2022高中物理 第七章 機械能守恒定律 7.6 專題破解動能定理與圖象問題學(xué)案 新人教版必修2

《2022高中物理 第七章 機械能守恒定律 7.6 專題破解動能定理與圖象問題學(xué)案 新人教版必修2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2022高中物理 第七章 機械能守恒定律 7.6 專題破解動能定理與圖象問題學(xué)案 新人教版必修2（4頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022高中物理 第七章 機械能守恒定律 7.6 專題破解動能定理與圖象問題學(xué)案 新人教版必修2 一、考點突破 知識點 考綱要求 題型 分值 動能定理 會分析圖象反映的物理過程，并用動能定理求解 選擇題 6分 二、重難點提示 由圖象分析物體的運動過程。 動能定理與圖象結(jié)合問題的分析方法? （1）首先看清楚所給圖象的種類（如v－t圖象、F－x圖象、Ek－x圖象等）。 （2）挖掘圖象的隱含條件——求出所需要的物理量，如由v－t圖象所包圍的“面積”求位移，由F－x圖象所包圍的“面積”求功等。 （3）再分析還有哪些力做功，根據(jù)圖像計算出或直接讀出研究對象初

2、末狀態(tài)的速度，根據(jù)動能定理列方程，可求出相應(yīng)的物理量。 例題1 （大連一中檢測）某物體同時受到兩個在同一直線上的力F1、F2的作用，由靜止開始做直線運動，力F1、F2與位移x的關(guān)系圖象如圖所示，在物體開始運動后的前4.0 m內(nèi)，物體具有最大動能時對應(yīng)的位移是（　?。? A. 2.0 m　　　　　　　　 B. 1.0 m C. 3.0 m D. 4.0 m 思路分析：由圖知x＝2.0 m時，F(xiàn)合＝0，此前F合做正功而此后F合做負功，故x＝2.0 m時動能最大。 答案：A 例題2 如圖甲所示，一足夠長、與水平面夾角θ＝53°的傾斜軌道與豎直面內(nèi)的光滑圓軌道相接，圓

3、軌道的半徑為R，其最低點為A，最高點為B?？梢暈橘|(zhì)點的物塊與斜軌間有摩擦，物塊從斜軌上某處由靜止釋放，到達B點時與軌道間壓力的大小F與釋放的位置距最低點的高度h的關(guān)系圖象如圖乙所示，不計小球通過A點時的能量損失，取重力加速度g＝10 m/s2，sin 53°＝，cos 53°＝，求： （1）物塊與斜軌間的動摩擦因數(shù)μ； （2）物塊的質(zhì)量m。 思路分析：（1）由題圖乙可知，當h1＝5R時，物塊到達B點時與軌道間壓力的大小為0，設(shè)此時物塊在B點的速度大小為v1，則 mg＝ 對物塊從釋放至到達B點的過程，由動能定理有 mg（h1－2R）－μmgcos θ＝ 解得μ＝； （2）

4、設(shè)物塊從距最低點高為h處釋放后到達B點時速度的大小為v，則 F＋mg＝ 物塊從釋放至到達B點的過程中，由動能定理有 mg（h－2R）－μmgcos θ＝mv2 解得F＝－5mg 則F-h圖線的斜率k＝ 由圖可知k＝ 解得m＝0.2 kg。 答案：（1）?。?）0.2 kg 例題3 倫敦奧運會女子10米（即跳臺距水面10 m）跳臺比賽中，我國小將陳若琳技壓群芳，奪得冠軍，設(shè)運動員質(zhì)量為m＝50 kg，其體形可等效為長度L＝1.0 m，直徑d＝0.3 m的圓柱體，不計空氣阻力，當她跳起到達最高點時，她的重心離跳臺臺面的高度為0.70 m，在從起跳到接觸水面過程中完成一系列動

5、作，入水后水的等效阻力F（不包括浮力）作用于圓柱體的下端面，F(xiàn)的數(shù)值隨入水深度y變化的函數(shù)圖象如圖所示，該直線與F軸相交于F＝2.5mg處，與y軸相交于y＝h（某一未知深度）處，為了確保運動員的安全，水池必須有一定的深度，已知水的密度ρ＝1×103kg/m3，g取10 m/s2，根據(jù)以上的數(shù)據(jù)估算： （1）起跳瞬間所做的功； （2）從起跳到接觸水面過程的時間； （3）跳水池至少應(yīng)為多深？（保留兩位有效數(shù)字） 思路分析：（1）起跳瞬間做功W＝mgh1，h1＝0.70 m－＝0.2 m 代入數(shù)據(jù)得W＝100 J； （2）從起跳到接觸水面為豎直上拋運動，由動能定理，從起跳到上升到最高

6、點有，代入數(shù)據(jù)得起跳時的初速度v0＝2 m/s，據(jù)位移公式：－h(huán)2＝v0t－gt2，h2＝10 m，代入數(shù)據(jù)得t≈1.63 s； （3）由F－y圖象可知，阻力F隨y均勻變化，故平均阻力為。從起跳到入水至最低點，重力做正功，浮力向上，做負功，同樣阻力F也做負功，設(shè)水池至少深為h，根據(jù)動能定理得， 式中F?。溅裧V＝ρgL 代入數(shù)據(jù)得h＝6.6 m。 答案：（1）100 J　（2）1.63 s?。?）6.6 m 【綜合拓展】解決物理圖象問題的基本步驟 （1）觀察題目給出的圖象，弄清縱坐標、橫坐標所對應(yīng)的物理量及圖線所表示的物理意義。 （2）根據(jù)物理規(guī)律推導(dǎo)出縱坐標與橫坐標所對

7、應(yīng)的物理量間的函數(shù)關(guān)系式。 （3）將推導(dǎo)出的物理規(guī)律與數(shù)學(xué)上與之相對應(yīng)的標準函數(shù)關(guān)系式相對比，找出圖線的斜率、截距、圖線的交點、圖線下的面積所對應(yīng)的物理意義，分析解答問題。或者利用函數(shù)圖線上的特定值代入函數(shù)關(guān)系式求物理量。 【技巧點撥】圖象所圍“面積”的意義 （1）v－t圖：由公式x＝v－t可知，v－t圖線與坐標軸圍成的面積表示物體的位移。 （2）a－t圖：由公式Δv＝at可知，a－t圖線與坐標軸圍成的面積表示物體速度的變化量。 （3）F－x圖：由公式W＝Fx可知，F(xiàn)－x圖線與坐標軸圍成的面積表示力所做的功。 （4）P－t圖：由公式W＝Pt可知，P－t圖線與坐標軸圍成的面積表示

8、力所做的功. 滿分訓(xùn)練：質(zhì)量為1 kg的物體在水平粗糙的地面上受到一水平外力F作用運動，如圖甲所示，外力F和物體克服摩擦力f做的功W與物體位移x的關(guān)系如圖乙所示，重力加速度g為10 m/s2。下列分析正確的是（　?。? A. 物體與地面之間的動摩擦因數(shù)為0.2 B. 物體運動位移為13 m C. 前3 m運動過程中物體的加速度為3 m/s2 D. x＝9 m時，物體速度為3 m/s 思路分析：由Wf＝fx對應(yīng)圖乙可知，物體與地面之間的滑動摩擦力f＝2 N，由f＝μmg可得μ＝0.2，A正確；由WF＝Fx對應(yīng)圖乙可知，前3 m內(nèi)，拉力F1＝5 N，3～9 m內(nèi)拉力F2＝2 N，物體在前3 m內(nèi)的加速度a1＝＝3 m/s2，C正確；由動能定理得：WF－fx＝mv2可得：x＝9 m時，物體的速度為v＝3 m/s，D正確；物體的最大位移xm＝＝13.5 m，B錯誤。 答案：ACD