章末小结与质量评价8

一、知识体系建构——理清物理观念二、综合考法融会——强化科学思维[典例1]

(2023·辽宁高考)如图(a)，从高处M点到地面N点有Ⅰ、Ⅱ两条光滑轨道。两相同小物块甲、乙同时从M点由静止释放，沿不同轨道滑到N点，其速率v与时间t的关系如图(b)所示。由图可知，两物块在离开M点后、到达N点前的下滑过程中

(

)功与功率的计算A．甲沿Ⅰ下滑且同一时刻甲的动能比乙的大B．甲沿Ⅱ下滑且同一时刻甲的动能比乙的小C．乙沿Ⅰ下滑且乙的重力功率一直不变D．乙沿Ⅱ下滑且乙的重力功率一直增大[解析]

由题图(b)可知，在下滑过程中，甲做匀加速直线运动，则甲沿Ⅱ下滑，乙做加速度逐渐减小的加速运动，乙沿Ⅰ下滑，任意时刻甲的速度都小于乙的速度，可知同一时刻甲的动能比乙的小，A错误，B正确；乙沿Ⅰ下滑，开始时乙的速度为0，到N点时乙的竖直方向速度为零，根据瞬时功率公式P＝mgvy可知，乙的重力功率先增大后减小，C、D错误。[答案]

B[融会贯通]1．常见力做功的特点做功的力做功特点重力做功大小与路径无关，与物体的重力和初、末位置的高度差有关，WG＝mgΔh静摩擦力做功大小可以做正功、做负功、不做功滑动摩擦力可以做正功、做负功、不做功一对静摩擦力总功为零一对滑动摩擦力总功为负功，W总＝－Ffx相对机车牵引力P不变时，W＝Pt；F不变时，W＝Fl答案：C

[典例2]如图所示，水平轻质弹簧一端固定在墙壁上的O点，另一端自由伸长到A点，OA

之间的水平面光滑。固定曲面在B处与水平面平滑连接。AB之间的距离s＝1m。质量m＝0.2kg的物块开始时静置于水平面上的B点，物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.4。现给物块一个水平向左的初速度v0＝5m/s，g取10m/s2。(1)求弹簧被压缩到最短时所具有的弹性势能Ep；(2)求物块返回B点时的速度大小；(3)若物块能冲上曲面的最大高度h＝0.2m，求物块沿曲面上滑过程所产生的热量。功能关系的应用[答案]

(1)1.7J

(2)3m/s

(3)0.5J[融会贯通]几种常见的功能关系理解功能关系表达式物理意义正功、负功含义重力做功与重力势能WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp重力做功是重力势能变化的原因WG＞0重力势能减少WG＜0重力势能增加WG＝0重力势能不变弹簧弹力做功与弹性势能W弹＝Ep1－Ep2＝－ΔEp弹力做功是弹性势能变化的原因W弹＞0弹性势能减少W弹＜0弹性势能增加W弹＝0弹性势能不变合力做功与动能W合＝Ek2－Ek1＝ΔEk合外力做功是物体动能变化的原因W合＞0动能增加W合＜0动能减少W合＝0动能不变除重力或系统内弹力外其他力做功与机械能W非G＝ΔE机除重力或系统内弹力外其他力做功是机械能变化的原因W非G＞0机械能增加W非G＜0机械能减少W非G＝0机械能守恒续表答案：CD

[典例3]如图所示，在光滑的水平面上，有一质量为M的长木块以一定的初速度向右匀速运动，将质量为m的小铁块无初速度地轻放到木块右端，小铁块与木块间的动摩擦因数为μ，当小铁块在木块上相对木块滑动L时与木块保持相对静止，该过程中长木块对地的位移为l，求这个过程中：(1)系统产生的热量；(2)小铁块增加的动能；(3)木块减少的动能；(4)系统机械能的减少量。摩擦力做功的特点及计算[答案]

(1)μmgL

(2)μmg(l－L)

(3)μmgl

(4)μmgL[融会贯通]1．两种摩擦力做功的比较

静摩擦力滑动摩擦力做功特点(1)静摩擦力对物体可以做正功、负功，还可以不做功(2)静摩擦力做正功时，它的反作用力一定做负功(1)滑动摩擦力对物体可以做正功、负功，还可以不做功(2)滑动摩擦力做负功时，它的反作用力可能做正功，可能做负功，还可能不做功能量的转化静摩擦力做功的过程中只发生能量的转移，不发生能量形式的转化滑动摩擦力做功的过程中既发生能量的转移，又发生能量形式的转化一对摩擦力的总功一对静摩擦力做功的代数和一定等于零一对滑动摩擦力做功的代数和一定为负值，总功W＝－Ff·s相对，其绝对值等于因摩擦而产生的热量Q续表2．求解摩擦生热问题的思路(1)正确分析物体的运动过程，做好受力分析。(2)利用运动学公式，结合牛顿第二定律分析物体的速度关系及位移关系。(3)摩擦生热ΔQ＝Ffs相对，其中s相对为两物体间相对滑行的路程，而不是相对位移。答案：ABD

三、价值好题精练——培树科学态度和责任1．据报道：我国一家厂商制作了一种特殊的手机，在电池电能耗尽时，

摇晃手机如图所示，即可产生电能维持通话，摇晃手机的过程是将

机械能转化为电能，如果将该手机摇晃一次，相当于将100g的重物

举高20cm，若每秒摇两次，则摇晃手机的平均功率为(g取10m/s2)(

)A．0.04W

B．0.4WC．4W D．40W答案：B2．如图所示是具有登高平台的消防车，具有一定质量的伸缩臂能够在

5min内使承载4人的登高平台(人连同平台的总质量为400kg)上升

60m到达灭火位置，此后，在登高平台上的消防员用水炮灭火，

已

知水炮的出水量为3m3/min，水离开炮口时的速率为20m/s，则用于

(

)A．水炮工作的发动机输出功率为1×104WB．水炮工作的发动机输出功率为4×104WC．水炮工作的发动机输出功率为2.4×106WD．伸缩臂抬升登高平台的发动机输出功率约为800W答案：B3．(多选)如图所示，跳水运动员最后踏板的过程可以简化为下述模型：

运动员从高处落到处于自然状态的跳板(A位置)上，随跳板一同向下

做变速运动到达最低点(B位置)。对于运动员从开始与跳板接触到运

动至最低点的过程，下列说法中正确的是

(

)A．运动员到达最低点时，其所受外力的合力为零B．在这个过程中，运动员的动能一直在减小C．在这个过程中，跳板的弹性势能一直在增加D．在这个过程中，运动员所受重力对他做的功小于跳板的作用力对他做的功答案：CD

4．(2022·广东高考)(多选)如图所示，载有防疫物资的无人驾驶小车，在水平MN段以恒定功率200W、速度5m/s匀速行驶，在斜坡PQ段以恒定功率570W、速度2m/s匀速行驶。已知小车总质量为50kg，MN＝PQ＝20m，PQ段的倾角为30°，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。下列说法正确的有(

)A．从M到N，小车牵引力大小为40NB．从M到N