2023年高考物理專題集錦（一）巧妙轉化求解一類能量題

2023年高考物理專題集錦（一）巧妙轉化，求解一類能量題PAGE巧妙轉化，求解一類能量題很多高中生覺得物理難學，題目難以求解。其實，高中物理題中有很多題目的題型差不多，解題思路、方法相似。如果能找到一類題目的規(guī)作，建立模型，那么在解答這一類的物理問題就非常方便、淮確、簡單了。在學習過程中，應多思考多總結，找規(guī)律，邊立模型，掌握了一些物理規(guī)律，解題技巧,在高考中再遇到同類型的問題，解題既正確，又節(jié)約時間。木文將對力學題中一道與動摩擦因數(shù)μ有關的能量題進行分析、拓展，從而對這類題做到觸類旁通，就能正確、快速地分析、解答這類題?！灸Ｐ徒ⅰ恳粋€物體從斜面上高h處由靜止滑下并緊接著在水平面上滑行一段距離后停止，量得停止處到開始運動處的水平距離為x〔如圖1所示〕，不考慮物體滑至斜面底端的碰撞作用，并認為斜面與水平面對物體的動摩擦因數(shù)相同，求動摩擦因數(shù)μ?！窘馕觥繉ξ矬w從點運動至點過程，應用動能定理,有對物體從B點運動至C點過程，應用動能定理，有聯(lián)立解得即動摩擦因數(shù)。此題模型的結論：1.在不受其他外力作用,物體沿斜面下滑過程中克服摩擦力做功大小等于動摩擦因數(shù)、重力以及斜面底邊長三者的乘積。2.在不受其他外力作用，物體從斜面高h處由靜止滑下后在水平面滑行一段距離后停下，斜面與水平面對物體的動摩擦因數(shù)相同，髙度h與水平距離之間大小關系為。即點位置不變，改變點位置、物體質量等，物體依然停在點?！纠?/p>

圖中ABCD是一條長軌道，其中AB段是傾角為θ的斜面，CD段是水平的，BC是與AB和CD都相切的一小段圓弧，其長度可以略去不計．一質量為m的小滑塊在A點從靜止狀態(tài)釋放，沿軌道滑下，最后停在D點，A點和D點的位置如下圖，現(xiàn)用一沿軌道方向的力推滑塊，使它緩緩地由D點推回到A點，設滑塊與軌道間的動摩擦系數(shù)為μ，那么推力對滑塊做的功等于多少？【解析】物體由A點下落至D點，設克服摩擦力做功為W

AD

，由動能定理：mgh-W

AD

=0，

即

W

AD

=mgh

①

由于緩緩推，說明動能變化量為零，設克服摩擦力做功為W

DA

，由動能定理

當物體從D點被推回A點，W

F-mgh-W

DA

=0

②

根據(jù)W=FLcosα可得：

由A點下落至D，摩擦力做得功為

③

從D←A的過程摩擦力做功為，

④

③④聯(lián)立得：W

AD

=W

DA

⑤

①②③聯(lián)立得：W

F

=2mgh

【例2】將三個木板1、2、3固定在墻角,木板與墻壁和地面構成了三個不同的三角形,如下圖,其中1與2底邊相同,2和3高度相同?，F(xiàn)將一個可視為質點的物塊分別從三個木板的頂端由靜止釋放,并沿木板下滑到底端,物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)μ均相同。在這三個過程中,以下說法正確的選項是()A.沿著1和2下滑到底端時，物塊速度的大小不相等；沿著2和3下滑到底端時，物塊速度的大小相等B.沿著1下滑到底端時，物塊的速率最大C.物塊沿著3下滑到底端的過程中，產(chǎn)生的熱量是最多的D.物塊沿著1和2下滑到底端的過程中，產(chǎn)生的熱量是一樣多【解析】對物塊從高為h的斜面上由靜止滑到底端時,根據(jù)動能定理有①其中為物塊克服摩擦力做的功，因滑動摩擦力,所以物塊克服摩擦力做的功為②由圖可知，為斜面底邊長，可見,物體從斜面頂端下滑到底端時,克服摩擦力做功與斜面底端長度L底成正比。A.

B因沿著1和2下滑到底端時，物體克服摩擦力做功相同，沿著1重力做功大于沿2重力做功，根據(jù)①式得知，沿著1下滑到底端時物塊的速度大于沿2下滑到底端時速度；沿著2和3下滑到底端時，重力做功相同，而沿2物體克服摩擦力做功小于沿3克服摩擦力做功，那么由①式得知，沿著2下滑到底端時物塊的速度大于沿3下滑到底端時速度；所以沿著1下滑到底端時，物塊的速率最大，而沿著3下滑到底端時，物塊的速率最小。故A錯誤.B正確。C.沿3時克服摩擦力做的功最多，物體的機械能損失最大，產(chǎn)生的熱量最多。故C正確。D.同理，根據(jù)以上分析知，物塊沿1和2下滑到底端的過程中，產(chǎn)生的熱量一樣多，故D正確。應選BCD.【例3】如下圖，木塊從左邊斜面的靈點由靜止開始下滑經(jīng)過一端水平面后，又滑上右邊斜面并停留在B點。假設動摩擦因數(shù)處處相等，AB連線與水平面夾角為θ，那么木塊與接觸面間的動摩擦因數(shù)為多少(不考慮木塊在路徑轉折處碰撞損失的能量〕？【觭析】一、如下圖,設AB的水平長度為x，豎直高度差為h，AC為α，EB的傾角為β，對A到B的過程運用動能定理得因為那么有解得二、如下圖，過B作平行于底邊的線，物塊從A到B的過程，可看作從A經(jīng)C到B，由模型直接得出結論：從以上不難看出，不管是幾個直面斜面都可行，但假設是曲面那么上述結論無用,因為物體在曲面做圓周運動，摩擦力做功不滿足模型特點?！纠缦聢D，一個帶正電荷的物塊歷由靜止開始從斜面上A點下滑，滑到水平面BC上的D點停下來。物塊與斜面及水平面間的動摩擦因數(shù)相同，且不計物塊經(jīng)過B處時的機械能損失。現(xiàn)在ABC所在空間加豎直向下的勻強電場，第二次讓物塊所從力點由靜止開始下滑，結果物塊在水平面上的點停下來，如下圖。后又撤去電場，在ABC所在空間加水平向里的勻強磁場，再次讓物塊m從A點由靜止開始下滑,結果物塊沿斜面滑下并在水平面上的點停下來,如下圖。點一定在，點一定 _〔填“在D點左側〞或“在D點右側〞〕?！窘馕觥繉τ诩觿驈婋妶?，可將重力與電場力合成看作等效重力，相當于換了質量更大的物塊，依據(jù)模型直接得出結論:點一定與D點重合。如果是帶負電