从P点进入轨道．质点滑到轨道最低点N时，对轨道的压力为4mg，g为重力加速度的大小．用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功．则( )
图5-1
1
A．W＝mgR，质点恰好可以到达Q点
21
B．W>mgR，质点不能到达Q点
2
1
C．W＝mgR，质点到达Q点后，继续上升一段距离
21
D．W 2 【考题定位】 难度等级：简单 出题角度：本题考查了动能定理和牛顿第二定律的综合运用，知道最低点由重力和支持力的合力提供向心力，通过牛顿第二定律求出N点的速度是关键，注意在NQ段和PN段克服摩擦力做功不同． 2．(多选)[2015·四川卷] 如图5-2所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，直径MN水平．a、b是两个完全相同的带正电小球(视为点电荷)，b固定在M点，a从N点由静止释放，沿半圆槽运动经过P点到达某点Q(图中未画出)时速度为零．则小球a( ) 图5-2 A．从N到Q的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小 B．从N到P的过程中，速率先增大后减小 C．从N到Q的过程中，电势能一直增加 D．从P到Q的过程中，动能减少量小于电势能增加量 【考题定位】 难度等级：中等 出题角度：本题考查功能关系，要注意明确库仑力和重力具有相同的性质，即重力做功是重力势能变化的量度，而库仑力做功是电势能变化的量度. ? 高频考点探究 ? 考点一 机械能守恒定律的应用 1 高斯枪是一种利用电磁驱动将子弹发射出去的装置，其原理简图如图5-3甲所示．当 扣动扳机，线圈里面流过如图乙所示的脉冲电流时，产生的磁力就会将金属子弹弹射出去．某同学也制作了一把玩具高斯枪，为了测试此枪射出的子弹速度，还设计了如图丙所示特殊轨 1 道装置．BC为半径为R的圆弧轨道，竖直轨道与圆弧轨道相切于B点．AB长为h，h可 4调．子弹从水平地面上A点竖直向上射出并能沿轨道运动．调节h高度，发现当h＝2R时子弹恰能从C点水平飞出．忽略一切摩擦，重力加速度为g. (1)请求出子弹从枪口射出时的速度． (2)调节h，可以改变子弹落点．试求子弹始终不脱离轨道时子弹落点离A的最远距离． 甲 乙 丙 图5-3 导思 ①子弹从A经B到C运动经历几个阶段？有哪些力做了功？②子弹恰好从C飞出，速度为多少？③子弹从C飞出，做什么运动？水平位移与哪些物理量有关？ 归纳 应用机械能守恒定律处理实际问题时，必须要判断是否满足机械能守恒的条件．通常有两种方法： 1．用做功来判断，看重力(或弹簧弹力)以外的其他力做功代数和是否为零； 2．用能量转化来判断，看是否有机械能转化为其他形式的能． 式 [2015·天津卷] 如图5-4所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆 环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，且处于原长状态．现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度)，则在圆环下滑到最大距离的过程中( ) 图5-4 A．圆环的机械能守恒 B．弹簧弹性势能变化了3mgL C．圆环下滑到最大距离时，所受合力为零 D．圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变 ? 考点二 能量守恒定律的应用 2 风力发电机是将风能(气流的动能)转化为电能的装置，在能源危机日趋严重的今天 日渐被更多的国家重视和开发．世界上最大海上风电场——伦敦阵列于2013年7月正式投入运营．此风电场位于伦敦泰晤士河口外，长达20公里，面积约100平方公里，安装有175台着床式风车．风力发电机主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等．如图5-5所示，风车 风轮机叶片长度r＝60 m，风轮机叶片旋转所扫过的面积为发电机可接受风能的面积．已知风能的利用率为K＝25%，空气密度ρ＝1.3 kg/m3. (1)依据现有技术，风速约为v＝3 m/s(微风的程度)便可以开始发电，此时风电场一台风车的发电功率为多少？ 2 (2)若考虑轮休和检修，发电时风电场有的风车处于关闭状态．又因发电机自身的损耗， 5发电机输出效率为η，请写出当风速为v时，此风电场的总输出功率的表达式．(用题中所给的符号) 图5-5 导思 ①风力发电是什么形式的能转化为电能？②打到扇叶的风，如何表示质量？ 归纳 应用能量守恒定律解题的基本思路：明确物理过程中各种形式的能量——动能、重力势能、弹性势能、电势能、内能等能量的变化情况，分别列出减少的能量和增加的能量的表达式，根据能量守恒定律解题． 式 如图5-6甲所示，倾角为θ的固定的光滑绝缘斜面底端固定一带电荷量为Q的正 点电荷．将一带正电小物块(可视为质点)从斜面上A点由静止释放，小物块沿斜面向上滑动至最高点B处，此过程中小物块的动能和重力势能随位移的变化图像如图乙(E1和x1均为已知量)．已知重力加速度为g，静电力常量为k，由图像可求出( ) 图5-6 A．小物块的带电荷量 B．A、B间的电势差 C．小物块的质量 D．小物块速度最大时到斜面底端的距离 ? 考点三 功能关系的应用 3 [2015·福建卷] 如图5-7所示，质量为M的小车静止在光滑水平面上，小车AB段 是半径为R的四分之一圆弧光滑轨道，BC段是长为L的水平粗糙轨道，两段轨道相切于B 点．一质量为m的滑块在小车上从A点由静止开始沿轨道滑下，重力加速度为g. 图5-7 (1)若固定小车，求滑块运动过程中对小车的最大压力； (2)若不固定小车，滑块仍从A点由静止下滑，然后滑入BC轨道，最后从C点滑出小车．已M 知滑块质量m＝，在任一时刻滑块相对地面速度的水平分量是小车速度大小的2倍，滑块 2与轨道BC间的动摩擦因数为μ，求： ①滑块运动过程中，小车的最大速度大小vm； ②滑块从B到C运动过程中，小车的位移大小s. 【规范步骤】 [解析] (1)滑块滑到B点时对小车压力最大，从A到B机械能守恒，有 ________________________________ 滑块在B点处，由牛顿第二定律，有 ________________________________ 解得N＝3mg 由牛顿第三定律，有 N′＝3mg. (2)①滑块下滑到达B点时，小车速度最大．由机械能守恒定律，有 ________________________________ 解得vm＝ gR. 3 ②设滑块运动到C点时，小车速度大小为vC，由功能关系，有 ________________________________ 设滑块从B到C过程中，小车运动加速度大小为a，由牛顿第二定律，有 ________________________________ 由运动学规律，有 ________________________________ 1 解得s＝L. 3 归纳 功是能量转化的量度，做功的过程就是能量转化的过程，常见功能关系的对比列表如下： 功 合力做功 重力做功 弹力(弹簧类)做功 电场力做功 克服安培力做功 重力和弹力之外 的其他力做功 能量变化 等于动能的增加 等于重力势能的减少 等于弹性势能的减少 等于电势能的减少 等于产生的电能 等于机械能的增加 表达式 W合＝Ek2－Ek1 WG＝Ep1－Ep2 W弹＝Ep1－Ep2 W电＝Ep1－Ep2 W克安＝ΔE电 W其他＝E2－E1 百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库听课手册（物理二轮复习）(7)在线全文阅读。
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