第八章 第2节 重力势能(2)-新教材高中物理必修第二册【同步学习方案】人教版

处理能力.因轨道半径减小,由 GMm r2 知 万 有 引 力 增 大,由 万 有引力提 供 向 心 力 有:GMm r2 =m v2 r 得:v= GM r ,所 以 速 度增大,动能增大. 13.根据质量与速度的关系:m= m0 1- ( v c ) 2 ,得v= c 1- ( m0 m ) 2 ,所以v=c 1- ( m0 100m0 ) 2 =0.99995c. 14.(1)因行星绕太阳做匀速圆周运动,于是轨道的半 长轴a 即为轨 道 半 径r.根 据 万 有 引 力 定 律 和 牛 顿 第 二 定 律有 G m行 M 太 r2 =m行 2π T æ è ç ö ø ÷ 2 r. 于是有 r3 T2 = G 4π2 M 太 . 即k= G 4π2 M 太 . (2)在月 地 系 统 中,设 月 球 绕 地 球 运 动 的 轨 道 半 径 为 R,周期为 T,由第(1)问可得 R3 T2 = G 4π2 M 地 . 解得 M 地 =6×1024kg. 第八章 机械能守恒定律 第1节 功与功率(1) 变式训练 1.D 2.重力做功30J,拉力做功20J,支持力不做功,滑动 摩擦力做功为-30J(负功);总功为20J. 3.ABC 4.W=Fs(1+cosθ) 5.72J 6.1×107J.方法提示:如果力的方向不变,力的大小对 位移按线性规律变化时,可用力的算术平均 值(恒 力)代 替 变力,利用功的定义式求功. 当堂反馈 1.CD 解析:根据功的定义式,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 判 断 AB错 误, CD正确. 2.D 3.D 解析:作用力和反作 用 力 等 大 反 向,但 两 者 对 地 位移无此关 系.如 静 止 于 水 平 面 上 的 小 船,人 水 平 跳 离 船 时,作用力和反作用力都做 正 功,故 D对 A 错.又 如 在 水 平 地面上滑行的物体,相 互 作 用 的 摩 擦 力,一 个 做 功,另 一 个 不做功,故BC错. 4.ACD 5.A 6.B 7.A 8.ABC 9.A 强化训练 1.-μmg(L+s) μmgs 2.在力 F 与位移s 方向相同的情况下,力 F 做的功为 W=Fs,故在 F s 图像中,F s 曲线与两轴所夹面积即为 力F 所做的功.由 椭 圆 面 积 公 式 求“面 积”可 得,力 F 所 做 的功为 W= 1 4 πab= 1 4 ×π×10×20J=50πJ. 第1节 功与功率(2) 变式训练 1.100J 50W 100W 2.B 当堂反馈 1.BD 2.D 3.AC 4.B 5.C 6.B 7.AC 8.AD 9.CD 解析:物体 在 第3s内 做 匀 速 运 动,则 有 F3= μmg=2N,在 第2s内 物 体 做 加 速 运 动,有 F2-μmg= ma,其中加 速 度 为a= Δv Δt=2m /s2,解 得 m=0.5kg,μ= 0.4.第2s内的位移为1m,克服摩擦力做功为 W=μmgs= 2.0J.前2s内推力做功为3J,则平均功率为1.5W. 10.(1)设力 F 作用时物体的加速度为a1,对物体进行 受 力 分 析,由 牛 顿 第 二 定 律 有:F -mgsinθ-μmgcosθ =ma1. 撤去力 F 后,设 物 体 的 加 速 度 为 a2,由 牛 顿 第 二 定 律有 mgsinθ+μmgcosθ=ma2. 根据图像可知:a1=20m/s2,a2=10m/s2, 解得:F=30N,μ=0.5. (2)由图像可知:t1=1s时物体的速度v1=20m/s, 拉力 F 的平均功率为P= 1 2 Fv1, 解得:P=300W. 强化训练 1.(1)12m/s 5m/s2 (2)30kW 2.(1)由图像分析可知:图线 AB 牵引力F 不变,阻力 f 不变,环保车由静止开始做匀加速直线运动;图线 BC 的 斜率表示汽车的功率P,P 不 变,达 到 额 定 功 率 后,则 环 保 车所受牵引力逐渐减小,做加速度减小的变加速直线运动, 直至达到最大速度15m/s,此后环保车做匀速直线运动. 由图像 可 得,当 最 大 速 度vmax=15m/s时,牵 引 力 为 Fmin=400N, ·111· 故恒定阻力f=Fmin=400N, 额定功率 P=Fminvmax=6kW. (2)匀加速运动的加速度 a= F-f m = 2000-400 800 m/s2, 解得a=2m/s2. (3)匀加速运动的末速度v= P F , 代入数据解得v=3m/s, 环保 车 在 速 度 达 到3m/s之 前,一 直 做 匀 加 速 直 线 运动. 故所求时间为t= vt a . 将vt=2m/s代入上式解