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理化生]用能量觀點分析綜合問題-文庫吧

2025-12-19 13:23 本頁面

【正文】題的關鍵是能否了解此過程中能量的轉換．根據(jù)題給的情境，從初態(tài)到末態(tài)，在豎直方向上，物塊所在的高度變化了 (減少了 )h，由此可以判斷出系統(tǒng)的重力勢能減少．根據(jù)題設物塊的初末態(tài)動能均為零，且物塊在運動過程中有摩擦力做功，又可以判斷出減少的重力勢能全部轉化為系統(tǒng)的內能，這是解決此問題的第一步判斷． 2022/2/14 第二步的判斷是對物塊運動過程的判斷，由于題目只給出了物塊最后停在水平軌道上某處，所以物塊的實際運動可能為兩種情況，第一種情況為物塊在停止之前滑上了圓弧再由圓弧上面滑下最后停止在水平軌道上；另一種情況，物塊沒有再次滑上圓弧就在水平軌道上停止了運動．由于題目在設問時已提出了求物塊停止的地方與 N點距離的可能值，所以考生一般可以想到這兩種可能的情況．本題物理情境和設問都不難，主要考查考生的分析能力和應用物理規(guī)律解決實際問題的能力．本題抽樣統(tǒng)計難度為，區(qū)分度為，對全體考生有較好的區(qū)分度．有 12%的考生得 0分， 11%的考生得 7分， 19%的考生得 13分， 40%的考生得滿分． 2022/2/14 【規(guī)范解答】物塊從開始下滑到靜止的過程中，物塊重力勢能減小的數(shù)值 Δ Ep與物塊克服摩擦力所做功的數(shù)值 W 相等，即 Δ Ep＝ W ① 設物塊質量為 m ，在水平滑道上滑行的總路程為 s ′ ，則 Δ Ep＝ mgh ② W ＝ μmgs ′ ③ 由 ①②③ 解得 s ′ ＝hμ④ 設物塊在水平軌道上停住的地方與 N 點的距離為 d . 若物塊在與 P 碰撞后，在到達圓弧形軌道前停止，則 s ′ ＝ 2 s － d ⑤ 2022/2/14 聯(lián)立 ④⑤ 式得 d ＝ 2 s －h(huán)μ⑥ 此結果在hμ≤ 2 s 時有效．若hμ＞ 2 s ，則物塊與 P 碰撞后，可再一次滑上圓弧形軌道，滑下后在水平軌道上停止，則有 s ′ ＝ 2 s ＋ d ⑦ 聯(lián)立 ④⑦ 式得 d ＝hμ－ 2 s ⑧ 所以物塊停止的位置距 N 的距離可能為 2 s －h(huán)μ或hμ－ 2 s . 2022/2/14 【主編剖析】本題在原卷中占 15分，得分要點為規(guī)范解答中的①～⑧式．解答本題的關鍵是分析物塊運動過程中有哪些力在做功，做功結果導致哪種形式能量的變化．注意①式前應強調研究對象和解題規(guī)律，④式后對兩種可能的情況進行討論． 2022/2/14 變式題 [ 201 1 泰安模擬 ] 如圖 25 － 2 所示，卷揚機的繩索通過定滑輪用力 F 拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移動．在移動過程中，下列說法正確的是 ( ) 圖 25 － 2 2022/2/14 A ． F 對木箱做的功等于木箱增加的動能與木箱克服摩擦力所做的功之和 B ． F 對木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和 C ．木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力勢能 D ． F 對木箱做的功大于木箱增加的機械能與木箱克服摩擦力所做的功之和 [答案 ]C 2022/2/14 [ 解析 ] 由重力做功與重力勢能改變之間的關系知，物體克服重力做的功等物體重力勢能的增加，選項 C 正確；由動能定理得：WG＋ Wf＋ WF＝12m v2，解得 WF＝12m v2－ WG－ Wf＝ ( Δ Ek＋ Δ Ep) －Wf，故選項 A 、 B 、 D 錯誤． 2022/2/14 ? ? 探究考向二功能關系在傳送帶問題中的應用 1. 物體在傳送帶上運動求解傳送帶問題應注意： ( 1 ) 運動物體的加速度、速度、位移均以地面為參考系； ( 2 ) 要區(qū)分物體的位移和物體相對傳送帶的位移； ( 3 ) 因滑動摩擦產生的熱量 ( 系統(tǒng)增加的內能 ) 等于滑動摩擦力與相對位移的乘積： Q ＝ fx 相對； ( 4 ) 因傳送物體電動機多輸出的能量在數(shù)值上等于系統(tǒng)增加的內能與物體增加的機械能之和． 2022/2/14 2 ．摩擦力做功的特點 (1) 靜摩擦做功的特點： ① 靜摩擦力對單個物體可以做正功、負功，還可以不做功； ② 一對靜摩擦力所做功的代數(shù)和總等于零； ③ 在靜摩擦力做功的過程中，只有機械能從一個物體轉移到另一個物體 ( 靜摩擦力做功起著傳遞機械能的作用 ) ，而沒有機械能轉化為其他形式的能量，也不產生熱量． 2022/2/14 ( 2 ) 滑動摩擦力做功的特點： ① 滑動摩擦力對單個物體可以做正功、負功，還可以不做功； ② 在相互摩擦的物體系統(tǒng)中，一對相互作用的滑動摩擦力對物體系統(tǒng)所做的總功與路徑有關，其值是負值，等于摩擦力與相對位移的乘積，即 Wf＝－ fx相對，負號表示系統(tǒng)克服摩擦力做功，系統(tǒng)損失的機械能轉變成內能，即 Δ E損＝ fx相對＝ Q熱； ③ 在一對滑動摩擦力做功的過程中，能量的轉化和轉移有兩種情況：一是相互摩擦的物體通過摩擦力做功，將部分機械能從

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