物理功能关系经典例题汇总(共9页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上 物理必修二动能、机械能守恒 经典例题分析hH2-7-2例题4将质量m=2kg的一块石头从离地面H=2m高处由静止开始释放,落入泥潭并陷入泥中h=5cm深处,不计空气阻力,求泥对石头的平均阻力。(g取10m/s2)解题过程石头在空中只受重力作用;在泥潭中受重力和泥的阻力。对石头在整个运动阶段应用动能定理,有。所以,泥对石头的平均阻力N=820N。3、解答 由于碰撞前后速度大小相等方向相反,所以v=vt-(-v0)=12m/s,根据动能定理2-7-4例题5如图2-7-4所示,绷紧的传送带在电动机带动下,始终保持v02m/s的速度匀速运行,传送带与水平地面的夹角30,现把
2、一质量ml0kg的工件轻轻地放在传送带底端,由传送带传送至h2m的高处。已知工件与传送带间的动摩擦因数,g取10m/s2。(1)试通过计算分析工件在传送带上做怎样的运动?(2)工件从传送带底端运动至h2m高处的过程中摩擦力对工件做了多解答 (1)工件刚放上皮带时受滑动摩擦力,工件开始做匀加速直线运动,由牛顿运动定律可得m/s2=2.5m/s2。设工件经过位移x与传送带达到共同速度,由匀变速直线运动规律可得 m=0.8m4m。故工件先以2.5m/s2的加速度做匀加速直线运动,运动0.8m与传送带达到共同速度2m/s后做匀速直线运动。(2)在工件从传送带底端运动至h2m高处的过程中,设摩擦力对工件
3、做功Wf,由动能定理 ,可得 JJ=220J。例题6如图4所示,AB为1/4圆弧轨道,半径为R=0.8m,BC是水平轨道,长S=3m,BC处的摩擦系数为=1/15,今有质量m=1kg的物体,自A点从静止起下滑到C点刚好停止。求物体在轨道AB段所受的阻力对物体做的功。 解答:物体在从A滑到C的过程中,有重力、AB段的阻力、BC段的摩擦力共三个力做功,WG=mgR,fBC=umg,由于物体在AB段受的阻力是变力,做的功不能直接求。根据动能定理可知:W外=0,所以mgR-umgS-WAB=0即WAB=mgR-umgS=1100.8-1103/15=6(J)例题8质量均为m的物体A和B分别系在一根不计
4、质量的细绳两端,绳子跨过固定在倾角为300的斜面顶端的定滑轮上,斜面固定在水平地面上,开始时把物体B拉到斜面底端,这时物体A离地面的高度为0.8m,如图所示.若摩擦力均不计,从静止开始放手让它们运动.求:(g10m/s2)(1)物体A着地时的速度;(2)物体A着地后物体B沿斜面上滑的最大距离.(1)因摩擦力均不计,故A、B从静止开始运动到A着地过程,只有重力做功,系统机械能守恒,有,设物体A着地时的速度大小为v,因AB相连,速度大小相等,故有又(2)物体A着地后物体B继续以2m/s的速度沿斜面上滑,设上滑的最大距离为s,根据机械能守恒定律,有例题11滑雪者从A点由静止沿斜面滑下,沿一平台后水平
5、飞离B点,地面上紧靠平台有一个水平台阶,空间几何尺度如图所示,斜面、平台与滑雪板之间的动摩擦因数为.假设滑雪者由斜面底端进入平台后立即沿水平方向运动,且速度大小不变.求:(1)滑雪者离开B点时的速度大小;(2)滑雪者从B点开始做平抛运动的水平距离s.【解】(1)设滑雪者质量为m,斜面与水平面夹角为,滑雪者滑行过程中克服摩擦力做功 由动能定理 离开B点时的速度 (2)设滑雪者离开B点后落在台阶上可解得 此时必须满足 当 时,滑雪者直接落到地面上, 可解得 例题13如图所示,某人乘雪橇从雪坡经A点滑至B点,接着沿水平路面滑至C点停止人与雪橇的总质量为70kg表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据,请根
6、据图表中的数据解决下列问题:位置ABC速度(m/s)2.012.00时刻(s)0410 (1)人与雪橇从A到B的过程中,损失的机械能为多少?(2)设人与雪橇在BC段所受阻力恒定,求阻力大小(g 10ms2)【解】(1)从A到B的过程中,人与雪橇损失的机械能为: E=(701020+702.027012.02)J9100J(2)人与雪橇在Bc段做减速运动的加速度:根据牛顿第二定律 :f=ma=70(-2)N=-140NABKF例题14 如图所示,在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮K,一条不可伸长的轻绳绕过K分别与物块A、B相连,A、B的质量分别为mA、mB。开始时系统处于静止状态。现用一水平
7、恒力F拉物块A,使物块B上升。已知当B上升距离为h时,B的速度为v。求此过程中物块A克服摩擦力所做的功。重力加速度为g。【解】 由于连结AB绳子在运动过程中未松,故AB有一样的速度大小,对AB系统,由功能关系有:FhWmBgh=(mA+mB)v2求得:W=FhmBgh(mA+mB)v2 例题16 如图11所示,半径R=0.40m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内,半圆ABCv0R图11环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A。一质量m=0.10kg的小球,以初速度v0=7.0m/s在水平地面上向左作加速度a=3.0m/s2的匀减速直线运动,运动4.0m后,冲上竖直半圆环,最后小球落在C点。求A、C间的
8、距离(取重力加速度g=10m/s2)。【解】匀减速运动过程中,有:(1)恰好作圆周运动时物体在最高点B满足:mg=m 2m/s(2) 假设物体能到达圆环的最高点B,由机械能守恒: (3) 联立(1)、(3)可得 =3m/s 因为,所以小球能通过最高点B。 小球从B点作平抛运动,有:2R(4)(5)由(4)、(5)得:1.2m (6) 例题17如图所示,一固定在竖直平面内的光滑的半圆形轨道ABC,其半径R5.0m,轨道在C处与水平地面相切。在C处放一小物块,给它一水平向左的初速度v05m/s,结果它沿CBA运动,通过A点,最后落在水平面上的D点,求C、D间的距离s。取重力加速度g10m/s2。【
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