1、专题三 动能定理和能量守恒定律第5讲 功 功率 动能定理1.1.常用基本公式:常用基本公式:(1)(1)恒力做功的公式:恒力做功的公式:W=_W=_,其中,其中为为_。(2)(2)平均功率的公式:平均功率的公式:P=_P=_。(3)(3)瞬时功率的公式:瞬时功率的公式:P=_P=_,当,当=0=0时,时,P=_P=_。(4)(4)动能定理的表达式:动能定理的表达式:W W总总=_=_,其中,其中W W总总为为_。F Flcoscos力力F F和位移和位移l的夹角的夹角FvcosFvcosFvFvE Ek2k2-E-Ek1k1所有外力做功所有外力做功的代数和的代数和2.2.动能定理的适用条件:动
2、能定理的适用条件:(1)(1)动能定理既适用于直线运动,也适用于动能定理既适用于直线运动,也适用于_。(2)(2)动能定理既适用于恒力做功,也适用于动能定理既适用于恒力做功,也适用于_。曲线运动曲线运动变力做功变力做功1.(20111.(2011江苏高考江苏高考)如图所示,演员正在如图所示,演员正在进行杂技表演。由图可估算出他将一只鸡进行杂技表演。由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于 ()()A.0.3 J B.3 JA.0.3 J B.3 JC.30 J D.300 JC.30 J D.300 J【解析解析】选选A A。该题是估算题:
3、一个鸡蛋质量约为。该题是估算题:一个鸡蛋质量约为50 g50 g,鸡蛋,鸡蛋上升高度约为上升高度约为0.5 m0.5 m,则人对一个鸡蛋所做的功为,则人对一个鸡蛋所做的功为W=mgh=W=mgh=0.25 J0.25 J,故,故A A项正确。项正确。2.(20122.(2012江苏高考江苏高考)如图所示,细线的如图所示,细线的一端固定于一端固定于O O点,另一端系一小球。在水点,另一端系一小球。在水平拉力作用下,小球以恒定速率在竖直平拉力作用下,小球以恒定速率在竖直平面内由平面内由A A点运动到点运动到B B点。在此过程中拉点。在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是力的瞬时功率变化情况是()()A
4、.A.逐渐增大逐渐增大 B.B.逐渐减小逐渐减小C.C.先增大,后减小先增大,后减小 D.D.先减小,后增大先减小,后增大【解析解析】选选A A。因小球速率不变,所以小球。因小球速率不变,所以小球以以O O点为圆心做匀速圆周运动,受力如图所点为圆心做匀速圆周运动,受力如图所示,因此在切线方向上应有:示,因此在切线方向上应有:mgsin=mgsin=FcosFcos,F=mgtanF=mgtan,则拉力,则拉力F F的瞬时功率的瞬时功率P=FP=Fvcos=mgvvcos=mgvsinsin。从。从A A运动到运动到B B的的过程中,拉力的瞬时功率随过程中,拉力的瞬时功率随的增大而增的增大而增大
5、,故大,故A A项正确。项正确。3.(20133.(2013江苏高考江苏高考)水平面上,一白球水平面上,一白球与一静止的灰球碰撞,两球质量相等,与一静止的灰球碰撞,两球质量相等,碰撞过程的频闪照片如图所示,据此可碰撞过程的频闪照片如图所示,据此可推断,碰撞过程中系统损失的动能约占推断,碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的碰撞前动能的()()A.30%B.50%A.30%B.50%C.70%D.90%C.70%D.90%【解析解析】选选A A。本题可用刻度尺量一下碰撞前频闪照片所对应。本题可用刻度尺量一下碰撞前频闪照片所对应的白球间距,作为速度单位,计算出相应动能,同样,再计的白球间距,作为
6、速度单位,计算出相应动能,同样,再计算出碰撞后灰、白两球的总动能,碰撞前后白球的速度之比为算出碰撞后灰、白两球的总动能,碰撞前后白球的速度之比为 则损失的动能则损失的动能E Ek1k1-E-Ek2k230%E30%Ek1k1,选项,选项A A正确。正确。4.(4.(多选多选)(2013)(2013新课标全国卷新课标全国卷)2012)2012年年1111月,月,“歼歼15”15”舰载舰载机在机在“辽宁号辽宁号”航空母舰上着舰成功。图甲为利用阻拦系统让航空母舰上着舰成功。图甲为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图。飞机着舰并成功舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图。飞机着舰并成功
7、钩住阻拦索后,飞机的动力系统立即关闭,阻拦系统通过阻拦钩住阻拦索后,飞机的动力系统立即关闭,阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力,使飞机在甲板上短距离滑行后停止。索对飞机施加一作用力,使飞机在甲板上短距离滑行后停止。某次降落,以飞机着舰为计时零点,飞机在某次降落,以飞机着舰为计时零点,飞机在t=0.4 st=0.4 s时恰好钩时恰好钩住阻拦索中间位置,其着舰到停止的速度住阻拦索中间位置,其着舰到停止的速度时间图线如图乙所时间图线如图乙所示。假如无阻拦索,飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为示。假如无阻拦索,飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为1 000 m1 000 m。已知航母始终静止,重力加速
8、度的大小为。已知航母始终静止,重力加速度的大小为g g。则。则()()A.A.从着舰到停止,飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的从着舰到停止,飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的B.B.在在0.40.42.5 s2.5 s时间内,阻拦索的张力几乎不随时间变化时间内,阻拦索的张力几乎不随时间变化C.C.在滑行过程中,飞行员所承受的加速度大小会超过在滑行过程中,飞行员所承受的加速度大小会超过2.5g2.5gD.D.在在0.40.42.5 s2.5 s时间内,阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变时间内,阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变【解析解析】选选A A、C C。设着舰时舰载机的速度为。设着舰时舰
9、载机的速度为v,v,无阻拦索时舰载无阻拦索时舰载机加速度大小为机加速度大小为a a,所以,所以从着舰到停止,飞机在甲板上滑行的距离即为从着舰到停止,飞机在甲板上滑行的距离即为v-tv-t图像下的面图像下的面积积=113.28(m)=113.28(m),约为无阻拦索时的,约为无阻拦索时的110110,选项,选项A A正确;在正确;在0.40.42.5 s2.5 s时间内,飞机做匀减速直线运动,即阻拦索的张力的合时间内,飞机做匀减速直线运动,即阻拦索的张力的合力恒定不变,阻拦索的夹角逐渐减小,张力逐渐减小,故力恒定不变,阻拦索的夹角逐渐减小,张力逐渐减小,故B B错;在滑行过程中,错;在滑行过程中
10、,0.40.42.5 s2.5 s时间内加速度最大,加速度大时间内加速度最大,加速度大小为小为 飞行员所承受的最大飞行员所承受的最大加速度超过加速度超过2.5g2.5g,选项,选项C C正确;在正确;在0.40.42.5 s2.5 s时间内,阻拦系时间内,阻拦系统对飞机做功的功率统对飞机做功的功率P=FvP=Fv,F F不变,不变,v v逐渐减小,功率逐渐减小,功率P P减小,减小,故故D D错。错。热点考向热点考向 1 1 功、功率的理解和计算功、功率的理解和计算【典例典例1 1】(2013(2013天津河西区一模天津河西区一模)长长为为L L的轻质细绳悬挂一个质量为的轻质细绳悬挂一个质量为
11、m m的小的小球,其下方有一个倾角为球,其下方有一个倾角为的光滑斜的光滑斜面体,放在水平面上,开始时小球与面体,放在水平面上,开始时小球与斜面刚刚接触且细绳恰好竖直,如图所示,现在用水平推力斜面刚刚接触且细绳恰好竖直,如图所示,现在用水平推力F F缓慢向左推动斜面体,直至细绳与斜面体平行,则下列说法中缓慢向左推动斜面体,直至细绳与斜面体平行,则下列说法中正确的是正确的是()()A.A.由于小球受到斜面的弹力始终与斜面垂直,故对小球不做功由于小球受到斜面的弹力始终与斜面垂直,故对小球不做功B.B.细绳对小球的拉力始终与小球运动方向垂直,故对小球不做细绳对小球的拉力始终与小球运动方向垂直,故对小球
12、不做功功C.C.小球受到的合外力对小球做功为零,故小球在该过程中机械小球受到的合外力对小球做功为零,故小球在该过程中机械能守恒能守恒D.D.若水平面光滑,则推力做功为若水平面光滑,则推力做功为mgL(1-cos)mgL(1-cos)【解题探究解题探究】(1)(1)当力与位移的夹角当力与位移的夹角_90_90时,力不做功。当力与速度的时,力不做功。当力与速度的夹角夹角_90_90时,力不做功。时,力不做功。(选填选填“大于大于”“”“小于小于”或或“等等于于”)(2)(2)推力推力F F是恒力还是变力?如何求是恒力还是变力?如何求F F的功?的功?提示:提示:由于斜面体在水平推力由于斜面体在水平
13、推力F F的作用下缓慢运动,处于动态的作用下缓慢运动,处于动态平衡状态中,斜面体所受的合力为零,又由于小球对斜面体的平衡状态中,斜面体所受的合力为零,又由于小球对斜面体的弹力为变力,故弹力为变力,故F F也为变力,在该题中变力也为变力,在该题中变力F F的功可用功能关系的功可用功能关系求解。求解。等于等于等于等于(3)(3)推力推力F F做的功做的功W WF F转化为小球的重力势能,请写出转化为小球的重力势能,请写出W WF F的表达式。的表达式。提示:提示:由功能关系知推力做功等于小球重力势能的增加量,即由功能关系知推力做功等于小球重力势能的增加量,即W WF F=mgh=mgL(1-sin
14、)=mgh=mgL(1-sin)。【解析解析】选选B B。小球受到斜面的弹力的方向和小球运动的方向。小球受到斜面的弹力的方向和小球运动的方向夹角为锐角,故对小球做正功,夹角为锐角,故对小球做正功,A A错误;细绳拉力方向始终和错误;细绳拉力方向始终和小球运动方向垂直,故对小球不做功,小球运动方向垂直,故对小球不做功,B B正确;合外力对小球正确;合外力对小球做功等于小球动能的改变量,虽然合外力做功为零,但小球重做功等于小球动能的改变量,虽然合外力做功为零,但小球重力势能增加,机械能不守恒,力势能增加,机械能不守恒,C C错误;若水平面光滑,则推力错误;若水平面光滑,则推力做功等于小球重力势能的
15、增加,即为做功等于小球重力势能的增加,即为W WF F=mgh=mgL(1-sin)=mgh=mgL(1-sin),D D错误。错误。【总结提升总结提升】关于功、功率应注意的三个问题关于功、功率应注意的三个问题(1)(1)功的公式功的公式W=FW=Fl和和W=FW=Flcoscos仅适用于恒力做功的情况。仅适用于恒力做功的情况。(2)(2)变力做功的求解要注意对问题的正确转化,如将变力转化变力做功的求解要注意对问题的正确转化,如将变力转化为恒力,也可应用动能定理等方法求解。为恒力,也可应用动能定理等方法求解。(3)(3)对于功率的计算,应注意区分公式对于功率的计算,应注意区分公式 和公式和公式
16、P=FvP=Fv,前,前式侧重于平均功率的计算,而后式侧重于瞬时功率的计算。式侧重于平均功率的计算,而后式侧重于瞬时功率的计算。【变式训练变式训练】(多选多选)(2013)(2013南通模南通模拟拟)如图所示,斜面体如图所示,斜面体M M置于水平地置于水平地面上,它的两个斜面光滑,与水平面上,它的两个斜面光滑,与水平面的夹角分别为面的夹角分别为、,且,且,斜面体斜面体M M与地面间不光滑,与地面间不光滑,M M的顶端装有一定滑轮,一轻质细绳的顶端装有一定滑轮,一轻质细绳跨过定滑轮后连接跨过定滑轮后连接A A、B B两个小滑块,细绳分别与两边的斜面平两个小滑块,细绳分别与两边的斜面平行,不计绳与
17、滑轮间的摩擦,行,不计绳与滑轮间的摩擦,A A、B B恰好在同一高度处于静止状恰好在同一高度处于静止状态。剪断细绳后,态。剪断细绳后,A A、B B滑至斜面底端,滑至斜面底端,M M始终保持静止。则始终保持静止。则()A A滑块滑块A A的质量大于滑块的质量大于滑块B B的质量的质量B B两滑块到达斜面底端时的速度相同两滑块到达斜面底端时的速度相同C C两滑块到达斜面底端时,两滑块到达斜面底端时,A A滑块重力的瞬时功率较大滑块重力的瞬时功率较大D D在滑块在滑块A A、B B下滑的过程中,斜面体受到水平向左的摩擦力下滑的过程中,斜面体受到水平向左的摩擦力【解析解析】选选A A、D D。由于。
18、由于A A、B B恰好在同一高度处于静止状态恰好在同一高度处于静止状态,则则有有m mA Agsin=mgsin=mB Bgsin,gsin,由于由于,mmB B,A,A项正确项正确;两滑块到达两滑块到达斜面底端时速度大小相同斜面底端时速度大小相同,但方向不同但方向不同,B,B项错误项错误;此时此时,重力对重力对A A的瞬时功率为的瞬时功率为m mA Agsingsinv,v,与与B B的相同的相同,C,C项错误项错误;A;A、B B下滑过程下滑过程中的加速度大小分别为中的加速度大小分别为gsingsin、gsin,gsin,以水平向右为正以水平向右为正,假设假设M M所受的静摩擦力为所受的静
19、摩擦力为f,f,对整体运用牛顿第二定律对整体运用牛顿第二定律,有有f=mf=mB Bgsingsincos-mcos-mA Agsingsincos,cos,由此可知由此可知f0,fmgcos37mgsin37mgcos37,滑块将滑回水平面。,滑块将滑回水平面。设滑块由设滑块由B B点上滑的最大距离为点上滑的最大距离为L L,由动能定理得:由动能定理得:mgLcos37mgLcos37mgLsin37mgLsin37解得:解得:L L从最高点滑回水平面,设停止在与从最高点滑回水平面,设停止在与B B点相距点相距s s处,处,mgLsin37mgLsin37mgLcos37mgLcos37mg
20、smgs0 0解得:解得:答案:答案:(1)(2)1 m(1)(2)1 m1.(20131.(2013启东模拟启东模拟)如图所示,电梯与水平地面成如图所示,电梯与水平地面成角,一人角,一人站在电梯上,电梯从静止开始匀加速上升,到达一定速度后再站在电梯上,电梯从静止开始匀加速上升,到达一定速度后再匀速上升。若以匀速上升。若以F FN N表示水平梯板对人的支持力,表示水平梯板对人的支持力,G G为人受到的重为人受到的重力,力,F F为电梯对人的静摩擦力,则下列结论中正确的是为电梯对人的静摩擦力,则下列结论中正确的是()()A.A.加速过程中加速过程中F0,FF0,F、F FN N、G G都做功都做
21、功B.B.加速过程中加速过程中F0,FF0,FN N不做功不做功C.C.加速过程中加速过程中F=0,FF=0,FN N、G G都做功都做功D.D.匀速过程中匀速过程中F=0,FF=0,FN N、G G都不做功都不做功【解析解析】选选A A。加速过程中。加速过程中,水平方向的加速度由静摩擦力水平方向的加速度由静摩擦力F F提提供供,所以所以F0,FF0,F、F FN N做正功做正功,G,G做负功做负功,选项选项A A正确正确,B,B、C C错误错误;匀速匀速过程中过程中,水平方向不受静摩擦力作用水平方向不受静摩擦力作用,F=0,F,F=0,FN N做正功做正功,G,G做负功做负功,选选项项D D
22、错误。错误。2.(20132.(2013常州二模常州二模)如图所示如图所示,质量为质量为m m的物体放在光滑的水平的物体放在光滑的水平面上面上,两次用力拉物体两次用力拉物体,都是从静止开始都是从静止开始,以相同的加速度移动以相同的加速度移动同样的距离同样的距离,第一次拉力第一次拉力F F1 1的方向水平的方向水平,第二次拉力第二次拉力F F2 2的方向与的方向与水平方向成水平方向成角斜向上。在此过程中角斜向上。在此过程中,两力的平均功率分别为两力的平均功率分别为P P1 1和和P P2 2,则则()A.PA.P1 1PPP2 2 D.D.无法判断无法判断【解析解析】选选B B。两次拉力作用下,
23、物体都从静止开始,以相同。两次拉力作用下,物体都从静止开始,以相同的加速度移动同样的距离,则物体两次运动时间相同,获得的的加速度移动同样的距离,则物体两次运动时间相同,获得的速度相同,即动能的增加量相同,也就是说两次拉力做功相同,速度相同,即动能的增加量相同,也就是说两次拉力做功相同,做功的时间相同,平均功率相同,故做功的时间相同,平均功率相同,故B B项正确。项正确。3.(20133.(2013常州模拟常州模拟)如图所示,将一只苹果斜向上抛出,苹果如图所示,将一只苹果斜向上抛出,苹果在空中依次飞过三个完全相同的窗户在空中依次飞过三个完全相同的窗户1 1、2 2、3 3。图中曲线为苹。图中曲线
24、为苹果在空中运动的轨迹。若不计空气阻力的影响,以下说法正确果在空中运动的轨迹。若不计空气阻力的影响,以下说法正确的是的是()()A A苹果通过第苹果通过第1 1个窗户所用的时间最长个窗户所用的时间最长B B苹果通过第苹果通过第3 3个窗户的平均速度最大个窗户的平均速度最大C C苹果通过第苹果通过第3 3个窗户重力的平均功率最小个窗户重力的平均功率最小D D苹果通过第苹果通过第1 1个窗户重力做的功最大个窗户重力做的功最大【解析解析】选选C C。苹果斜向上抛出,苹果在竖直方向做匀减速直。苹果斜向上抛出,苹果在竖直方向做匀减速直线运动,所以苹果通过第线运动,所以苹果通过第1 1个窗户所用的时间最短
25、,通过第个窗户所用的时间最短,通过第3 3个个窗户所用的时间最长,通过第窗户所用的时间最长,通过第3 3个窗户的平均速度最小,由个窗户的平均速度最小,由P=mgvP=mgv可知,通过第可知,通过第3 3个窗户重力的平均功率最小,选项个窗户重力的平均功率最小,选项A A、B B错错误,误,C C正确;由于三个窗户完全相同,苹果通过正确;由于三个窗户完全相同,苹果通过3 3个窗户重力做个窗户重力做的功相等,选项的功相等,选项D D错误。错误。4.(20134.(2013西安一模西安一模)一匹马拉着质量为一匹马拉着质量为60 kg60 kg的雪橇,从静止的雪橇,从静止开始用开始用80 s80 s的时
26、间沿平直冰面跑完的时间沿平直冰面跑完1 000 m1 000 m。设在运动过程中。设在运动过程中雪橇受到的阻力保持不变,已知雪橇在开始运动的雪橇受到的阻力保持不变,已知雪橇在开始运动的8 s8 s时间内时间内做匀加速直线运动,从第做匀加速直线运动,从第8 s8 s末开始,马拉雪橇做功的功率保末开始,马拉雪橇做功的功率保持不变,使雪橇继续做直线运动,最后一段时间雪橇做的是匀持不变,使雪橇继续做直线运动,最后一段时间雪橇做的是匀速直线运动,速度大小为速直线运动,速度大小为15 m/s15 m/s;开始运动的;开始运动的8 s8 s内马拉雪橇内马拉雪橇的平均功率是的平均功率是8 s8 s后功率的一半
27、。求整个运动过程中马拉雪橇后功率的一半。求整个运动过程中马拉雪橇做功的平均功率和雪橇在运动过程中所受阻力的大小。做功的平均功率和雪橇在运动过程中所受阻力的大小。【解析解析】设设8 s8 s后马拉雪橇的功率为后马拉雪橇的功率为P P,则匀速运动时,则匀速运动时P=FP=Fv=fv=fv v即运动过程中雪橇受到的阻力大小即运动过程中雪橇受到的阻力大小 对于整个过程运用动能定理得:对于整个过程运用动能定理得:代入数据,解代入数据,解得:得:P=723 W f=48.2 NP=723 W f=48.2 N再由动能定理可得再由动能定理可得解得:解得:答案:答案:687 W 48.2 N687 W 48.
28、2 N三三 动能定理的综合应用动能定理的综合应用【案例剖析案例剖析】(20(20分分)(2013)(2013杭州一模杭州一模)频闪照相是研究物理频闪照相是研究物理过程的重要手段,如图所示是某同学研究一质量为过程的重要手段,如图所示是某同学研究一质量为m=0.5 kg m=0.5 kg 的小滑块的小滑块从光滑水平面滑上粗糙斜面并向上滑动时的频闪照从光滑水平面滑上粗糙斜面并向上滑动时的频闪照片。已知斜面足够长,倾角为片。已知斜面足够长,倾角为=37=37,闪光频率为闪光频率为10 Hz10 Hz。经测量换算获得实景数据:经测量换算获得实景数据:s s1 1=s=s2 2=40 cm=40 cm,s
29、 s3 3=35 cm=35 cm,s s4 4=25 cm=25 cm,s s5 5=15 cm=15 cm。取。取g=10 m/sg=10 m/s2 2,sin37=0.6sin37=0.6,cos37=0.8cos37=0.8,设滑,设滑块通过平面与斜面连接处时没有能量损失。求:块通过平面与斜面连接处时没有能量损失。求:(1)(1)滑块与斜面间的动摩擦因数滑块与斜面间的动摩擦因数,并说明滑块在斜面上运动,并说明滑块在斜面上运动到最高点后到最高点后能否自行沿斜面下滑;能否自行沿斜面下滑;(2)(2)滑块在斜面上运动过程中滑块在斜面上运动过程中摩擦力做功的平均功率。摩擦力做功的平均功率。关键
30、信息关键信息信息挖掘信息挖掘题题干干频闪照相频闪照相分析相同时间内滑块的位移情况分析相同时间内滑块的位移情况从光滑水平面滑上从光滑水平面滑上粗糙斜面粗糙斜面水平面上不受摩擦力水平面上不受摩擦力,斜面上受斜面上受摩擦力摩擦力闪光频率为闪光频率为10Hz10Hz闪光周期为闪光周期为0.1s0.1s问问题题能否自行沿斜面下能否自行沿斜面下滑滑分析重力沿斜面的分力是否大于分析重力沿斜面的分力是否大于滑动摩擦力滑动摩擦力摩擦力做功的平均摩擦力做功的平均功率功率选公式选公式 求解求解【审题审题】抓住信息,准确推断抓住信息,准确推断【破题破题】精准分析精准分析,无破不立无破不立(1)(1)请结合题意分析请结
31、合题意分析:在水平面上滑块做在水平面上滑块做_运动运动,速度速度v v0 0用公式用公式v v0 0=_=_求出。求出。冲上斜面冲上斜面,滑块做滑块做_运动运动,加速度用公式加速度用公式s=_s=_求求出。出。当当mgsin37_mgsin37_时时,滑块能自行下滑。滑块能自行下滑。匀速直线匀速直线s s1 1f f匀减速直线匀减速直线aTaT2 2mgcos37mgcos37(2)(2)如何求滑块在斜面上上滑和下滑全过程中摩擦力做的功?如何求滑块在斜面上上滑和下滑全过程中摩擦力做的功?提示:提示:先用动能定理求出上冲的最大距离,再根据功的定义求先用动能定理求出上冲的最大距离,再根据功的定义求
32、功,注意均为负功。功,注意均为负功。(3)(3)如何求滑块在斜面上的总时间?如何求滑块在斜面上的总时间?提示:提示:分上滑和下滑两阶段,用运动学公式求出。分上滑和下滑两阶段,用运动学公式求出。【解题解题】规范步骤,水到渠成规范步骤,水到渠成(1)(1)由题意可知,滑块在水平面上做匀速直线运动,且设速度由题意可知,滑块在水平面上做匀速直线运动,且设速度为为v v0 0,则,则 (2(2分分)在斜面上滑块做匀减速直线运动,设加速度大小为在斜面上滑块做匀减速直线运动,设加速度大小为a a,则,则由公式有由公式有s s3 3-s-s4 4=aT=aT2 2,解得,解得a=10 m/sa=10 m/s2
33、 2 (2 (2分分)由牛顿第二定律有由牛顿第二定律有mgsin+mgcos=ma mgsin+mgcos=ma (2(2分分)联立以上方程解得联立以上方程解得=0.5 =0.5 (1(1分分)因因tan37,tan37,所以滑块在斜面上运动到最高点后能自行沿斜所以滑块在斜面上运动到最高点后能自行沿斜面下滑面下滑 (1(1分分)(2)(2)设滑块在斜面上能上滑的最大距离为设滑块在斜面上能上滑的最大距离为s sm m,则对滑块在斜面,则对滑块在斜面上上滑过程应用动能定理有上上滑过程应用动能定理有 (2(2分分)解得解得s sm m=0.8 m (1=0.8 m (1分分)故滑块在斜面上上滑和下滑
34、运动的全过程摩擦力所做的功为故滑块在斜面上上滑和下滑运动的全过程摩擦力所做的功为W Wf f=-2(mgcos)s=-2(mgcos)sm m=-3.2 J (2=-3.2 J (2分分)下滑加速度为下滑加速度为a a2 2=gsin-gcos=2 m/s=gsin-gcos=2 m/s2 2 (2 (2分分)上滑时间为上滑时间为 (1(1分分)下滑时间为下滑时间为 (1(1分分)平均功率为平均功率为 (3(3分分)答案:答案:(1)0.5 (1)0.5 能自行下滑能自行下滑 (2)(2)【点题点题】突破瓶颈,稳拿满分突破瓶颈,稳拿满分(1)(1)常见的思维障碍:常见的思维障碍:没有发现没有发
35、现“频闪照相频闪照相”的特点,即没有想到用公式的特点,即没有想到用公式s=aTs=aT2 2求求物体上冲时的加速度。物体上冲时的加速度。在求滑块运动的总时间时,误认为上冲的时间和下滑的时间在求滑块运动的总时间时,误认为上冲的时间和下滑的时间相等,从而求错平均功率。相等,从而求错平均功率。(2)(2)因解答不规范导致的失分:因解答不规范导致的失分:滑块上冲时,利用运动学求出的加速度为负值,而利用牛顿滑块上冲时,利用运动学求出的加速度为负值,而利用牛顿第二定律列式时,又常以合力的方向为正,所以因加速度的正、第二定律列式时,又常以合力的方向为正,所以因加速度的正、负出错导致计算失误而失分。负出错导致计算失误而失分。误将滑块上冲斜面时的动能定理写为误将滑块上冲斜面时的动能定理写为(mgsin+mgcos)s(mgsin+mgcos)sm m 而导致不必要的失分,上式不应称为动能定理,可理而导致不必要的失分,上式不应称为动能定理,可理解为功能关系,虽然计算结果正确,但理解产生了偏差。解为功能关系,虽然计算结果正确,但理解产生了偏差。