物理(教科版必修2)第四章 第2节功率
教科版物理选择性必修第二册精品课件 第4章 电磁振荡与电磁波 1.电磁振荡 2.电磁波
可分割的统一体,称为电磁场。
四、电磁波
1.电磁波的产生:由变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及
远传播的,这种变化的电磁场在空间中的传播形成了电磁波。
2.麦克斯韦在1865年从理论上预见了电磁波的存在。1888年,物理学家赫
A.均匀变化的磁场能够在空间产生电场
B.电磁波在真空和介质中传播速度相同
C.只要有电场和磁场,就能产生电磁波
D.电磁波在同种介质中只能沿直线传播
解析:变化的磁场就能产生电场,A正确。若只有电场和磁场而电场和磁场
都稳定或电场、磁场仅均匀变化都不能产生电磁波,C错误。光也是电磁
0→im
0→Bm
E电→E磁
0→Em
im→0
Bm→0
E磁→E电
Em→0
0→im
0→Bm
E电→E磁
0→Em
im→0
Bm→0
E磁→E电
2.振荡电流、极板上带的电荷量随时间的变化图像
(a)
(b)
(f)以逆时针方向电流为正
(c)
(d)
(e)
(g)图中q为上面极板的电荷量
【典型例题】
【例题1】 (多选)在LC回路中,电容器两端的电压u随时间t变化的关系如
围空间产生恒定的电场。
3.振荡变化的磁场在周围空间产生同频率振荡变化的电场;同样,振荡变化
的电场在周围空间产生同频率振荡变化的磁场。
【典型例题】
【例题3】 (多选)应用麦克斯韦的电磁理论判断下列表示电场产生磁场
(或磁场产生电场)的关系图像中(每个选项中的上图是表示变化的场,下图
是表示变化的场产生的另外的场),正确的是( BC )
高中物理教科版必修2课件：第四章 第6节 能源的开发与利用
(2)能量在转化与转移过程中，能量的总量保持不变。利用能 量守恒定律解题的关键是正确分析有多少种能量变化，分析时避 免出现遗漏。
1．(多选)下列关于能量守恒定律的认识正确的是
()
1 C.4mgh
1 D.2mgh
[思路点拨] 通过题图可知，拿去盖板后，最后两端液面相平。U
形管中的右侧 h 高度的液体重心降低。
[解析] 去掉右侧盖板之后，液体向左侧流动，最终两侧液面相 平，液体的重力势能减少，减少的重力势能转化为内 能。如图所示，最终状态可等效为右侧12h 的液柱移到 左侧管中，即增加的内能等于该液柱减少的重力势能，则 Q＝18mg·12h ＝116mgh，故 A 正确。
图466 解析：木块与皮带间的摩擦力 f＝μN＝μmg＝0.2×1×10 N＝2 N。 由牛顿第二定律得木块加速度 a＝mf ＝21 m/s2＝2 m/s2。
木块速度达到 4 m/s 时需发生位移 x＝2va2＝2×422 m＝4 m<6 m， 即木块在到达 B 端之前就已达到最大速度 4 m/s，后与传送 带一起匀速运动，不再发生滑动。 皮带摩擦力对物块所做的功等于物块动能的增加量，即
第6节
能源的开发与利用
1．功是能量转化的量度，不同形式的能 量之间的转化是通过做功来实现的。
2．自然界中的能量在转移和转化过程中 总量是不变的。
3．能源是指能够提供某种形式能量的物 质资源。能源与人类生活密切相关，节 约能源，恰当地利用能源，以及开发新 能源是人类解决能源问题的基本途径。
一、能量守恒定律 1．内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一
A．某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加
高中物理 第四章 机械能和能源 第6节 能源的开发与利用课件 教科版必修2
议一议 既然能量是守恒的,为什么还有能源危机? 答案:在能源的利用过程中,即在能量的转化过程中,能量在数量上并未减 少,但在可利用的品质上降低了,从便于利用的能源变成不便于利用的了,
所以存在能源危机.
思考判断
1.当一个物体的能量减少时,一定有其他物体的能量增多.(
2.做功越多,能量的转化也越多.( 4.煤、石油、天然气属于常规能源.( 5.电能、焦炭、氢能属于一次能源.( ) ) ) ) ) 3.物体做了多少功,就有多少能量消失.(
空气的密度为ρ ,风轮机叶片的长度为r,若风速为v0,每台风力发电机输 出电功率为P,求此过程中:
(1)单位时间内每台风力发电机获得的风能表达式;
(2)风力发电机利用风能的效率表达式. 〚思路点拨〛 (1)风能就是空气定向流动的动能.
(2)发电效率等于电功率与总功率的比值.
1 2 解析:(1)由能量守恒定律可知 m v0 =P 总 t 2 1 而 m=πr2v0tρ,解得 P 总= πr2ρ v03 . 2
(教师备用) 例2-1:如图所示,质量为m的小铁块A(A的长度可忽略)以水平速度v0从左侧 冲上质量为M、长为l置于光滑水平面C上的木板B,刚好不从木板上掉下, 已知A,B间的动摩擦因数为μ ,此时木板对地位移为s,求这一过程中:
(1)木板增加的动能;
解析:如图所示,设小铁块的位移为 x,两者共同的速度为 v.
即小铁块动能减少,减少了μmg(s+l). 1 2 1 v (3)系统机械能的减少量为ΔE 减= m 0 - (M+m)v2=μmgl. 2 2
(4)根据能量守恒定律,系统减少的机械能全部转化为内能 Q=ΔE减=μmgl. 答案:(2)μ mg(s+l) (3)μ mgl (4)μ mgl
【创新设计】2021-2022学年高一物理教科版必修2学案：第四章 1 功
学案1功[学习目标定位] 1.理解功的概念，会用功的公式W＝Fx cos α进行计算.2.理解正功和负功的概念，知道在什么状况下力做正功或负功.3.会求几个力对物体做的总功．一、功的概念1．定义：假如物体受到力的作用，并在力的方向上发生了位移，我们就说力对物体做了功．2．做功总是与能量的变化亲密相关，做功的过程就是能量变化的过程．二、功的计算1．力对物体做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余弦这三者的乘积．即W ＝Fx cos_α.2．在国际单位制中，功的单位是焦耳．三、功的正负功是标量，但有正负．功的正负表示所作用的力是动力还是阻力，动力所做的功为正，阻力所做的功为负.一、做功与能量的变化[问题设计]举重运动员举起杠铃的过程中，什么力对杠铃做功？能量怎样变化？答案运动员的推力对杠铃做功，在运动员做功的过程中，要消耗体内的能量．[要点提炼]1．功的两个要素：力和沿力的方向发生的位移．2．功是一个过程量．3．做功的过程就是能量变化的过程．二、功的计算公式[问题设计]图1一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，这个力就对物体做了功．如图1所示，当恒力F的方向与物体位移x的方向成某一夹角α时，如何计算力F 对物体做的功？答案如图，把F沿x方向和垂直于x方向进行正交分解．其中垂直x方向的分力F sin α没有对物体做功，沿着x方向的分力F cos α所做的功为Fx cos α，所以力对物体所做的功为Fx cos α.[要点提炼]力对物体所做的功：W＝Fx cos α.(1)功是标量，F、x是矢量，但在此总取正值．(2)力F是恒力，此式只适用于恒力做功的计算．三、功的正负、合力的功[问题设计]1．某物体在水平面上向右运动了x，当物体受到与水平方向夹角为30°的恒力F作用时，如图2甲所示，力对物体做的功为多少？当物体受到与水平面夹角为150°的恒力F作用时(如图乙所示)，力对物体做的功为多少？图2答案当α＝30° 时，W＝Fx cos 30°＝32Fx；当α＝150°时，W＝Fx cos 150°＝－32Fx2．功的正、负的含义是什么？答案正功表示动力对物体做功；负功表示阻力对物体做功．[要点提炼]1．由W＝Fx cos α可知：(1)当0≤α<π2时，W >0，力对物体做正功；(2)当π2<α≤π时，W <0，力对物体做负功，或称物体克服这个力做功；(3)当α＝π2时，W ＝0，力对物体不做功．2．功的正、负并不表示方向，也不表示功的大小，只表示是动力做功还是阻力做功． [延长思考]若物体受到多个力的作用，如何计算外力对物体做的总功？ 答案 求外力对物体做的总功，有两种方法：(1)先求物体所受的合外力，再依据公式W 合＝F 合x cos α求合外力的功．(2)先依据W ＝Fx cos α求每个分力做的功W 1、W 2、……W n ，再依据W 合＝W 1＋W 2＋……＋W n 求合力的功．一、正、负功的推断例1 如图表示物体在力F 的作用下在水平面上发生了一段位移x ，这四种情形下力F 和位移x 的大小都是一样的，则力对物体做正功的是( )解析 A 、C 中力与位移(速度)方向的夹角为锐角，故力对物体做正功，B 、D 中力与位移(速度)方向的夹角为钝角，故力对物体做负功． 答案 AC图3例2 质量为m 的小物块在倾角为α的斜面上处于静止状态，如图3所示．若斜面体和小物块一起以速度v 沿水平方向向右做匀速直线运动，通过一段位移x .斜面体对物块的摩擦力和支持力的做功状况是( )A ．摩擦力做正功，支持力做正功B ．摩擦力做正功，支持力做负功C ．摩擦力做负功，支持力做正功D ．摩擦力做负功，支持力做负功解析 物块的受力及位移如图所示，摩擦力f 与位移x 的夹角α＜90°，故摩擦力做正功，支持力N 与x 夹角β＝90°＋α＞90°，故支持力做负功，B 正确． 答案 B 二、功的计算图4例3 如图4所示，一个人用与水平方向成60°角的力F ＝40 N 拉一个木箱，在水平地面上沿直线匀速前进了8 m ，求：(1)拉力F 对木箱所做的功； (2)摩擦力对木箱所做的功； (3)外力对木箱所做的总功．解析 如图所示，木箱受到重力、支持力、拉力和摩擦力的作用．其中重力和支持力的方向与位移的方向垂直，所以只有拉力和摩擦力对木箱做功．由于木箱做匀速直线运动，所以摩擦力跟拉力在水平方向上的分力大小相等、方向相反，拉力做正功，摩擦力做负功．依据W ＝Fx cos α可得 (1)拉力对木箱所做的功为W 1＝Fx cos 60°＝40×8×0.5 J ＝160 J (2)摩擦力f 对木箱所做的功为W 2＝fx cos 180°＝(F cos 60°)x cos 180°＝40×0.5×8×(－1) J ＝－160 J (3)外力对木箱所做的总功为 W ＝W 1＋W 2＝0答案(1)160 J(2)－160 J(3)0图5针对训练如图5所示，两个相互垂直的力F1与F2作用在同一物体上，使物体通过一段位移的过程中，力F1对物体做功4 J，力F2对物体做功3 J，则力F1与F2的合力对物体做功为()A．7 J B．1 JC．5 J D．3.5 J答案A解析力F1与F2的合力做的功等于F1与F2做功的代数和，即W合＝W1＋W2＝(4＋3) J＝7 J.1．(对功的理解)关于功的概念，以下说法正确的是()A．力是矢量，位移是矢量，所以功也是矢量B．功有正、负之分，若某个力对物体做负功，表明这个力对该物体的运动起阻碍作用C．若某一个力对物体不做功，说明该物体肯定没有位移D．合力的功等于各分力做功的矢量和答案B解析功是标量，没有方向，A错误；某力做正功，表明这个力对物体的运动起动力作用，某力做负功，表明这个力对该物体的运动起阻碍作用，B正确；某个力对物体不做功，由W＝Fx cos α知，物体的位移可能为零或者可力量与位移的夹角为90°，故C错误；功是标量，所以合力的功等于各分力做功的代数和．图62．(对正、负功的推断)如图6所示，一端可绕O点自由转动的长木板上放一个物块，手持木板的另一端，使木板从水平位置沿顺时针方向缓慢旋转，则在物块相对于木板滑动前的过程中()A．重力做正功B．摩擦力做负功C．摩擦力不做功D．支持力不做功答案AC解析重力与速度方向成锐角，重力做正功；摩擦力与速度方向垂直，摩擦力不做功；支持力与速度方向成钝角，支持力做负功．综上所述，A、C项正确．图73．(功的计算)如图7所示，在光滑水平面上，物体受两个相互垂直的大小分别为F1＝3 N和F2＝4 N的恒力，其合力在水平方向上，从静止开头运动10 m，求：(1)F1和F2分别对物体做的功是多少？代数和为多大？(2)F1和F2合力为多大？合力做的功是多少？答案(1)18 J32 J50 J(2)5 N50 J解析(1)力F1做的功W1＝F1x cos θ1＝3×10×332＋42J＝18 J力F2做的功W2＝F2x cos θ2＝4×10×432＋42J＝32 JW1与W2的代数和W＝W1＋W2＝18 J＋32 J＝50 J.(2)F1与F2的合力F＝F21＋F22＝32＋42N＝5 N合力F做的功W′＝Fx＝5×10 J＝50 J.题组一对功的理解1．关于功的概念，下列说法中正确的是()A．位移大，力对物体做的功肯定多B．受力小，力对物体做的功肯定少C．物体静止，则力对物体肯定不做功D．力的大小和物体在力的方向上的位移大小打算功的多少答案CD解析依据功的定义式，功的大小与力、位移和力与位移之间的夹角三个因素有关，可以推断A、B错误，C、D正确．2．依据力对物体做功的条件，下列说法中正确的是()A．工人扛着行李在水平路面上匀速前进时，工人对行李做正功B．工人扛着行李从一楼走到三楼，工人对行李做正功C．作用力与反作用力做的功大小相等，并且其代数和为0D．在水平地面上拉着一物体运动一圈后又回到动身点，则由于物体位移为0，所以摩擦力不做功答案B解析选项A中，工人对行李的作用力竖直向上，与行李的运动方向始终垂直，故对行李不做功，选项A错误；选项B中，工人对行李的作用力与行李的运动方向的夹角为锐角，故对行李做正功，选项B正确；选项C中，依据牛顿第三定律，作用力与反作用力大小相等、方向相反，但二者是对不同的物体做功，两个受力物体的位移大小不肯定相等，所以选项C错误；选项D中，摩擦力是变力，且总与物体相对地面的运动方向相反，因此当物体回到动身点，虽然物体位移为0，但摩擦力仍对物体做了负功，故选项D错误．3．一个力对物体做了负功，则说明()A．这个力肯定阻碍物体的运动B．这个力不肯定阻碍物体的运动C．这个力与物体运动方向的夹角α>90°D．这个力与物体运动方向的夹角α<90°答案AC解析由功的表达式W＝Fx cos α知，只有当α>90°时，cos α <0，力对物体做负功，此力阻碍物体的运动，故A、C对．4．一物体在两个力F1、F2的共同作用下发生了一段位移，做功分别为W1＝6 J、W2＝－6 J，下列说法正确的是()A．这两个力肯定大小相等、方向相反B．F1是动力，F2是阻力C．这两个力做的总功为0D．F1比F2做的功多答案BC解析由力F1、F2做功的正负可以确定力F1、F2与位移的夹角分别为小于90°、大于90°，但这两个力不肯定大小相等、方向相反，A错；F1做正功肯定是动力，F2做负功肯定是阻力，但正、负不表示功的大小，B对，D错；两个力的总功等于这两个力所做功的代数和，C对．题组二对正、负功的判定图15．如图1，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法．假如受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100 m，那么下列说法正确的是()A．摩擦力对轮胎做了负功B．重力对轮胎做了正功C．拉力对轮胎不做功D．支持力对轮胎做了正功答案A解析摩擦力方向与轮胎位移方向相反，摩擦力做负功，A项正确；重力和支持力的方向与轮胎位移方向垂直，不做功，B、D项错误；拉力方向与轮胎位移方向成锐角，做正功，C项错误．6．一人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中经受了先加速，后匀速，再减速的运动过程，则电梯对人的支持力的做功状况是()A．加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功B．加速时做正功，匀速和减速时做负功C．加速和匀速时做正功，减速时做负功D．始终做正功答案D解析在加速、匀速、减速的过程中，支持力与人的位移方向始终相同，所以支持力始终对人做正功，故D正确．图27．物体在合外力作用下做直线运动的v－t图像如图2所示．下列表述正确的是()A．在0～1 s内，合外力做正功B．在0～2 s内，合外力总是做负功C．在1 s～2 s内，合外力不做功D．在0～3 s内，合外力总是做正功答案A解析依据物体的v－t图像可知，在0～1 s内，物体做匀加速运动，速度增加，合外力(加速度)方向与运动方向相同，合外力做正功，故选项A对，B错；在1 s～3 s内，速度减小，合外力(加速度)方向与运动方向相反，合外力做负功，故选项C、D错．8．关于两个物体间的一对作用力和反作用力的做功状况，下列说法正确的是()A．作用力做功，反作用力肯定做功B．作用力做正功，反作用力肯定做负功C．作用力和反作用力可能都做负功D．作用力和反作用力做的功肯定大小相等答案C解析作用力和反作用力大小肯定相等，但它们的做功状况却不肯定相同．由于作用力和反作用力是作用在不同的物体上，所产生的作用效果不肯定相同．作用力做正功，反作用力可能做负功；作用力不做功，反作用力可能做正功、负功或不做功．例如：①如图甲，B向左运动时，A对B的摩擦力做负功，而B对A的摩擦力不做功，所以A、B、D均错；②如图乙，分别用力F1和F2作用在A、B两物体上，结果A相对B发生滑动，此过程中，A、B间的一对滑动摩擦力均做负功，所以C对．题组三功的计算图39．如图3所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m，在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下，沿水平地面对右移动了一段距离x.已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ，雪橇受到的()A．支持力做功为mgx B．重力做功为mgxC．拉力做功为Fx cos θD．滑动摩擦力做功为－μmgx答案C10．如图所示，力F大小相等，物体沿水平面运动的位移x也相同，下列哪种状况F做功最少()答案D解析四种状况下，F、x都相同，由公式W＝Fx cos α可知，cos α越小，力F做的功越少，D中cos α最小，故选D.图411．如图4所示，质量为m的物体A静止在倾角为θ的斜面体B上，斜面体B的质量为M.现对该斜面体施加一个水平向左的推力F，使物体随斜面体一起沿水平方向向左匀速运动，当移动的距离为x时，斜面体B对物体A所做的功为()A．Fx B．mgx sin θcos θC．mgx sin θD．0答案D解析对物体A进行受力分析，其受到重力mg、支持力N、静摩擦力f，如图所示，由于物体A做匀速运动，所以支持力N与静摩擦力f的合力即斜面体B对物体A的作用力竖直向上，而位移水平向左，所以斜面体B对物体A的作用力的方向与位移方向垂直，斜面体B对物体A所做的功为0，D正确．图512．如图5所示，质量m＝50 kg的滑雪运动员从高度h＝30 m的坡顶由静止下滑，斜坡的倾角θ＝37°，滑雪板与雪面之间的动摩擦因数μ＝0.1.则运动员滑至坡底的过程中：(1)运动员所受的重力对他做了多少功？(2)各力对运动员做的总功是多少？(g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，装备质量不计)答案(1)1.5×104 J(2)1.3×104 J解析(1)运动员所受重力做的功W G＝mgx sin 37°＝mgh＝50×10×30 J＝1.5×104 J(2)运动员所受合力：F合＝mg sin 37°－μmg cos 37°＝260 N，方向沿斜面对下沿合力方向的位移x＝h＝50 msin 37°合力做的功W合＝F合·x＝260×50 J＝1.3×104 J．。
最新教科版高中物理必修二培优第四章机械能和能源 实验：验证机械能守恒定律
实验：验证机械能守恒定律一、实验目的1．会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。
2．掌握利用自由落体运动验证机械能守恒定律的原理和方法。
二、实验原理让物体自由下落，忽略阻力情况下物体的机械能守恒，有两种方案验证物体的机械能守恒：方案一：以物体自由下落的位置O为起始点，测出物体下落高度h时的速度大小v，若12mv2＝mgh成立，则可验证物体的机械能守恒。
方案二：测出物体下落高度h过程的初、末时刻的速度v1、v2，v1、v2的计算方法与方案一的相同。
若关系式12mv22－12mv21＝mgh成立，则物体的机械能守恒。
三、实验器材铁架台(带铁夹)、电磁打点计时器、重锤(带纸带夹子)、纸带、复写纸、导线、毫米刻度尺、低压交流电源实验过程一、实验步骤1．安装置：按图将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路。
2．打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方。
先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落。
更换纸带重复做3～5次实验。
3．选纸带：选取点迹较为清晰且有两点间的距离约为2 mm的纸带，把纸带上打出的两点间的距离为2 mm 的第一个点作为起始点，记作O ，在距离O 点较远处再依次选出计数点1、2、3…4．测距离：用刻度尺测出O 点到1、2、3…的距离，即为对应下落的高度h 1、h 2、h 3… 二、数据处理1．计算各点对应的瞬时速度：记下第1个点的位置O ，在纸带上从离O 点适当距离开始选取几个计数点1、2、3…并测量出各计数点到O 点的距离h 1、h 2、h 3…再根据公式v n ＝h n ＋1－h n －12T ，计算出1、2、3、4、…n 点的瞬时速度v 1、v 2、v 3、v 4…v n 。
2．机械能守恒验证：方法一：利用起始点和第n 点。
从起始点到第n 个计数点，重力势能减少量为mgh n ，动能增加量为12 mv 2n ，计算gh n 和12 v 2n ，如果在实验误差允许的范围内gh n ＝12 v 2n ，则机械能守恒定律得到验证。
2021-2022高中创新设计物理教科版必修2学案：第4章 实验：研究合外力做功和物体动能变化的关系
实验：研究合外力做功和物体动能变化的关系阅读教材第69页“研究合外力做功和动能变化的关系”部分，知道此实验的原理、器材、步骤、数据处理、注意事项。
一、实验原理由重物通过滑轮牵引小车，当小车的质量比重物大得多时，可以把重物所受的重力 当作小车受到的牵引力。
如图1所示。
图1测量重物的质量(对应小车受到的牵引力)，小车运动的距离 及对应这段距离的初、末速度(小车质量已知)，从而探究牵引力做的功与小车动能变化间的关系。
二、实验器材长木板(一端附有滑轮)、小车、小盘、砝码若干、打点计时器、纸带、复写纸、刻度尺、细线、低压交流 电源。
三、实验步骤1．平衡摩擦力：如图1所示，将安装有打点计时器的长木板一端垫高，把纸带的一端固定在小车后面，另一端穿过打点计时器，不挂重物，改变木板的倾角，使小车能做匀速 运动。
2．把细绳系在小车上并绕过定滑轮，悬挂小盘，在小盘里放入适量砝码，使小车的质量远大于 砝码和小盘的总质量，小车在细绳的拉力作用下做匀加速运动。
3．先接通电源 ，再放开小车 (填“放开小车”或“接通电源”)，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列点。
4．重复以上实验，选择一条点迹清晰的纸带进行数据分析，由实验数据得出结论。
四、数据处理1．小车速度的测量：通过实验获得打点的纸带，利用“匀变速直线运动中，某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度”即v n ＝x n ＋x n ＋12T 计算纸带上选定的点的速度。
2．外力做功的测量：确定所挂钩码的重力G ，即确定小车受到的合外力F (F ＝G )，由纸带测出位移，然后由W ＝Fx 算出功的数值。
3．计算各数据中v 2、12m v 2和相应的合外力做功W 的数值并填入下表。
数据编号物理量123456速度v 2/(m 2·s －2) 动能12m v 2/J合外力做功W /J功和物体动能变化之间的关系。
五、注意事项1．平衡摩擦力时，不挂重物，轻推小车后，小车能做匀速 直线运动。
(word完整版)人教版高中物理必修2课后习题答案
第五章第1节 曲线运动1. 答：如图6－12所示，在A 、C 位置头部的速度与入水时速度v 方向相同；在B 、D 位置头部的速度与入水时速度v 方向相反。
2. 答：汽车行驶半周速度方向改变180°。
汽车每行驶10s ，速度方向改变30°，速度矢量示意图如图6－13所示。
3. 答：如图6－14所示，AB 段是曲线运动、BC 段是直线运动、CD 段是曲线运动。
第2节 质点在平面内的运动1. 解：炮弹在水平方向的分速度是v x ＝800×cos60°＝400m/s;炮弹在竖直方向的分速度是v y ＝800×sin60°＝692m/s 。
如图6－15。
2. 解：根据题意，无风时跳伞员着地的速度为v 2，风的作用使他获得向东的速度v 1，落地速度v 为v 2、v 1的合速度，如图6－15所示， 6.4/v m s ===，与竖直方向的夹角为θ，tanθ＝0.8，θ＝38.7°3. 答：应该偏西一些。
如图6－16所示，因为炮弹有与船相同的由西向东的速度v 1，击中目标的速度v 是v 1与炮弹射出速度v 2的合速度，所以炮弹射出速度v 2应该偏西一些。
4. 答：如图6－17所示。
第3节 抛体运动的规律1. 解：（1）摩托车能越过壕沟。
摩托车做平抛运动，在竖直方向位移为y ＝1.5m ＝212gt 经历时间0.55t s ===在水平方向位移x ＝v t ＝40×0.55m ＝22m ＞20m 所以摩托车能越过壕沟。
一般情况下，摩托车在空中飞行时，总是前轮高于后轮，在着地时，后轮先着地。
（2）摩托车落地时在竖直方向的速度为v y ＝gt ＝9.8×0.55m/s ＝5.39m/s 摩托车落地时在水平方向的速度为v x ＝v ＝40m/s 摩托车落地时的速度/40.36/v s m s === 摩托车落地时的速度与竖直方向的夹角为θ，tanθ＝vx ／v y ＝405.39＝7.422. 解：该车已经超速。
教科版高中物理选择性必修第二册精品课件 第4章电磁振荡与电磁波 电磁波谱 无线电波的发射、传播与接收
2.电磁谐振(电谐振)
当振荡电路的固有频率与传播来的电磁波的频率相等时,电路中激起的感
应电流最强。
3.调谐
使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐,能够调谐的接收电路叫作调谐电
路。
【思考讨论】
1.判断下列说法的正误。
(1)紫外验钞机是利用紫外线的化学作用。( × )
(2)工业上的金属探伤利用的是γ射线具有较强穿透能力。( √ )
电磁波的波长比较短,以直线传播为主,遇到障碍物会被阻挡,所以发射天
线要架得高一些。
合作探究·释疑解惑
知识点一
电磁波谱及电磁波的应用
电磁波是一个大家庭,在生产、生活中有广泛的应用,电磁波分为哪几种?
它们的波长关系如何?
提示:电磁波分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。
从无线电波到γ射线,波长逐渐减小。
-12
×100×10
F=64 pF。
2
本 课 结 束
过强的紫外线照射对人的皮肤有害,B错误。电磁波中频率最大的是γ射线,
其波长最短,最不容易发生衍射,C错误。紫外线和X射线都可以使感光底
片感光,故D正确。
知识点二
无线电波的发射、传播与接收
【问题引领】
将两根铝管固定在感应圈的两极上,另两根铝管接微安表头并固定在绝缘
手柄上,如图所示。
(1)接通感应圈电源,把手柄上两铝管平行靠近感应圈上的两铝管,你能看
已,电磁波谱的频带很宽。
【变式训练1】 关于电磁波的特性和应用,下列说法正确的是( D )
A.红外线和X射线都有很高的穿透本领,常用于医学上透视人体
B.过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康
C.电磁波频率最高的是γ射线,最容易用它来观察衍射现象
新教材物理教科版(2019)必修第二册课件：4.4 势能
【规律方法】重力势能的三种求解方法 (1)根据重力势能的定义求解:选取零势能参考平面,由Ep=mgh可求质量为m的物 体在离零势能参考平面h高度处的重力势能。 (2)由重力做功与重力势能变化的关系求解:由WG=Ep1-Ep2知Ep2=Ep1-WG或Ep1= WG+Ep2。 (3)由等效法求重力势能:重力势能的变化与运动过程无关,只与初、末状态有 关。ΔEp=mg·Δh=Ep2-Ep1。
4.势 能
必备知识·自主学习
一、重力做功的特点 【情境思考】 如图所示,将质量为m的物块从A移到B可以有如下方式:
方式1:沿着折线AOB路径①移动。 方式2:沿着直线AB路径②移动。 方式3:沿着曲线ACB路径③移动。 (1)沿着上述三条路径移动物块,重力做的功分别是多少? (2)结合上面的讨论,分析重力做功有什么特点。 提示:(1)都是mgh。 (2)重力做的功与路径无关,只与初末两个位置有关,重力做的功等于重力与沿着 重力方向的位移的乘积。
4
零,在这个过程中,重力做功为 ( )
A. mgh
4
C.mgh
B. 3mgh
4
D.0
2.如图所示,一物体从A点出发,分别沿粗糙斜面AB和光滑斜面AC下滑及斜向上 抛出,运动后到达同一水平面上的B、C、D三点。关于重力的做功情况,下列说 法正确的是 ( ) A.沿AB面滑下时,重力做功最多 B.沿AC面滑下时,重力做功最多 C.沿AD抛物线运动时,重力做功最多 D.三种情况下运动时,重力做的功相等
【规律方法】重力做功计算的方法 计算重力做功时,找出初、末位置的高度差h,直接利用公式WG=mgh即可,无需考 虑中间的复杂运动过程。
【素养训练】
1.(母题追问)把【典例】的情境改为如图所示,质量为m的小球从高为h处的斜 面上的A点滚下经过水平面BC后,再滚上另一斜面,当它到达 h 的D点时,速度为
教科版必修2物理试题第4章机械能及其守恒定律
功功率(25分钟·60分)一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)1.关于力对物体做功,下列说法正确的是( )A.静摩擦力对物体一定不做功B.滑动摩擦力对物体一定做功C.一对平衡力对物体做功的代数和一定为零D.合外力对物体不做功,物体一定处于平衡状态【解析】选C。
如果静摩擦力是动力或者阻力,就会对物体做正功或者负功,A错误;如果滑动摩擦力既不是动力也不是阻力,就对物体不做功,B错误;一对平衡力要么对物体都不做功,要么一个正功一个负功且代数和为零,C正确;合外力对物体不做功,合外力不一定为零,物体不一定处于平衡状态,故D错误。
2.(2020·本溪高一检测)一辆汽车在水平公路上行驶,设汽车在行驶过程中所受阻力不变,汽车的发动机始终以额定功率输出。
关于牵引力和汽车速度,下列说法中正确的是( )A.汽车加速行驶时,牵引力不变,速度增大B.汽车加速行驶时,牵引力增大,速度增大C.汽车加速行驶时,牵引力减小,速度增大D.当牵引力等于零时,速度达到最大值【解析】选C。
汽车的发动机输出功率恒定,即P一定,则由公式P=Fv可得出v增大,此时F减小,但由于合外力方向与汽车运动方向一致,因此汽车速度仍在增大;当汽车受到的牵引力和阻力相等时,汽车速度达到最大值,而后做匀速直线运动,故C正确。
3.下面四幅图是小新提包回家的情景,小新对提包的拉力没有做功的是( )【解析】选B。
根据功的概念及做功的两个因素可知,只有同时满足力及在力的方向上有位移两个条件时,力对物体才做功,A、C、D做功,B没有做功。
【加固训练】有下列几种运动情况:①用水平推力F推一质量为m的物体在光滑水平面上前进位移x;②用水平推力F推一质量为2m的物体在粗糙水平面上前进位移x;③用与水平方向成60°角斜向上的拉力F拉一质量为m的物体在光滑水平地面上前进位移2x;④用与斜面平行的力F拉一质量为3m的物体在光滑斜面上前进位移x。
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第2节 功率 1．力对物体所做的功W与做功所用时间t的比值叫做________，它是用来描述力对物体做功________的物理量，定义式为________，单位是______，符号为________． 2．额定功率：指电动机、内燃机等动力机械在________条件下可以长时间工作的________功率． 实际功率：指电动机、内燃机等动力机械工作时__________的功率． 实际功率往往________额定功率，但在特殊情况下，如汽车越过障碍时，可以使实际功率在短时间内大于额定功率． 3．当一个力与物体运动方向在同一条直线上时，力对物体做功的功率，等于______与受力物体____________的乘积．公式为________． (1)若v是平均速度，则P＝Fv计算的是一段时间内的平均功率； (2)若v是瞬时速度，则P＝Fv计算的是某一时刻的瞬时功率． 4．关于功率，下列说法正确的是( ) A．不同物体做相同的功，它们的功率一定相同 B．物体做功越多，它的功率就越大 C．物体做功越快，它的功率就越大 D．发动机的额定功率与实际功率可能相等，也可能不相等
5．关于功率公式P＝Wt和P＝Fv的说法正确的是( )
A．由P＝Wt可知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率 B．由P＝Fv只能求某一时刻的瞬时功率 C．由P＝Fv知，汽车的功率和它的速度成正比 D．从P＝Fv知，当汽车的发动机功率一定时，牵引力与速度成反比 6．体重为750 N的短跑运动员，如果要在2 s内匀加速运动得到10 m/s的速度，则这2 s内的平均功率为________，2 s末的瞬时功率为________．(g取10 m/s2)
【概念规律练】 知识点一 功率的概念和计算 1．放在水平面上的物体在拉力F作用下做匀速直线运动，先后通过A、B两点，在这个 过程中( ) A．物体的运动速度越大，力F做功越多 B．不论物体的运动速度多大，力F做功不变 C．物体的运动速度越大，力F做功的功率越大 D．不论物体的运动速度多大，力F做功的功率不变 2．质量为2 kg的物体，受到24 N竖直向上的拉力，由静止开始运动了5 s，求5 s内拉 力对物体所做的功是多少？5 s内拉力的平均功率及5 s末拉力的瞬时功率各是多少？(g 取10 m/s2)
知识点二 公式P＝Fv的应用 3．一质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t＝0时刻开始，将一个大小为F的水 平恒力作用在该木块上，在t＝t1时刻F的功率和时间t1内的平均功率分别为( ) A.F2t12m，F2t12m B.F2mt1，F2mt1 C.F2mt1，F2t12m D.F22mt1，F2t1m 4．如图1所示，
图1 细线的一端固定，另一端系一小球，现把细线拉至水平位置使小球从静止开始释放，在 小球从最高点A摆至最低点B的过程中，下列说法中正确的是( ) A．小球在A点重力的功率为零，小球在B点重力的功率不为零 B．小球在A点重力的功率不为零，小球在B点重力的功率为零 C．小球在A点和B点重力的功率都为零 D．小球在A点和B点重力的功率都不为零 【方法技巧练】 一、机车以恒定功率启动问题的处理方法 5．静止的列车在平直轨道上以恒定的功率启动，在开始的一小段时间内，列车的运动状 态是( ) A．列车做匀加速直线运动 B．列车的速度和加速度均不断增加 C．列车的速度增大，加速度减小 D．列车做匀速运动 6．某型号汽车发动机的额定功率为60 kW，在水平路面上行驶时受到的阻力是1 800 N， 求在发动机的额定功率下汽车匀速行驶的速度．在同样的阻力下，如果汽车匀速行驶的 速度只有54 km/h，发动机输出的实际功率是多少？
二、机车以恒定加速度启动问题的处理方法 7．汽车从静止开始能保持恒定加速度a做匀加速运动的最长时间为tm，此后汽车的运 动情况是( ) A．加速度恒定为零，速度也恒定 B．加速度逐渐减少到零；速度逐渐增大到最大值后保持匀速运动 C．加速度逐渐减小到零，速度也减小直到为零 D．加速度逐渐增加到某一值后不变，速度逐渐增大直到最后匀速 8．额定功率为80 kW的汽车，在平直公路上行驶的最大速度是20 m/s，汽车的质量是2 t，如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度的大小是2 m/s2，运动过程中阻力不 变，求： (1)汽车受到的阻力多大？ (2)3 s末汽车的瞬时功率多大？ (3)汽车维持匀加速运动的时间是多少？
1．以下关于功率的说法中正确的是( ) A．据P＝W/t可知，机器做功越多，其功率就越大 B．据P＝Fv可知，汽车牵引力一定与速度成反比 C．据P＝W/t可知，只要知道时间t内机器所做的功，就可求得这段时间内任一时刻机 器做功的功率 D．据P＝Fv可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比 2．质量为1 kg的物体从某一高度自由下落，设1 s内物体未着地，则该物体下落1 s末 重力做功的瞬时功率是(取g＝10 m/s2)( ) A．25 W B．50 W C．75 W D．100 W 3．水平恒力F作用在一个物体上，使该物体由静止沿光滑水平面在力的方向上由静止 移动距离x，恒力F做的功为W1，平均功率为P1；再用同样的水平力F作用在该物体 上，使该物体在粗糙的水平面上在力的方向上由静止移动距离x，恒力F做的功为W2， 平均功率为P2，下面哪个选项是正确的( ) A．W1P2 B．W1>W2，P1>P2 C．W1＝W2，P1>P2 D．W14.
图2 飞行员进行素质训练时，抓住秋千杆由水平状态开始下摆，到达竖直状态的过程中(如图 2)飞行员所受重力的即时功率变化情况是( ) A．一直增大 B．一直减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大 5．设在平直的公路上以一般速度匀速行驶的自行车，所受阻力约为车和人总重力的0.02 倍，则骑车人的功率最接近于(g取10 m/s2)( ) A．10－1 kW B．10－3 kW C．1 kW D．10 kW 6. 图3 一辆小车在水平面上做匀速直线运动，从某时刻起，小车所受到的牵引力和阻力随时间 变化的规律如图3所示，则作用在小车上的牵引力F0的功率随时间的变化规律应是下图 的( )
7．质量m＝5×103 kg的汽车在水平路面上从静止开始以加速度a＝2 m/s2匀加速运动， 所受阻力F阻＝1.0×103 N，启动后第1 s末牵引力的瞬时功率是( ) A．2 kW B．11 kW C．20 kW D．22 kW
图4 8．一质量为m的物体，从倾角为θ的光滑斜面顶端由静止下滑，开始下滑时离地面的 高度为h，如图4所示，当物体滑到斜面底端时，重力的瞬时功率为( ) A．mg2gh B．mg2ghsin θ C．mg2ghcos θ D．mg2ghsin 2 θ 题 号 1 2 3 4 5 6 7 8 答 案 9.质量为m＝2 kg的木块在倾角θ＝37°的斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩 擦因数为0.5，已知：sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2，求： (1)前2 s内重力做的功； (2)前2 s内重力的平均功率； (3)2 s末重力的瞬时功率． 10.质量为3 kg的物体，从高30 m处自由落下，问： (1)第2 s内重力做功的功率是多少？ (2)第2 s末重力做功的瞬时功率是多少？(g取10 m/s2)
11．一辆汽车在平直高速公路上行驶，已知该车发动机的额定功率为110 kW，若汽车以 额定功率启动，在运动中所受的阻力为1 900 N，求该车行驶的最大速度．
第2节 功率 课前预习练 1．功率 快慢 P＝Wt 瓦 W 2．正常 最大 实际消耗 小于 3．力 运动速度 P＝Fv
4．CD [功率是表示做功快慢的物理量，不仅与做功的多少有关，而且跟做功所需的时间有关，故C正确，A、B错．发动机的实际功率可能等于额定功率，也可能不等于额定功率，故D正确．] 5．D [P＝Wt计算的是时间t内的平均功率，P＝Fv既可计算瞬时功率，也可计算平均功率，但由于涉及三个量，只有在一个量确定不变时，才能判断另外两个量之间的关系，故D正确．] 6．1 875 W 3 750 W
解析 a＝vt＝102＝5 m/s2
F＝ma＝375 N,2 s末的瞬时功率P＝Fv＝3 750 W．平均功率P＝P2＝1 875 W. 课堂探究练 1．BC [W＝Fx，故不论速度多大，F做功不变．物体运动速度越大，通过相等位移所用时间越短，功率就越大．] 2．600 J 120 W 240 W 解析 对物体受力分析，如图所示由牛顿第二定律得 a＝F－mgm＝24－2×102 m/s2＝2 m/s2， 5 s内物体的位移 x＝12at2＝12×2×52 m＝25 m 其方向竖直向上． 5 s末物体的速度v＝at＝2×5 m/s＝10 m/s， 其方向竖直向上． 故5 s内拉力的功为W＝Fx＝24×25 J＝600 J 5 s内拉力的平均功率为P＝Wt＝6005 W＝120 W. 5 s末拉力的瞬时功率为P＝Fv＝24×10 W＝240 W. 点评 解决该类问题时，首先明确是求平均功率还是瞬时功率，是求某个力的功率，还是合力的功率；若求平均功率，需明确是哪段时间内的平均功率，可由公式P＝Wt或P＝Fv求解；若求瞬时功率，需明确是哪一时刻或哪一位置，再确定此时的速度，应用公式P＝Fv求解，如果F、v不同向，则应用公式P＝Fvcos α求解．
3．C [t1时刻，木块的速度v1＝at1＝Fmt1,0～t1时刻的平均速度v＝v12＝F2mt1，由P＝Fv得，t1
时刻F的功率为P＝Fv1＝F·Fmt1＝F2mt1，时间t1内的平均功率为P＝Fv＝F·F2mt1＝F22mt1，C正确．] 4．C [由功率公式P＝Fvcos α知，C正确．] 5．C 6．120 km/h 27 kW 解析 在以额定功率P＝60 kW行驶时，汽车受到的阻力F＝1 800 N．由于P＝Fv，
所以v＝PF＝60 0001 800 m/s＝33.3 m/s＝120 km/h 以速度v′＝54 km/h＝15 m/s行驶时， 实际功率P′＝Fv′＝1 800×15 W＝27 kW. 方法总结 机车以恒定功率启动的运动过程为：
|←加速度逐渐减小的变加速运动→|←匀速直线运动→…