2019版高考物理總復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能 5-4-3 考點(diǎn)強(qiáng)化 與摩擦生熱相關(guān)的兩個(gè)物理模型課件.ppt

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與摩擦生熱相關(guān)的兩個(gè)物理模型 01 02 03 04 課堂互動(dòng) 1 兩個(gè)模型 1 滑塊 木板模型 2 傳送帶模型 2 兩種摩擦力的做功情況比較 題組剖析 轉(zhuǎn)到解析 題組剖析 轉(zhuǎn)回原題 變式訓(xùn)練5 多選 如圖6所示 水平傳送帶由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng) 并始終保持以速度v勻速運(yùn)動(dòng) 現(xiàn)將質(zhì)量為m的物塊由靜止釋放在傳送帶上的左端 過一會(huì)兒物塊能保持與傳送帶相對(duì)靜止 設(shè)物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 對(duì)于這一過程 下列說法正確的是 A 摩擦力對(duì)物塊做的功為0 5mv2B 物塊對(duì)傳送帶做功為0 5mv2C 系統(tǒng)摩擦生熱為0 5mv2D 電動(dòng)機(jī)多做的功為mv2 題組剖析 解析對(duì)物塊運(yùn)用動(dòng)能定理 摩擦力做的功等于物塊動(dòng)能的增加 即0 5mv2 故選項(xiàng)A正確 傳送帶的位移是物塊位移的兩倍 所以物塊對(duì)傳送帶做功的絕對(duì)值是摩擦力對(duì)物塊做功的兩倍 即為mv2 故選項(xiàng)B錯(cuò)誤 電動(dòng)機(jī)多做的功就是傳送帶克服摩擦力做的功 也為mv2 故選項(xiàng)D正確 系統(tǒng)摩擦生熱等于摩擦力與相對(duì)位移的乘積 故選項(xiàng)C正確 答案ACD 規(guī)律總結(jié) 傳送帶模型問題的分析流程 規(guī)律總結(jié) 滑塊 木板模型問題的分析流程 說明 公式Q Ff x相對(duì)中x相對(duì)為兩接觸物體間的相對(duì)位移 若物體在傳送帶上往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí) 則x相對(duì)為總的相對(duì)路程 從教材走向高考 從教材走向高考 動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用 題源 人教版必修2 P80 T2 游樂場的過山車可以底朝上在圓軌道上運(yùn)行 游客卻不會(huì)掉下來 圖7 9 4 我們把這種情形抽象為圖7 9 5的模型 弧形軌道的下端與豎直圓軌道相接 使小球從弧形軌道上端滾下 小球進(jìn)入圓軌道下端后沿圓軌道運(yùn)動(dòng) 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) 只要h大于一定值 小球就可以順利通過圓軌道的最高點(diǎn) 如果已知圓軌道的半徑為R h至少要等于多大 不考慮摩擦等阻力 從教材走向高考 拓展1如圖所示 一固定在豎直平面內(nèi)的光滑的半圓形軌道ABC 其半徑r 0 40m 軌道在C處與動(dòng)摩擦因數(shù) 0 20的水平地面相切 在水平地面的D點(diǎn)放一靜止的質(zhì)量m 1 0kg的小物塊 現(xiàn)給它施加一水平向右的恒力F 當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí) 撤去恒力F 結(jié)果小物塊恰好通過A點(diǎn) 已知CD間的距離x 1 0m 取重力加速度g 10m s2 求 1 小物塊通過A點(diǎn)時(shí)的速度大小 2 恒力F的大小 從教材走向高考 拓展2 2017 全國卷 17 如圖8所示 半圓形光滑軌道固定在水平地面上 半圓的直徑與地面垂直 一小物塊以速度v從軌道下端滑入軌道 并從軌道上端水平飛出 小物塊落地點(diǎn)到軌道下端的距離與軌道半徑有關(guān) 此距離最大時(shí) 對(duì)應(yīng)的軌道半徑為 重力加速度大小為g 轉(zhuǎn)到解析 從教材走向高考 轉(zhuǎn)回原題 從教材走向高考 拓展3 2016 全國卷 25 輕質(zhì)彈簧原長為2l 將彈簧豎直放置在地面上 在其頂端將一質(zhì)量為5m的物體由靜止釋放 當(dāng)彈簧被壓縮到最短時(shí) 彈簧長度為l 現(xiàn)將該彈簧水平放置 一端固定在A點(diǎn) 另一端與物塊P接觸但不連接 AB是長度為5l的水平軌道 B端與半徑為l的光滑半圓軌道BCD相切 半圓的直徑BD豎直 如圖9所示 物塊P與AB間的動(dòng)摩擦因數(shù) 0 5 用外力推動(dòng)物塊P 將彈簧壓縮至長度l 然后放開P開始沿軌道運(yùn)動(dòng) 重力加速度大小為g 轉(zhuǎn)到解析 1 若P的質(zhì)量為m 求P到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大小 以及它離開圓軌道后落回到AB上的位置與B點(diǎn)之間的距離 2 若P能滑上圓軌道 且仍能沿圓軌道滑下 求P的質(zhì)量的取值范圍 從教材走向高考 轉(zhuǎn)回原題 1 2016 河南開封模擬 如圖9所示 木塊A放在木塊B的左端上方 用水平恒力F將A拉到B的右端 第一次將B固定在地面上 F做功W1 生熱Q1 第二次讓B在光滑水平面上可自由滑動(dòng) F做功W2 生熱Q2 則下列關(guān)系中正確的是 A W1 W2 Q1 Q2B W1 W2 Q1 Q2C W1 W2 Q1 Q2D W1 W2 Q1 Q2 備選訓(xùn)練 解析在A B分離過程中 第一次和第二次A相對(duì)于B的位移是相等的 而熱量等于滑動(dòng)摩擦力乘以相對(duì)位移 因此Q1 Q2 在A B分離過程中 第一次A的對(duì)地位移要小于第二次A的對(duì)地位移 而功等于力乘以對(duì)地位移 因此W1 W2 所以選項(xiàng)A正確 答案A A 與排球從手剛發(fā)出相比較 排球恰好到達(dá)球網(wǎng)上邊緣時(shí)重力勢能的增加量為6 72JB 排球恰好到達(dá)球網(wǎng)上邊緣時(shí)的機(jī)械能為22JC 排球恰好到達(dá)球網(wǎng)上邊緣時(shí)的動(dòng)能為15 88JD 與排球從手剛發(fā)出相比較 排球恰好到達(dá)球網(wǎng)上邊緣時(shí)動(dòng)能的減少量為4 72J 備選訓(xùn)練 轉(zhuǎn)到解析 2 2016 四川綿陽市二診 多選 如圖8所示 在排球比賽中 假設(shè)排球運(yùn)動(dòng)員某次發(fā)球后排球恰好從網(wǎng)上邊緣過網(wǎng) 排球網(wǎng)高H 2 24m 排球質(zhì)量為m 300g 運(yùn)動(dòng)員對(duì)排球做的功為W1 20J 排球運(yùn)動(dòng)過程中克服空氣阻力做的功為W2 4 12J 重力加速度g 10m s2 球從手剛發(fā)出位置的高度h 2 04m 選地面為零勢能面 則 備選訓(xùn)練 轉(zhuǎn)回原題 解析與排球從手剛發(fā)出相比較 排球恰好到達(dá)球網(wǎng)上邊緣時(shí)重力勢能的增加量為mg H h 0 6J A錯(cuò)誤 排球恰好到達(dá)球網(wǎng)上邊緣時(shí)的機(jī)械能為mgh W1 W2 22J B正確 排球恰好到達(dá)球網(wǎng)上邊緣時(shí)的動(dòng)能為W1 W2 mg H h 15 28J C錯(cuò)誤 與排球從手剛發(fā)出相比較 排球恰好到達(dá)球網(wǎng)上邊緣時(shí)動(dòng)能的減少量為W2 mg H h 4 72J D正確 答案BD 3 如圖示 水平傳送帶兩端點(diǎn)A B間的距離為l 傳送帶開始時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài) 把一個(gè)小物體放到右端的A點(diǎn) 某人用恒定的水平力F使小物體以速度v1勻速滑到左端的B點(diǎn) 拉力F所做的功為W1 功率為P1 這一過程物體和傳送帶之間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為Q1 隨后讓傳送帶以v2的速度勻速運(yùn)動(dòng) 此人仍然用相同的恒定的水平力F拉物體 使它以相對(duì)傳送帶為v1的速度勻速從A滑行到B 這一過程中 拉力F所做的功為W2 功率為P2 物體和傳送帶之間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為Q2 下列關(guān)系中正確的是 A W1 W2 P1 P2 Q1 Q2B W1 W2 P1 P2 Q1 Q2C W1 W2 P1 P2 Q1 Q2D W1 W2 P1 P2 Q1 Q2 備選訓(xùn)練 轉(zhuǎn)到解析 要比較兩個(gè)過程中W P Q的大小 需要考慮這三個(gè)物理量各自有哪些決定因素 備選訓(xùn)練 轉(zhuǎn)回原題 4 如圖示 一張薄紙板放在光滑水平面上 其右端放有小木塊 小木塊與薄紙板的接觸面粗糙 原來系統(tǒng)靜止 現(xiàn)用水平恒力F向右拉薄紙板 小木塊在薄紙板上發(fā)生相對(duì)滑動(dòng) 直到從薄紙板上掉下來 上述過程中有關(guān)功和能的說法正確的是 A 拉力F做的功等于薄紙板和小木塊動(dòng)能的增加量B 摩擦力對(duì)小木塊做的功一定等于系統(tǒng)中由摩擦產(chǎn)生的熱量C 離開薄紙板前小木塊可能先做加速運(yùn)動(dòng) 后做勻速運(yùn)動(dòng)D 小木塊動(dòng)能的增加量可能小于系統(tǒng)中由摩擦產(chǎn)生的熱量 1 木板受幾個(gè)力 各力做功情況如何 物體將做什么運(yùn)動(dòng) 反映能量是怎樣轉(zhuǎn)化的 2 小木塊受幾個(gè)力作用 運(yùn)動(dòng)情況又如何 力做功情況如何 反映能量是怎樣轉(zhuǎn)化的 3 系統(tǒng)生成的熱量是怎樣轉(zhuǎn)化的 可以用哪些物理量表達(dá)出來 備選訓(xùn)練 轉(zhuǎn)到解析 審題設(shè)疑 運(yùn)動(dòng)演示 備選訓(xùn)練 轉(zhuǎn)回原題 解析由功能關(guān)系 拉力F做的功等于薄紙板和小木塊動(dòng)能的增加量與系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能之和 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 摩擦力對(duì)小木塊做的功等于小木塊動(dòng)能的增加量 選項(xiàng)B錯(cuò)誤 離開薄紙板前小木塊一直在做勻加速運(yùn)動(dòng) 選項(xiàng)C錯(cuò)誤 對(duì)于系統(tǒng) 由摩擦產(chǎn)生的熱量Q Ff L 其中 L為小木塊相對(duì)薄紙板運(yùn)動(dòng)的位移 若薄紙板的位移為L1 小木塊相對(duì)地面的位移為L2 則 L L1 L2 且 L存在大于 等于或小于L2三種可能 對(duì)小木塊 FfL2 Ek 即Q存在大于 等于或小于 Ek三種可能 選項(xiàng)D正確 答案D