。f增加的總機械能F(1+s)Fs，D錯。f4、【答案】B【解析】由題意物體從斜面上的A點滑到P點，動能減少了80J,機械能損失

40、了32J,剩下的動能為20J，重力勢能為48J。剩下的20J的動能要滑到最高點還要損失x焦的機械能。8020列出比例式=32xX=8J,還要損失8J的機械能，要滑到最高點一共損失32+8=40J的機械能，回到A點時還要損失相同的機械能40J，總機械能減少了80焦，物體回到A點時的動能為20J。5、【答案】CD【解析】重力勢能增加了mgh,A錯。根據(jù)牛頓第二定律，mgsin°+pmgcosG二ma,阻力做功Wf=pmgcos0-2h=1機械能損失了2mghD對。3損失的動能等于增加的重力勢能與損失的機械能之和，即mghC對。正確選項為CD。6、【答案】C【解析】兩次物體均做勻加速運動，

41、由于時間相等，兩次的末速度之比為1：2，則由F1vv=at可知兩次的加速度之比為1：2，古=二，故兩次的平均速度分別為->v，兩次的位F222合WFx1移之比為1：2,由于兩次的摩擦阻力相等，故由wf=fx可知,w2f=2w1f；w1合=4；2合22因為W合-WF-Wf，故Wf=W合+Wf；故Wf2=W2合+W2f=4W合+2Wf<4%合+4卬=4卬尸1，選項C正確?！究键c】動能定理；牛頓第二定律。7、【答案】AD【解析】重力做功-3J,重力勢能增加3J，A對。電場力做功1J,重力以外的力做功，機械能增加1J，D對。電場力做正功，電視能減少了1J，B錯。根據(jù)動能定理-3J+1J=A

42、E=-2J,動能減少了2J，C錯。答案為AD。k8、【答案】AD【解析】重力做的功等于重力勢能的減少量。A對。機械能的增加量為非重力做功。非重力做了0.5J的功，機械能增加了0.5J。小球在b點的機械能比在a點大0.5J。電場力做了正功，電勢能應減小。小球在a點的電勢能比在b點大1J。動能的增加量為合外力做功，D對。9、【答案】ABD【解析】由帶電粒子運動的軌跡，可以判斷它帶負電荷，故A正確；該粒子受到的電場力先做正功，后做負功，所以，其動能是先增大后減小，電勢能先減小后增大，B項正確，C項錯誤；粒子在M點電勢能為0,在無窮遠處電勢能為0,根據(jù)能量守恒定律可知，粒子速度一定為v,D項正確。10、【答案】BD【解析】電動機的功率恒為P,小車做加速度減小的加速運動，A錯。B對。根據(jù)動能定理W-Fs=1mv2所以電動機所做的功W=Fs+1mv2,D對。答案為BD。2m2m二、填空題1、【答案】E=15Jk【解析】上拋過程，根據(jù)動能定理mgh-W二0-1mv2(1)f20下落過程mgh-W=E(2)聯(lián)立解得E=15Jfkkir3-2、【答案】丫4gi【解析】取桌面為重力勢能參考平面，桌面下一半繩長具有的重力勢能為E二-1mgx11p124l剛要離開桌面時具有的重力勢能為E二-mg-p223重力勢能