2011届高考物理第一轮考点复习测试题25
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课时作业(一)(分钟:45分钟满分:100分)一、选择题(每小题7分,共77分)1.在公路的每个路段都有交通管理部门设置的限速标志如图所示,这是告诫驾驶员在这一路段驾驶车辆时( )A.必须以这一规定速度行驶B.平均速度大小不得超过这一规定数值C.瞬时速度大小不得超过这一规定数值D.汽车上的速度计指示值,有时还是可以超过这一规定值的[解析] 限速标志上的数值为这一路段汽车行驶的瞬时速度的最大值,汽车上的速度计指示值为汽车行驶的瞬时速度值,不能超过这一规定值,故只有C正确.[答案] C2.(2011·江苏省学业水平测试卷)下列诗句描绘的情景中,含有以流水为参考系的是( )A.人在桥上走,桥流水不流B.飞流直下三千尺,疑是银河落九天C.白日依山尽,黄河入海流D.孤帆远影碧空尽,唯见长江天际流[解析] A项是以水流为参考系,故有桥流水不流,A对;B、C、D都是以大地为参考系.[答案] A3.(2011·镇江一模)近几年,国内房价飙升,在国家宏观政策调控下,房价上涨出现减缓趋势.王强同学将房价的“上涨”类比成运动学中的“加速”,将房价的“下跌”类比成运动学中的“减速”,据此,你认为“房价上涨出现减缓趋势”可以类比成运动学中的( )A.速度增加,加速度减小B.速度增加,加速度增大C.速度减小,加速度增大D.速度减小,加速度减小[解析] “房价上涨”可以类比成运动学中的“速度增加”,“减缓趋势”则可以类比成运动学中的“加速度减小”.[答案] A4.2010年1月11日20∶58∶46,中国在境内进行了一次陆基中段反导拦截技术试验,试验达到了预期目的.这一试验的成就和意义可与“两弹一星”并论.假设敌方导弹发射t0时间后,我方反导拦截导弹发射经时间t将其摧毁,则以下说法正确的是( ) A.敌方导弹与我方反导拦截导弹运行轨迹相同B.敌方导弹与我方反导拦截导弹运行时间差为t-t0C.敌方导弹与我方反导拦截导弹运行时间差为t0D.敌方导弹与我方反导拦截导弹相撞时与地心距离相同[解析] 根据曲线运动规律可知,敌方导弹与我方反导拦截导弹运行轨迹不相同,A错;敌方导弹与我方反导拦截导弹运行时间分别为t+t0和t,所以B错C正确;敌方导弹与我方反导拦截导弹相撞时与地心距离相同,D正确.[答案] CD5.从高为5 m处以某一初速度竖直向下抛一小球,在与地面相碰后弹起,上升到高为2 m处被接住,则这段过程中( )A.小球的位移为3 m,方向竖直向下,路程为7 mB.小球的位移为7 m,方向竖直向下,路程为7 mC.小球的位移为3 m,方向竖直向下,路程为3 mD.小球的位移为7 m,方向竖直向下,路程为3 m[解析] 路程是标量,是物体运动轨迹的路线长度,s=5 m+2 m=7 m;位移是矢量,是由起点指向末点的有向线段,位移方向为起点指向末点,大小为有向线段长度Δx=3 m,方向竖直向下.A选项正确.[答案] A6.用同一张底片对着小球运动的路径每隔110s拍一次照,得到的照片如下图所示,则小球在图中过程运动的平均速度大小是( )A.0.25 m/s B.0.2 m/sC.0.17 m/s D.无法确定[解析] 由于此过程小球的位移为5 cm,所经时间为t=3×110s=0.3 s,所以v=5×10-20.3m/s≈0.17 m/s,故C项正确.[答案] C7.三个质点A、B、C均由N点沿不同路径运动至M点,运动轨迹如图所示,三个质点同时从N点出发,同时到达M点.下列说法正确的是( )A.三个质点从N点到M点的平均速度相同B.三个质点任意时刻的速度方向都相同C.三个质点从N点出发到任意时刻的平均速度都相同D .三个质点从N 点到M 点的位移不同 [答案] A8.(2011·临沂期中)2009年10月14日,在山东威海举行了第十一届全国运动会铁人三项的女子决赛.本届全运会铁人三项比赛采用奥林匹克标准竞赛距离,包括一点五公里游泳、四十公里自行车和十公里跑步三部分,总距离为五十一点五公里.东道主选手王毅在最后一圈加速冲刺,以领先9.24秒的优势获得冠军,总成绩是2小时16分02秒77.假设王毅在三项中各段的时间分别为t 1、t 2、t 3,对应行程为x 1、x 2、x 3,三项中各段的平均速率分别为v 1、v 2、v 3,总平均速率为v .则(计算中结果保留一位小数)( )A .v 1<v 3<v 2B .v =v 1+v 2+v 33C .v =6.3 m/sD .v 可能比x 2t 2大,也可能比x 1t 1小[解析] 游泳平均速率v 1最小,自行车平均速率v 2最大,选项A 正确;平均速率v =x t=51.5×103m8162.77 s≈6.3 m/s,选项C 正确.[答案] AC9.(2012·福建六校联考)一个质点做方向不变的直线运动,加速度的方向始终与速度方向相同,但加速度大小逐渐减小直至为零,在此过程中 ( )A .速度逐渐减小,当加速度减小到零时,速度达到最小值B .速度逐渐增大,当加速度减小到零时,速度达到最大值C .位移逐渐增大,当加速度减小到零时,位移将不再增大D .位移逐渐减小,当加速度减小到零时,位移达到最小值[解析] 由于加速度的方向始终与速度方向相同,质点速度逐渐增大,当加速度减小到零时,速度达到最大值,选项A 错误B 正确;位移逐渐增大,当加速度减小到零时,速度不再变化,位移将随时间继续增大,选项CD 错误.[答案] B10.一物体做加速度不变的直线运动,某时刻速度的大小为4 m/s ,1 s 后速度的大小变为10 m/s ,在这1 s 内该物体的( )A .速度变化的大小可能小于4 m/sB .速度变化的方向可能与原速度方向反向C .加速度的方向可能与原速度方向反向D .加速度的大小可能大于10 m/s 2[解析] 1 s 后的速度与原来的速度同向时,有Δv =10 m/s -4 m/s =6 m/s ,a =Δv Δt =6 m/s 2,选项A 、C 错误;1 s 后的速度与原来的速度反向时,有Δv =(-10-4) m/s =-14 m/s ,a =Δv Δt=-14 m/s 2,选项B 、D 正确.[答案] BD11.如图所示为高速摄影机拍摄到的子弹穿透苹果瞬间的照片.该照片经放大后分析出,在曝光时间内,子弹影像前后错开的距离约为子弹长度的1%~2%.已知子弹飞行速度约为500 m/s ,由此可估算出这幅照片的曝光时间最接近( )A .10-3s B .10-6s C .10-9 sD .10-12s[解析] 在曝光时间内,子弹的运动可简化为匀速运动,影像前后错开的距离对应在该时间内的位移.子弹长度的数量级为10-2m ,故子弹位移的数量级为10-4m ,而子弹飞行速度约为500 m/s ,故曝光时间估算为t =s v =10-4500s =2×10-7s ,最接近B 选项.[答案] B二、非选择题(共23分)12.(11分)为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为3.0 cm 的遮光板,如下图所示,滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt 1=0.30 s ,通过第二个光电门的时间为Δt 2=0.10 s ,遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为Δt =3.0 s .试估算:(1)滑块的加速度多大?(2)两个光电门之间的距离是多少? [解析] (1)遮光板通过第一个光电门的速度v 1=L Δt 1=0.030.30m/s =0.10 m/s 遮光板通过第二个光电门的速度v 2=L Δt 2=0.030.10m/s =0.30 m/s 故滑块的加速度a =v 2-v 1Δt≈0.067 m/s 2(2)两个光电门之间的距离x =v 1+v 22Δt =0.6 m.[答案] (1)0.067 m/s 2(2)0.6 m13.(12分)(2011·福建省泉州七中第一次月考)一辆客车在某高速公路上行驶,在经过某直线路段时,司机驾车做匀速直线运动.司机发现其正要通过正前方高山悬崖下的隧道,于是鸣笛,5s 后听到回声;听到回声后又行驶10s 司机第二次鸣笛,3s 后听到回声.请根据以上数据帮助司机计算一下客车的速度,看客车是否超速行驶,以便提醒司机安全行驶.已知此高速公路的最高限速为120 km/h ,声音在空中的传播速度为340 m/s.[解析] 设客车行驶速度为v 1,声速为v 2,客车第一次鸣笛时客车离悬崖的距离为x .由题意可知,在第一次鸣笛到听到回声的过程中,应有:2x -v 1×5=v 2×5;当客车第二次鸣笛时,客车距离悬崖的距离为x ′=x -v 1×15,同理有2x ′-v 1×3=v 2×3,即2(x -v 1×15)-v 1×3=v 2×3.得v 1=v 214=24.3 m/s =87.5 km/h ,小于120 km/h ,故客车未超速.[答案] v =87.5 km/h ,未超速 拓展题:(2011·宁波八校联考)如图所示,甲、乙两位同学多次进行百米赛跑,每次甲都比乙提前10 m 到达终点.假若现让甲远离起跑点10 m ,乙仍在起跑点起跑,则结果将会( )A .甲先到达终点B .两人同时到达终点C .乙先到达终点D .不能确定[解析] 百米赛跑中甲比乙提前10 m 到达终点,即甲跑完100 m 与乙跑完90 m 所用时间相同,则有100 m v 甲=90 m v 乙,得v 甲=109v 乙.让甲远离起跑点10 m 而乙仍在起跑点,则甲跑110 m 到达终点的时间t ′甲=110 m v 甲=99 m v 乙,而乙跑到终点的时间t ′乙=100 mv 乙>t ′甲,所以甲先到达终点.[答案] A。
学业水平模拟测试物理试卷1.在同一地点,质量不同的两个物体从同一高度同时做自由落体运动,则A .质量大的物体下落的加速度大B .两个物体同时落地C .质量小的物体先落地D .质量大的物体先落地2.如图所示,互相垂直的两个分力F 1 、F 2,将F 2绕O 点顺时针旋转至和F 1重合,则A .合力在减小,但方向不变B .合力在减小,同时方向在改变C .合力在增大,但方向不变D .合力在增大,同时方向在改变 3.做匀变速直线运动的物体,第3s 内的位移是20m ,第9s 内的位移是50m ,其加速度是A .6m/s 2B . 5m/s 2C .4m/s 2D . 3m/s 24.吊车用竖直向上的拉力F 将集装箱由静止吊起,集装箱获得大小为a 的加速度,现改用2F 的拉力吊起这个集装箱,则集装箱的加速度大小(不计其它阻力)A .大于2aB .等于2aC .大于a 而小于2aD .小于a5.在利用弹簧秤、橡皮条、细绳套、木板等器材探究力的合成的平行四边形定则实验中,下列说法中正确的是 A .用两个弹簧秤和只用一个弹簧秤拉细绳套时,橡皮条的形变量应相同 B .作分力和合力的图示时,分力和合力所选的标度可以不同 C .在拉细绳套时弹簧秤可以与木板表面不平行 D .实验时两个分力间的夹角必须大于等于90° 6.下列单位属于国际单位制中的基本单位的是A .牛顿B .厘米C .焦耳D .秒7.第一次通过实验的方法比较准确的测出引力常量的物理学家是A .牛顿B .开普勒C .卡文迪许D .伽利略 8.万有引力常量的单位是A .kg 2/N ·m 2B .N ·kg 2/ m 2C .m 2/N ·kg 2D .N ·m 2/ kg 29.若物体的加速度方向与速度方向相同,则当加速度减小时A .物体的速度也减小B .物体的速度先增大后减小C .当加速度减小到零时,物体的速度达到最大D .当加速度减小到零时,物体静止10.下列x -t 图象中,表示物体的速度逐渐增大的是ABCDF 1 F 2 O11.为了实现全球快速便捷的通信,人类发射了地球同步通信卫星,关于同步卫星下列说法中错误..的是 A .同步卫星在太空中是静止不动的 B .以地面为参考系,同步卫星是静止的C .同步卫星离地面的高度是一定的D .同步卫星的轨道和赤道在同一平面内 12.关于“万有引力” 下列说法中正确的是A .质量太小的物体之间不存在万有引力B .距离太远的物体之间不存在万有引力C .只有天体之间才存在万有引力D .任何物体之间都存在万有引力 13.如图所示,一长为L 的轻绳,一端固定在天花板上,另一端系一质量为m 的小球,球绕竖直轴线O 1O 2做匀速圆周运动,绳与竖直轴线间的夹角为θ,则下列说法中正确的是A .球受到重力,绳对球的拉力和向心力B .球受到重力和绳对球的拉力C .球需要的向心力大小为mg sin θD .球需要的向心力大小为mg cot θ14.质量为0.5kg 的小球,在外力的作用下沿着如图所示的路径从A 点运动到B 点,A 、B 之间的高度差为1m ,g 取10m/s 2,下列说法中正确的是A .重力做了5J 的正功B .小球的重力势能减少了5JC .小球的重力势能增加了5JD .小球的重力势能增加量大于5J 15.关于曲线运动,下列说法中正确的是A .物体做曲线运动时,速度可能不变B .物体做曲线运动时,加速度可能不变C .物体做曲线运动时,所受的合外力一定是在不断变化的D .物体做曲线运动时,合外力的方向一定与速度方向垂直16.真空中有两个静止的点电荷,它们之间的库仑力为F ,若它们的电荷量都增大为原来的2倍,距离减小为原来的21,则它们之间的库仑力变为 A .F 21B .4FC .8FD .16F 17.关于紫外线,下列说法中正确的是A .紫外线能够灭菌消毒B .紫外线是紫色的C .紫外线能够用来透视人体器官D .紫外线的波长比可见光长 18.银行自动门、家电遥控器等都使用了A .温度传感器B .压力传感器C .红外线传感器D .声波传感器19.下列有关运动电荷和通电导线受到磁场对它们的作用力方向正确判断的是mIABCD20.一个50匝的闭合线圈,穿过它的磁通量在10s 内由0.8Wb 减小到0.2Wb ,则在线圈中产生的感应电动势为A .6VB .4VC .3VD .1V21.在电场中的某点放入电荷量为-q 的试探电荷,测得该点的电场强度为E ;若在该点放入电荷量为+2q 的试探电荷,则测得该点的电场强度为A .大小为2E ,方向和E 相反B .大小为2E ,方向和E 相同C .大小为E ,方向和E 相反D .大小为E ,方向和E 相同22.如图所示,倾角为α的斜面体放在粗糙的水平面上,质量为m 的物体A 与一劲度系数为k 的轻弹簧相连,现用拉力F 沿斜面向上拉弹簧,使物体A 在光滑斜面上匀速上滑,斜面体仍处于静止状态,下列说法正确的是A .水平面对斜面体支持力大小等于斜面体和物体A 的重力之和B .弹簧伸长量为mg sin α/kC .物体A 对斜面体的压力大小为mg sin αD .斜面体受地面的静摩擦力大小等于零23.甲、乙、丙三个小球分别位于如图所示的竖直平面内,甲、乙在同一条竖直线上,甲、丙在同一条水平线上,水平面上的P 点在丙的正下方。
1.先确定是Q还是U不变:电容器保持与电源连接,U不变;电容器充电后断开电源,Q不变。
2.据平行板电容器C=εr S/(4πkd)来确定电容的变化。
3.由C=Q/U的关系判定Q、U的变化。
要点一电容器的动态问题分析方法4.动态分析如下表1.如图6-3-2所示电路中,A 、B 为两块竖直放置的金属板,G 是一只静电计。
开关S 合上充电完毕后再断开开关,静电计指针张开一个角度,下述哪些做法可使指针张角增大( )A.使A 、B 两板靠近一些B.使A 、B 两板间加绝缘介质C.使B 板向右平移一些D.使A 、B 正对面积错开一些C D *体验应用*图6-3-22.物理模型(1)带电粒子在电场中的加速(如图6-3-3)由动能定理得:qU 加=1/2mv 2得:。
(2)带电粒子在电场中的偏转(如图6-3-4)v x t =v 0t =L 1/2at 2=y y =1/2at 2=qU 偏L 2/(2mdv 20)v x =v 0v y =at 要点二带电粒子在电场中的运动图6-3-3图6-3-42qU v m =加222200x y qU L v v v v mdv ⎛⎫=+=+ ⎪⎝⎭偏①位移→v y =qU 偏L /(mdv 0)②速度:20tan y x v v mdv ϕ==偏1.求解方法(1)从力的观点出发,应用牛顿第二定律求解。
(2)从能的观点出发,应用动能定理或能量守恒定律求解。
要点三带电体在重力场、电场中的运动1.用正交分解法处理带电体在重力场、电场中受到的重力、电场力均为恒力,可用正交分解法。
处理这种运动的基本思想与处理偏转运动是类似的,可以将此复杂的运动分解为两个互相正交的比较简单的直线运动,而这两个直线运动的规律我们是可以掌握的,然后再按运动合成的观点去求出复杂运动的有关物理量。
2.用能量的观点处理从功能观点出发分析带电粒子的运动问题时,在对带电粒子受力情况和运动情况进行分析的基础上,再考虑恰当的规律解题。
2011河南泌阳高考物理一轮复习--功知识网络:单元切块:按照考纲的要求,本章内容可以分成四个单元,即:功和功率;动能、势能、动能定理;机械能守恒定律及其应用;功能关系动量能量综合。
其中重点是对动能定理、机械能守恒定律的理解,能够熟练运用动能定理、机械能守恒定律分析解决力学问题。
难点是动量能量综合应用问题。
§1 功知识目标一、功的概念1、定义:力和力的作用点通过位移的乘积.2.做功的两个必要因素:力和物体在力的方向上的位移3、公式:W=FScosα(α为F与s的夹角).说明:恒力做功大小只与F、s、α这三个量有关.与物体是否还受其他力、物体运动的速度、加速度等其他因素无关,也与物体运动的路径无关.4.单位:焦耳(J) 1 J=1N·m.5.物理意义:表示力在空间上的积累效应,是能的转化的量度6.功是标量,没有方向,但是有正负.正功表示动力做功,负功表示阻力做功,功的正负表示能的转移方向.①当0≤a<900时W>0,力对物体做正功;②当α=900时W=0,力对物体不做功;③当900<α≤1800时W<0,力对物体做负功或说成物脚体克服这个力做功,这两种说法是从二个角度来描述同一个问题.二、注意的几个问题①F:当F是恒力时,我们可用公式W=Fscosθ运算;当F大小不变而方向变化时,分段求力做的功;当F的方向不变而大小变化时,不能用W=Fscosθ公式运算(因数学知识的原因),我们只能用动能定理求力做的功.②S:是力的作用点通过的位移,用物体通过的位移来表述时,在许多问题上学生往往会产生一些错觉,在后面的练习中会认识到这一点,另外位移S应当弄清是相对哪一个参照物的位移③功是过程量:即做功必定对应一个过程(位移),应明确是哪个力在哪一过程中的功.④什么力做功:在研究问题时,必须弄明白是什么力做的功.如图所示,在力F作用下物体匀速通过位移S则力做功FScosθ,重力做功为零,支持力做功为零,摩擦力做功-Fscos θ,合外力做功为零.【例1】如图所示,在恒力F的作用下,物体通过的位移为S,则力F做的功为解析:力F做功W=2Fs.此情况物体虽然通过位移为S.但力的作用点通过的位移为2S,所以力做功为2FS.答案:2Fs【例2】如图所示,质量为m的物体,静止在倾角为α的粗糙的斜面体上,当两者一起向右匀速直线运动,位移为S时,斜面对物体m的弹力做的功是多少?物体m所受重力做的功是多少?摩擦力做功多少?斜面对物体m做功多少?解析:物体m受力如图所示,m有沿斜面下滑的趋势,f为静摩擦力,位移S的方向同速度v的方向.弹力N对m做的功W1=N·scos(900+α)=- mgscosαs i nα,重力G对m做的功W2=G·s cos900=0.摩擦力f对m做的功W3=fscosα=mgscosαsinα.斜面对m的作用力即N和f的合力,方向竖直向上,大小等于mg(m处于平衡状态),则: w=F合scos900=mgscos900=o答案:- mgscosαs i nα,0, mgscosαs i nα,0点评:求功,必须清楚地知道是哪个力的功,应正确地画出力、位移,再求力的功.【例3】如图所示,把A、B两球由图示位置同时由静止释放(绳开始时拉直),则在两球向左下摆动时.下列说法正确的是A、绳子OA对A球做正功B、绳子AB对B球不做功C、绳子AB对A球做负功D、绳子AB对B球做正功解析:由于O点不动,A球绕O点做圆周运动,OA对球A不做功。
对于AB段,我们可以想象,当摆角较小时.可以看成两个摆长不等的单摆,由单摆的周期公式就可以看出,A 摆将先回到平衡位置.B摆将落后于A摆,AB绳对A球做负功,对B球做正功。
答案:CD 扩展与研究:一个力对物体做不做功,是正功还是负功,判断的方法是:①看力与位移之间夹角,或者看力与速度方向之间的夹角:为锐角时,力对物体做正功,在上例中AB的拉力与B球的速度方向就是锐角;为钝角时,力对物体做负功,上例中AB的拉力与A球的速度方向就是钝角。
为直角时,力对物体不做功,上例中OA与A球的拉力与A球速度方向就是直角。
②看物体间是否有能量转化。
若有能量转化,则必定有力做功。
此法常用于相连的物体做曲线运动的情况。
规律方法1、功的计算方法1.由公式W=Fs cosα求解两种处理办法:①W 等于力F 乘以物体在力F 方向上的分位移scos α,即将物体的位移分解为沿F 方向上和垂直F 方向上的两个分位移s 1和s 2,则F 做的功W =F s 1=Fscos α.②W 等于力F 在位移s 方向上的分力Fcos α乘以物体的位移s ,即将力F 分解为沿s 方向和垂直s 方向的两个分力F 1和F 2,则F 做功W=F 1s =Fcos αs.注意:这种方法只能用来计算恒力做功(轨迹可以是直线也可以是曲线)【例】如图所示,带有光滑斜面的物体B 放在水平地面上,斜面底端有一重G=2 N 的金属块A,斜面高h =,倾角α=600,用一水平推力F 推A ,在将A 从底端推到顶端的过程中,A 和B 都做匀速运动,且B 运动距离L=30 cm ,求此过程中力F 所做的功和金属块克服斜面支持力所做的功.解析:此题应先求出两个力的大小,再由公式W =Fscosa 求解,如图所示.由物体平衡条件: F =Gtan α=2tan600=,024cos cos60N G F N α=== 斜面的水平宽度l=hcotα06015cm ==由勾股定理得金属块A 的位移s =, F 与s 的夹角设为α2,则2tan h l lα==+α2=300 力F 做功:W 1=Fscosα2=20210cos6010J --⨯=或. W 1=Fscos α2=F(l+L )210J -=F N 与s 的夹角α1=900+(α一α2)=900+(600一300)=1200故克服支持力N 所做的功W N =一FN scos120202410cos6010J --=⨯⨯=2、多个力的总功求解①用平行四边形定则求出合外力,再根据w =F 合scos α计算功.注意α应是合外力与位移s 间的夹角.②分别求各个外力的功:W 1=F 1 scos α1, W 2=F 2scos α2……再求各个外力功的代数和.【例】物体静止在光滑水平面上,先对物体施一水平右的恒力F l ,经ts 后撤去F 1,立即再对它施一水平向左的恒力F 2,又经ts 后物体回到原出发点,在这一点过程中,F l 、F 2分别对物体做的功W 1、W 2间的关系是()A. W 1 = W 2 ;B. W 2=2 W 1;C. W 2=3W 1;D. W 2=5 W 1 ;【解析】认为F 1和F 2使物体在两段物理过程中经过的位移、时间都相等,故认为W 1 = W 2而误选A;而认为后一段过程中多运动了一段距离而误选B 。
这都反映了学生缺乏一种物理思想:那就是如何架起两段物理过程的桥梁?很显然,这两段物理过程的联系点是“第一段过程的末速度正是第二段过程的初速度”。
由于本题虽可求出返回时的速度,但如果不注意加速度定义式中ΔV 的矢量性,必然会出现错误,错误得到其结果v 2=0,而误选A,其原因就是物体的运动有折返。
解法1:如图,A 到B 作用力为F 1,BCD 作用力为F 2,由牛顿第二定律F=ma ,及匀减速直线运动的位移公式S=v o t -½at 2,匀加速直线运动的速度公式v 0=at ,设向右为正,AB=S ,可得:一S =v 0t -½a 2t 2=(a 1t )t -½a 2t 2,S=0+½a 1t 2;∴-½a 1t 2=a 1t 2-½a 2t 2;即22211211;22F F F t t t m m m ⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭ ∴F 2=3 F 1A 到B 过程F 1做正功,BCB /过程F 2的功抵消,B /到D 过程F 2做正功,即W 1=F 1 S, W 2=F 2S ,∴W 2=3W 1,解法2:设F 2的方向为正方向,F 1作用过程位移为S ,F 1对物体做正功,由动能定理:F 1S=½mv 12。
在F 2作用的过程中,F 2的位移为一S ,与F 2同向,物体回到出发点时速度为v 2,由动能定理得:F 2S=½mv 22-½mv 12。
21122221,F v F v v ∴=-由牛顿第二定律得11;v F m t =212;v v F m t ---=11212;F v F v v ∴=+211222112v v v v v v ∴=-+.∴v 2=2v 1,∴W 2=3W 1 拓展:若该物体回到出发点时的动能为32J ,则F l 、F 2分别对物体做的功W 1、W 2是多少? 由动能定理得:ΔE K = W 1+W 2=32J ,W 1/W 2= F 1/F 2,∴W 1=8J ;W 2=24J 。
3、变力做功问题①W =F ·scos α是用来计算恒力的功,若是变力,求变力的功只有通过将变力转化为恒力,再用W =Fscos α计算.②有两类不同的力:一类是与势能相关联的力,比如重力、弹簧的弹力以及电场力等,它们的功与路径无关,只与位移有关或者说只与始末点的位置有关;另一类是滑动摩擦力、空气阻力等,在曲线运动或往返运动时,这类力(大小不变)的功等于力和路程(不是位移)的积.③根据功和能关系求变力的功.如根据势能的变化求对应的力做的功,根据动能定理求变力做的功,等等.④根据功率恒定,求变力的功,W=Pt.⑤求出变力F 对位移的平均力来计算,当变力F 是位移s 的线性函数时,平均力122F F F --+=. ⑥作出变力F 随位移,变化的图象,图象与位移轴所围均“面积”即为变力做的功.【例】面积很大的水池,水深为H ,水面上浮着一正方体木块,木块边长为a 。
,密度为水密度的½,质量为m,开始时,木块静止,如图所示,现用力F 将木块缓慢地压到水池底,不计摩擦,求:(1)从木块刚好完全没人水中到停止在池底的过程中,池水势能的改变量.(2)从开始到木块刚好完全没入水中的过程中,力F 所做的功.解析:(1)木块刚好没入水中到到达池底的过程中,相当于有相同体积的水从池底到达水面,因木块的密度为水的冗长度的½,故相同体积的水的质量为2m,,故池水势能的改变量为ΔE P =2mg(H -a);(2)因水池面积很大,可忽略因木块压入而引起的水深的变化,木块刚好完全没入水中时,图中原来划线区域的水被排开,相当于这部分水平铺于水面,这部分水的质量为m,其势能的改变量为:3344E mgH mg H a mga ⎛⎫∆=--= ⎪⎝⎭水木块势能的改变量为:122a E mg H mgH mga ⎛⎫∆=--=- ⎪⎝⎭木 根据动能定理,力F 做的功为:W=ΔE 水+ΔE 木=¼mga.(2)又解:从开始到木块完全没入水中的过程,力F 所做的功为变力功.也可画出Fs 图象,做功在数值上等于Fs 图线与位移S 轴所围图形的面积的数值,在压下木块过程中,力F 与位移s 成正比,从开始到完全没入水中,力F 的位移为12a ,作出F-s 图象如图,,据图象可求得做功111W=amg=mga.224⨯ 4、做功求解的典型情况①注意力、冲量、功的区别除了它们的物理定义、单位以及是标量还是矢量以外,从动力学观点来看:(1)力和物体的运动状态的变化存在着瞬时因果关系,即力是产生加速度的原因,有力才有加速度,力变加速度变,它们之间的因果规律用牛顿第二定律来表达.(2)力的冲量反映的是力持续在一段时间的作用效果的累积量.其结果是要引起物体动量的改变,它们之间的因果规律用动量定理来表达.(3)功是力持续作用在一段空间位移上的作用效果的累积量,是标量.其结果是要引起物体动能的改变,它们之间的因果规律用动能定理来表达.【例4】如图所示,质量相等的两物体沿相同高度不同倾角的两光滑斜面由静止滑下,到达底端的过程中,两情况( )A .重力冲量相等B .重力做功相等C .物体受合外力冲量相等D .物体受合外力做功相等解析: A .重力冲量大小不相等,由于所用时间不同,因而不相等;B .重力做功相等,重力做功特点是只与始末位置而跟路径无关;C .物体所受合外力冲量大小相等,都为m h l v -2,由于∠θ≠∠α,所以方向不同;D .物体所受合外力做功相等,都为mgh .答案:BD ②作用力和反作用力的做功作用力与反作用力同时存在,作用力做功时,反作用力可能做功,也可能不做功,可能做正功,也可能做负功,不要以为作用力与反作用力大小相等、方向相反,就一定有作用力、反作用力的功数值相等,一正一负.所以作用力与反作用力做功不一定相等,但冲量的大小相等.【例5】以下说法正确的是( )A .摩擦力可以对物体做正功B .摩擦力可以使物体的速度发生变化,但对物体不做功C .作用力与反作用力做功一定相等D .一对平衡力做功之和为零解析:A .摩擦力可以对物体做正功,只要摩擦力的方向与物体运动方向相同,摩擦力就做正功.摩擦力可以改变物体的速度,对物体有一个冲量作用,但物体在力的方向上没有位移,因而不做功,如随圆板一起转动的物体.由此可以认识到:力对物体有冲量,但不一定对物体做功,相反只要力对物体做功,一定会有冲量.又可进一步认识:力使物体动量发生变化,其动能不一定变化;但力使物体动能发生变化时,其动量一定发生变化.c .作用力与反作用力做功不一定相等,如一炸弹炸成质量为m 与 2 m 的两块,根据动量守恒mv 1=2mv 2, 则v 1=2v 2,作用力和反作用力做功为W 1=½m(2v 2)2与W 2=½mv 22,所以不相等。