2019版高考物理总复习 第五章 机械能 5-4-3 考点强化 与摩擦生热相关的两个物理模型课件.ppt

与摩擦生热相关的两个物理模型 01 02 03 04 课堂互动 1 两个模型 1 滑块 木板模型 2 传送带模型 2 两种摩擦力的做功情况比较 题组剖析 转到解析 题组剖析 转回原题 变式训练5 多选 如图6所示 水平传送带由电动机带动 并始终保持以速度v匀速运动 现将质量为m的物块由静止释放在传送带上的左端 过一会儿物块能保持与传送带相对静止 设物块与传送带间的动摩擦因数为 对于这一过程 下列说法正确的是 A 摩擦力对物块做的功为0 5mv2B 物块对传送带做功为0 5mv2C 系统摩擦生热为0 5mv2D 电动机多做的功为mv2 题组剖析 解析对物块运用动能定理 摩擦力做的功等于物块动能的增加 即0 5mv2 故选项A正确 传送带的位移是物块位移的两倍 所以物块对传送带做功的绝对值是摩擦力对物块做功的两倍 即为mv2 故选项B错误 电动机多做的功就是传送带克服摩擦力做的功 也为mv2 故选项D正确 系统摩擦生热等于摩擦力与相对位移的乘积 故选项C正确 答案ACD 规律总结 传送带模型问题的分析流程 规律总结 滑块 木板模型问题的分析流程 说明 公式Q Ff x相对中x相对为两接触物体间的相对位移 若物体在传送带上往复运动时 则x相对为总的相对路程 从教材走向高考 从教材走向高考 动力学观点和能量观点的综合应用 题源 人教版必修2 P80 T2 游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行 游客却不会掉下来 图7 9 4 我们把这种情形抽象为图7 9 5的模型 弧形轨道的下端与竖直圆轨道相接 使小球从弧形轨道上端滚下 小球进入圆轨道下端后沿圆轨道运动 实验发现 只要h大于一定值 小球就可以顺利通过圆轨道的最高点 如果已知圆轨道的半径为R h至少要等于多大 不考虑摩擦等阻力 从教材走向高考 拓展1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r 0 40m 轨道在C处与动摩擦因数 0 20的水平地面相切 在水平地面的D点放一静止的质量m 1 0kg的小物块 现给它施加一水平向右的恒力F 当它运动到C点时 撤去恒力F 结果小物块恰好通过A点 已知CD间的距离x 1 0m 取重力加速度g 10m s2 求 1 小物块通过A点时的速度大小 2 恒力F的大小 从教材走向高考 拓展2 2017 全国卷 17 如图8所示 半圆形光滑轨道固定在水平地面上 半圆的直径与地面垂直 一小物块以速度v从轨道下端滑入轨道 并从轨道上端水平飞出 小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关 此距离最大时 对应的轨道半径为 重力加速度大小为g 转到解析 从教材走向高考 转回原题 从教材走向高考 拓展3 2016 全国卷 25 轻质弹簧原长为2l 将弹簧竖直放置在地面上 在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放 当弹簧被压缩到最短时 弹簧长度为l 现将该弹簧水平放置 一端固定在A点 另一端与物块P接触但不连接 AB是长度为5l的水平轨道 B端与半径为l的光滑半圆轨道BCD相切 半圆的直径BD竖直 如图9所示 物块P与AB间的动摩擦因数 0 5 用外力推动物块P 将弹簧压缩至长度l 然后放开P开始沿轨道运动 重力加速度大小为g 转到解析 1 若P的质量为m 求P到达B点时速度的大小 以及它离开圆轨道后落回到AB上的位置与B点之间的距离 2 若P能滑上圆轨道 且仍能沿圆轨道滑下 求P的质量的取值范围 从教材走向高考 转回原题 1 2016 河南开封模拟 如图9所示 木块A放在木块B的左端上方 用水平恒力F将A拉到B的右端 第一次将B固定在地面上 F做功W1 生热Q1 第二次让B在光滑水平面上可自由滑动 F做功W2 生热Q2 则下列关系中正确的是 A W1 W2 Q1 Q2B W1 W2 Q1 Q2C W1 W2 Q1 Q2D W1 W2 Q1 Q2 备选训练 解析在A B分离过程中 第一次和第二次A相对于B的位移是相等的 而热量等于滑动摩擦力乘以相对位移 因此Q1 Q2 在A B分离过程中 第一次A的对地位移要小于第二次A的对地位移 而功等于力乘以对地位移 因此W1 W2 所以选项A正确 答案A A 与排球从手刚发出相比较 排球恰好到达球网上边缘时重力势能的增加量为6 72JB 排球恰好到达球网上边缘时的机械能为22JC 排球恰好到达球网上边缘时的动能为15 88JD 与排球从手刚发出相比较 排球恰好到达球网上边缘时动能的减少量为4 72J 备选训练 转到解析 2 2016 四川绵阳市二诊 多选 如图8所示 在排球比赛中 假设排球运动员某次发球后排球恰好从网上边缘过网 排球网高H 2 24m 排球质量为m 300g 运动员对排球做的功为W1 20J 排球运动过程中克服空气阻力做的功为W2 4 12J 重力加速度g 10m s2 球从手刚发出位置的高度h 2 04m 选地面为零势能面 则 备选训练 转回原题 解析与排球从手刚发出相比较 排球恰好到达球网上边缘时重力势能的增加量为mg H h 0 6J A错误 排球恰好到达球网上边缘时的机械能为mgh W1 W2 22J B正确 排球恰好到达球网上边缘时的动能为W1 W2 mg H h 15 28J C错误 与排球从手刚发出相比较 排球恰好到达球网上边缘时动能的减少量为W2 mg H h 4 72J D正确 答案BD 3 如图示 水平传送带两端点A B间的距离为l 传送带开始时处于静止状态 把一个小物体放到右端的A点 某人用恒定的水平力F使小物体以速度v1匀速滑到左端的B点 拉力F所做的功为W1 功率为P1 这一过程物体和传送带之间因摩擦而产生的热量为Q1 随后让传送带以v2的速度匀速运动 此人仍然用相同的恒定的水平力F拉物体 使它以相对传送带为v1的速度匀速从A滑行到B 这一过程中 拉力F所做的功为W2 功率为P2 物体和传送带之间因摩擦而产生的热量为Q2 下列关系中正确的是 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 备选训练 转到解析 要比较两个过程中W P Q的大小 需要考虑这三个物理量各自有哪些决定因素 备选训练 转回原题 4 如图示 一张薄纸板放在光滑水平面上 其右端放有小木块 小木块与薄纸板的接触面粗糙 原来系统静止 现用水平恒力F向右拉薄纸板 小木块在薄纸板上发生相对滑动 直到从薄纸板上掉下来 上述过程中有关功和能的说法正确的是 A 拉力F做的功等于薄纸板和小木块动能的增加量B 摩擦力对小木块做的功一定等于系统中由摩擦产生的热量C 离开薄纸板前小木块可能先做加速运动 后做匀速运动D 小木块动能的增加量可能小于系统中由摩擦产生的热量 1 木板受几个力 各力做功情况如何 物体将做什么运动 反映能量是怎样转化的 2 小木块受几个力作用 运动情况又如何 力做功情况如何 反映能量是怎样转化的 3 系统生成的热量是怎样转化的 可以用哪些物理量表达出来 备选训练 转到解析 审题设疑 运动演示 备选训练 转回原题 解析由功能关系 拉力F做的功等于薄纸板和小木块动能的增加量与系统产生的内能之和 选项A错误 摩擦力对小木块做的功等于小木块动能的增加量 选项B错误 离开薄纸板前小木块一直在做匀加速运动 选项C错误 对于系统 由摩擦产生的热量Q Ff L 其中 L为小木块相对薄纸板运动的位移 若薄纸板的位移为L1 小木块相对地面的位移为L2 则 L L1 L2 且 L存在大于 等于或小于L2三种可能 对小木块 FfL2 Ek 即Q存在大于 等于或小于 Ek三种可能 选项D正确 答案D