【红对勾 讲与练】2014届高三物理总复习 5-3机械能守恒定律 能的转化和守恒定律课件 新人教版

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2016版《红对勾讲与练》高三物理人教版总复习配套课件:5-3机械能守恒定律

2016版《红对勾讲与练》高三物理人教版总复习配套课件:5-3机械能守恒定律
答案:BCD
机械能守恒定律的表达式及其应用
1.机械能守恒定律的表达式比较
Ek+Ep=E′k +E′p
ΔEk=-ΔEp
ΔE增=ΔE减
角度 守恒观点
转化观点 转移观点
系统的初状态 意 机械能的总和 义 与末状态机械
能的总和相等 应用时应选好 注 重力势能的零 意 势能面,且初 事 末状态必须用 项 同一零势能面 计算势能
(1)大猴从A点水平跳离时速度的最小值; (2)猴子抓住青藤荡起时的速度大小; (3)猴子荡起时,青藤对猴子的拉力大小.
解析:猴子先做平抛运动,后做圆周运动,两运动过程 机械能均守恒.寻求力的关系时要考虑牛顿第二定律.
(1)设猴子从A点水平跳离时速度的最小值为vmin,根据平 抛运动规律,有
h1=12gt2① x1=vmint② 联立①②式得: vmin=8 m/s③
大小
Ep=________ 重力势能是________,但有正、负,其意
义是表示物体的重力势能比它在________ 矢标性
上大还是小,这与功的正、负的物理意义
不同
系统性 重力势能是__的选取有
相对性 关.重力势能的变化是________的,
解析:不计空气阻力,这些物体被抛出后只有重力做 功,故机械能均守恒,A、B均错误;因物体均被斜向上抛 出,在整个过程中重力先做负功再做正功,因此重力势能先 增大后减小,而动能先减小后增大,D正确,C错误.
答案:D
课堂考点演练02
课堂互动·提能力
机械能守恒条件的理解
1.对机械能守恒条件的理解 (1)只受重力作用,例如在不考虑空气阻力的情况下 的各种抛体运动,物体的机械能守恒. (2)受其他力,但其他力不做功,只有重力或系统内 的弹力做功. (3)弹力做功伴随着弹性势能的变化,并且弹力做的 功等于弹性势能的减少量.

《红对勾讲与练》高三物理人教版总复习配套课件:实验验证机械能守恒定律

《红对勾讲与练》高三物理人教版总复习配套课件:实验验证机械能守恒定律

12345
s(m)
0.600 0.800 1.000 1.200 1.400
(1)若将滑块自A点由静止释放,则在滑块从A运动至B的 过程中,滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减少量 可表示为________.动能的增加量可表示为________.若在 运动过程中机械能守恒,t12与s的关系式为t12=________.
(2)多次改变光电门的位置,每次均令滑块自同一点(A点) 下滑,测量相应的s与1)在纸带上打下计数点5时的速度v5=________m/s; (2)在打点0~5过程中系统动能的增加量ΔEk= ________J,系统势能的减少量ΔEp=________J,由此得出 的结论是____________________. (3)若某同学作出的12v2-h图象如图所示,则当地的实际 重力加速度g=________m/s2.
(2)实验操作顺序为ADBCEF.
【答案】 (1)第2点到第6点之间的距离h26 第1点到第3点之间的距离h13 第5点到第7点之间的距离h57 第2点的瞬时速度v2 第6点的瞬时速度v6 mgh26=12mv26-12mv22 (2)ADBCEF
用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律,实验所用 的电源为学生电源,输出电压为6 V的交流电和直流电两 种.重物从高处由静止开始下落,重物上拖着的纸带通过打 点计时器打出一系列的点,对纸带上的点的痕迹进行测量, 即能验证机械能守恒定律.下面列举了该实验的几个操作步 骤:
课堂考点演练02
课堂互动·提能力
实验原理与操作
【例1】 在利用自由落体运动验证机械能守恒定 律的实验中,电源的频率为50 Hz,依次打出的点为 0,1,2,3,4,…,n.则:
(1)如用第2点到第6点之间的纸带来验证,必须直接测量 的物理量为________、________、________,必须计算出的 物理量为________、________,验证的表达式为 __________________________.

【红对勾 讲与练】(新课标)年高考物理二轮专题复习 机械能守恒定律 功能关系课时作业

【红对勾 讲与练】(新课标)年高考物理二轮专题复习 机械能守恒定律 功能关系课时作业

课时作业6 机械能守恒定律 功能关系时间:45分钟一、单项选择题 1.如图是被誉为“豪小子”的华裔球员林书豪在NBA 赛场上投二分球时的照片.现假设林书豪准备投二分球前先屈腿下蹲再竖直向上跃起,已知林书豪的质量为m ,双脚离开地面时的速度为v ,从开始下蹲到跃起过程中重心上升的高度为h ,则下列说法正确的是( )A .从地面跃起过程中,地面对他所做的功为0B .从地面跃起过程中,地面对他所做的功为12mv 2+mghC .从下蹲到离开地面上升过程中,他的机械能守恒D .离开地面后,他在上升过程中处于超重状态,在下落过程中处于失重状态 解析:球员从地面跃起的过程中,地面对脚的支持力作用点位移为零,支持力不做功,A 正确,B 错误;林书豪从地面上升过程中,消耗自身能量,其机械能增大,C 错误;离开地面后,林书豪上升和下降过程中,加速度均竖直向下,处于失重状态,D 错误.答案:A 2.如图所示,在竖直平面内有一固定轨道,其中AB 是长为R 的粗糙水平直轨道,BCD 是圆心为O 、半径为R 的34光滑圆弧轨道,两轨道相切于B 点.在推力作用下,质量为m 的小滑块从A 点由静止开始做匀加速直线运动,以达B 点时即撤去推力,小滑块恰好能沿圆轨道经过最高点C .重力加速度大小为g .(以AB 面为零重力势能面)则小滑块( )A .经B 点时加速度为零 B .在AB 段运动的加速度为2.5gC .在C 点时合外力的瞬时功率为mg gRD .上滑时动能与重力势能相等的位置在OD 下方解析:小滑块经过B 点时具有向心加速度,A 错误;小滑块在C 点时合外力竖直向下,速度沿水平方向,其瞬时功率为零,C 错误;由mg =m v 2C R ,12mv 2B =mg ·2R +12mv 2C ,可得:v B =5gR ,由v 2B =2ax AB ,可得a =2.5g ,B 正确;由12mv 2B =mg ·2R +12mv 2C =2mgh ,得:h =54R >R ,故D 错误.答案:B 3.如图所示,一轻质弹簧下端固定,直立于水平地面上,将质量为m 的物体A 从离弹簧顶端正上方h 高处由静止释放,当物体A 下降到最低点P 时,其速度变为零,此时弹簧的压缩量为x 0;若将质量为2m 的物体B 从离弹簧顶端正上方h 高处由静止释放,当物体B 也下降到P 处时,其速度为( )A.2ghB.ghC.2g h +x 0D.gh +x 0解析:物体与弹簧构成的系统机械能守恒.物体从释放到下降到P 处,对质量为m 的物体A 有mg (h +x 0)=E p 弹,对质量为2m 的物体B 有2mg (h +x 0)=E p 弹+12×2mv 2.联立解得v =g h +x 0,D 正确.答案:D 4.如图所示,一直角斜面体固定在水平地面上,左侧斜面倾角为60°,右侧斜面倾角为30°,A 、B 两个物体分别系于一根跨过定滑轮的轻绳两端且分别置于斜面上,两物体下边缘位于同一高度且处于平衡状态,不考虑所有的摩擦,滑轮两边的轻绳都平行于斜面.若剪断轻绳,让物体从静止开始沿斜面滑下,下列叙述错误的是( )A .着地瞬间两物体的速度大小相等B .着地瞬间两物体的机械能相等C .着地瞬间两物体所受重力的功率相等D .两物体的质量之比为m A m B =3解析:根据初始时刻两物体处于平衡状态,由平衡条件可知,m A g sin60°=m B g sin30°,由此可得,两物体的质量之比为m A m B =3,由机械能守恒定律可知,着地瞬间两物体的速度大小相等,选项A 、D 叙述正确;着地瞬间,A 物体重力功率P A =m A gv sin60°,B 物体重力功率P B =m B gv sin30°,两物体所受重力的功率相等,选项C 叙述正确;由于两物体质量不等,初始状态两物体的机械能不等,所以着地瞬间两物体的机械能不相等,选项B 叙述错误.答案:B5.如图所示,质量、初速度大小都相同的A 、B 、C 三个小球,在同一水平面上,A 球竖直上抛,B 球以倾斜角θ斜向上抛,空气阻力不计,C 球沿倾角为θ的光滑斜面上滑,它们上升的最大高度分别为h A 、h B 、h C ,则( )A .h A =hB =hC B .h A =h B <h C C .h A =h B >h CD .h A =h C >h B解析:A 球和C 球上升到最高点时速度均为零,而B 球上升到最高点时仍有水平方向的速度,即仍有动能.对A 、C 球的方程为mgh =12mv 20,得h =v 22g对B 球的方程为mgh ′+12mv 2t =12mv 20,且v 2t ≠0所以h ′=v 20-v 2t2g<h ,故D 正确.答案:D 二、多项选择题 6.图甲中弹丸以一定的初始速度在光滑碗内做复杂的曲线运动,图乙中的运动员在蹦床上越跳越高.下列说法中正确的是( )A .图甲弹丸在上升的过程中,机械能逐渐增大B .图甲弹丸在上升的过程中,机械能保持不变C .图乙中的运动员多次跳跃后,机械能增大D .图乙中的运动员多次跳跃后,机械能不变解析:弹丸在光滑的碗内上升过程中,只有重力做功,其机械能保持不变,A 错误,B正确;运动员在蹦床上越跳越高,其机械能逐渐增大,C正确,D错误.答案:BC7.如图所示,轻质弹簧的一端与固定的竖直板P拴接,另一端与物体A相连,物体A静止于光滑水平桌面上,A右端连接一细线,细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连.开始时用手托住B,让细线恰好伸直,然后由静止释放B,直至B获得最大速度.下列有关该过程的分析正确的是( )A.B物体的机械能一直减少B.B物体动能的增量等于它所受重力与拉力做功之和C.B物体机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量D.细线的拉力对A做的功等于A物体与弹簧组成的系统机械能的增加量解析:由于细线的拉力对B做负功,故B物体机械能一直减少,A正确;根据动能定理可确定B正确;由于该过程中A的动能增加,故B物体机械能的减少量等于弹簧弹性势能与物体A动能增加量的和,故C错误;细线的拉力对A和弹簧组成的系统做正功,根据功能关系,D正确.答案:ABD8.如图所示是某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置.当太阳光照射到小车上方的光电板时,光电板中产生的电流经电动机带动小车前进.若小车在平直的公路上以初速度v 0开始加速行驶,经过时间t ,前进了距离l ,达到最大速度v max ,设此过程中电动机功率恒为额定功率P ,受的阻力恒为F f ,则此过程中电动机所做的功为( )A .F f v max tB .PtC .F f tv 0+v max2D.12mv 2max +F f l -12mv 20 解析:因小车以恒定的功率运动,故此过程小车电动机做功为W =Pt =F f v max t ,A 、B 均正确;由动能定理可得W -F f l =12mv 2max -12mv 20,得:W =12mv 2max -12mv 20+F f l ,故D 正确,C 错误.答案:ABD 三、计算题 9.如图所示,ABC 为固定在竖直面内的光滑四分之一圆轨道,其半径为r =10 m ,N 为固定在水平面内的半圆平面,其半径为R =10πm ,轨道ABC 与平面N 相切于C 点,DEF 是包围在半圆平面N 周围且垂直于N 的光滑半圆形挡板,质量为M =1 kg 的滑块的上表面与平面N 在同一水平面内,且滑块与N 接触紧密但不连接,现让物体自A 点由静止开始下滑,进入平面N 后受到挡板DEF 的约束并最终冲上滑块,已知m =1 kg ,物体与平面N 之间的动摩擦因数为μ1=0.5、与滑块之间的动摩擦因数为μ2=0.4,滑块与地面之间是光滑的,滑块的竖直高度为h =0.05 m ,长L =4 m .(取g =10 m/s 2)(1)物体滑到C 处时对圆轨道的压力是多少? (2)物体运动到F 处时的速度是多少?(3)当物体从滑块上滑落后到达地面时,物体与滑块之间的距离是多少?解析:(1)对物体从A 处到C 处,由机械能守恒定律得mgr =12mv 2C ,在C 处有F -mg =m v 2Cr联立解得F =3mg =30 N由牛顿第三定律可知,物体滑到C 处时,对圆轨道的压力是30 N. (2)对物体 从C 处到F 处,由动能定理有 -μ1mg ×πR =12mv 2F -12mv 2C ,解得v F =10 m/s.(3)物体在滑块上运动,对物体由牛顿第二定律有: -μ2mg =ma 1,解得a 1=-4 m/s 2对滑块由牛顿第二定律有:μ2mg =Ma 2, 解得a 2=4 m/s 2设经t 时间物体刚要从滑块上滑落,此时物体的速度为v 1,运动的位移为x 1,滑块的速度为v 2,运动的位移为x 2x 1=v F t +12a 1t 2,x 2=12a 2t 2,x 1-x 2=L由以上三式得t =12 s 或2 s(不合题意舍去)则有v 1=8 m/s ,v 2=2 m/s设物体从抛出到落地时间为t 1,h =12gt 21,得t 1=0.1 s这段时间内物体水平位移x 3=v 1t 1=0.8 m 滑块水平位移x 4=v 2t 1=0.2 m Δx =x 3-x 4=0.6 m.答案:(1)30 N (2)10 m/s (3)0.6 m10.如图所示,质量为m =1 kg 的滑块,在水平力作用下静止在倾角为θ=30°的光滑斜面上,斜面的末端B 与水平传送带相接(滑块经过此位置滑上皮带时无能量损失),传送带的运行速度为v 0=3 m/s ,长为L =1.4 m .今将水平力撤去,当滑块滑到传送带右端C 时,恰好与传送带速度相同.滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.25,g =10 m/s 2.(1)求水平作用力F 的大小; (2)求滑块下滑的高度;(3)若滑块滑上传送带时速度大于3 m/s ,求滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量.解析:(1)滑块受到水平推力F 、重力mg 和支持力F N 而处于平衡状态,由平衡条件可知,水平推力F =mg tan θ,代入数据得F =1033N. (2)设滑块从高为h 处下滑,到达斜面底端速度为v ,下滑过程机械能守恒,故有mgh =12mv 2,所以v =2gh若滑块滑上传送带时的速度小于传送带速度,则滑块在传送带上由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动;根据动能定理有μmgL =12mv 20-12mv 2,所以h 1=v 22g-μL ,代入数据得h 1=0.1 m 若滑块冲上传送带时的速度大于传送带的速度,则滑块由于受到向左的滑动摩擦力而做匀减速运动;根据动能定理有-μmgL =12mv 20-12mv 2,则h 2=v 22g +μL ,代入数据得h 2=0.8 m.(3)设滑块在传送带上运动的时间为t ,则t 时间内传送带的位移x =v 0t ,mgh 2=12mv 2,v 0=v -at ,a =μg滑块相对传送带滑动的位移Δs =L -x ,相对滑动产生的热量Q =μmg Δs ,代入数据可得Q =0.5 J.答案:(1)1033 N (2)0.1 m 或0.8 m (3)0.5 J。

高三物理总复习红对勾课时作业及单元综合测试卷: 单元综合测试五含答案

高三物理总复习红对勾课时作业及单元综合测试卷: 单元综合测试五含答案

单元综合测试五(机械能守恒定律)本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,试卷满分为100分.考试时间为90分钟.第Ⅰ卷(选择题,共40分)一、选择题(本题共10小题,每题4分,共40分.有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,把正确选项前的字母填在题后的括号内)1.(2012·天津理综)如下图甲所示,静止在水平地面的物块A,受到水平向右的拉力F作用,F与时间t的关系如下图乙所示,设物块与地面的静摩擦力最大值f m与滑动摩擦力大小相等,则( )A.0~t1时间内F的功率逐渐增大B.t2时刻物块A的加速度最大C.t2时刻后物块A做反向运动D.t3时刻物块A的动能最大解析:根据图乙可知:在0~t1时间内拉力F没有达到最大静摩擦力f m,物体处于静止状态,则拉力F的功率为零,选项A错误;对物块A由牛顿第二定律有F-f m=ma,由于t2时刻拉力F最大,则t2时刻物块加速度a最大,选项B正确;t2到t3这段时间内拉力F 大于f m,所以物块做加速运动,t3时刻速度达到最大,选项C错误、D正确.答案:BD2.在平直公路上,汽车由静止开始做匀加速直线运动,当速度达到v max后,立即关闭发动机直至静止,v-t图象如图所示,设汽车的牵引力为F,摩擦力为f,全程中牵引力做功为W1,克服摩擦力做功为W2,则( )A.F:f=1:3 B.W1:W2=1:1C.F:f=4:1 D.W1:W2=1:3解析:对汽车全程应用动能定理:W1-W2=0∴W1=W2,则知B对D错.由图象知牵引力和阻力作用距离之比为1:4,即Fs1-Fs2=0,∴F:f=4:1,∴C对,A错.答案:BC3.(2011·海南单科)一质量为1 kg的质点静止于光滑水平面上,从t=0时起,第1秒内受到2 N的水平外力作用,第2秒内受到同方向的1 N的外力作用.下列判断正确的是( )A.0~2 s内外力的平均功率是错误!WB.第2秒内外力所做的功是错误!JC.第2秒末外力的瞬时功率最大D.第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是错误!解析:第1 s内物体运动的位移为1 m,第2 s内物体运动的位移为2。

版《红对勾讲与练》高三物理人教版总复习配套讲义手册练习手册第五章机械能及其守恒定律 -

版《红对勾讲与练》高三物理人教版总复习配套讲义手册练习手册第五章机械能及其守恒定律 -

高三总复习 ·人教版 ·物理
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第五章·第4节
系列丛书
物块以大小为g的加速度沿斜面向上做匀减速运 动,运动过程中F合=mg,由受力分析知摩擦力Ff=12mg,当 上升高度为H时,位移x=2H,由动能定理得ΔEk=- 2mgH;由功能关系知ΔE=WFf=-12mgx=-mgH,A、C正 确.
AC
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第五章·第4节
系列丛书
1.[多选]一人用力把质量为m的物体由静止竖直向上匀 加速提升h,速度增加为v,则对此过程,下列说法正确的是 ()
A.人对物体所做的功等于物体机械能的增量 B.物体所受合外力所做的功为12mv2 C.人对物体所做的功为mgh D.人对物体所做的功为12mv2
能量守恒定律
1.内容 能量既不会凭空产生,也不会________,它只会从 一种形式________为其他形式,或者从一个物体 ________到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能 量的总量________.
2.表达式 ________.
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第五章·第4节
系列丛书
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第五章·第4节
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解析:由于空气阻力的作用,机械能减少,机械能不守 恒,内能增加,机械能转化为内能,能量总和不变,B正 确.
答案:B
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第五章·第4节
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课堂考点演练02
课堂互动·提能力
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的功
变化
弹性势能增加,且W弹=-ΔEp=Ep1-Ep2
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2014届高三物理总复习《红对勾》课件5-2动能定理

2014届高三物理总复习《红对勾》课件5-2动能定理

要点深化
1.对动能的深入理解 (1)动能是状态量,是表征物体运动状态的物理量.物 体的运动状态一旦确定,物体的动能就唯一地被确定了. (2)物体的动能对应于某一时刻运动的能量,它仅与速 度的大小有关,而与速度的方向无关.动能是标量,且恒 为正值.
(3)动能具有相对性,参考系不同,速度就不同,所以 动能也不等.所以动能是相对于参考系的一个相对量,通 常情况下,一般都以地面为参考系描述物体的动能.
(4)对该定理标量性的认识:因动能定理中各项均为标 量,因此单纯速度方向改变不影响动能大小.
(5)对状态与过程关系的理解:功是伴随一个物理过程 而产生的,是过程量;而动能是状态量.动能定理表 示了过程量等于状态量的改变量的关系.
(6)关于系统的动能定理 教材中得到的动能定理W=Ek2-Ek1是以一个物体为研 究对象的,式中W为所有外力(包括重力、弹力)所做的 功.这一定理可推广到由几个物体构成的物体系中去,但 定理的形式应做相应的变动.因为对一个物体系来说,在 状态变化的过程中,不仅有外力做功,还可能有内力做 功,内力做功也会改变系统的总动能.例如,系统内的爆 炸力做功(如手榴弹爆炸),可使整个系统的动能增加;系
点,与O点处于同一水平线上的P点处有一个光滑的细
钉.已知OP=
L 2
,在A点给小球一个水平向左的初速度v0,
发现小球恰能到达跟P点在同一竖直线上的最高点B.则:
(1)小球到达B点时的速率? (2)若不计空气阻力,则初速度v0为多少? (3)若初速度v0=3 gL ,则在小球从A到B的过程中克 服空气阻力做了多少功?
vx=tx1=110..00m/s=10.0m/s 竖直速度为vy=gt1=10.0m/s 摩托车落地时的速度v= v2x+v2y=10 2m/s

《红对勾讲与练》高三物理人教版总复习配套课件:力的合成与分解

《红对勾讲与练》高三物理人教版总复习配套课件:力的合成与分解

解析:考查力的平行四边形定则.对于给定的三个共点 力,其大小、方向均确定,则合力的大小唯一、方向确 定.排除A、C;根据图表,可先作出F1、F2的合力,不难发 现F1、F2的合力方向与F3同向,大小等于2F3,根据几何关系 可求出合力大小等于3F3,B对.
答案:B
力的分解
1.力的分解 (1)定义:求一个力的________的过程,是________ 的逆运算. (2)遵循法则:平行四边形定则、三角形定则. (3)分解的方法 ①按力的实际作用效果进行分解. ②力的正交分解.
方法2:用计算法确定FN1、FN2、FN3的大小关系.已知 两个分力的大小,其合力与两分力的夹角θ,满足关系式:F = F12+F22+2F1F2cosθ ,θ越小,F越大,所以FN1>FN2>FN3, 故选项A正确.
A
总结提能 解答共点力的合成问题时的三点注意
1合成力时,要正确理解合力与分力的大小关系:合力与 分力的大小关系要视情况而定,不能形成合力总大于分力的思 维定势.
2.常见类型 (1)两个分力的夹角不变,当其中一个力的大小和方向不 变,另一个力增大时,判断合力F合的变化情况. (2)把一个力分解为两个分力时,一个分力的大小不变, 方向可变;而另一个分力的大小和方向都可变. (3)把一个力分解为两个分力时,一个分力的方向不变, 大小可变;而另一个分力的大小和方向都可变.
A.FT1=FT2=FT3,FN1>FN2>FN3 B.FT1>FT2>FT3,FN1=FN2=FN3 C.FT1=FT2=FT3,FN1=FN2=FN3 D.FT1<FT2<FT3,FN1<FN2<FN3
物体静止时绳的张力等于物体重力的大小,所 以FT1=FT2=FT3=mg.

版《红对勾讲与练》高三物理人教版总复习配套课件:分子动理论热力学定律与能量守恒(共84张PPT)

版《红对勾讲与练》高三物理人教版总复习配套课件:分子动理论热力学定律与能量守恒(共84张PPT)
热力学定律与能量守恒
(2)减小
增大
热力学定律与能量守恒
(3)0 引力 斥力 热力学定律与能量守恒
热力学定律与能量守恒
热力学定律与能量守恒
热力学定律与能量守恒
热力学定律与能量守恒
热力学定律与能量守恒
热力学定律与能量守恒
热力学定律与能量守恒
无规则性 快
(3坐标 v 表示分子速率,纵坐标 f(v)表示各等间隔速率区间的分子数占总分子数的百分比.图 中曲线能正确表示某一温度下气体分子麦克斯韦速率分布规 律的是( )
2.[多选]1 g 100 ℃的水和 1 g 100 ℃的水蒸气相比较,下 列说法正确的是( )
A.分子的平均动能和分子的总动能都相同 B.分子的平均动能相同,分子的总动能不同 C.内能相同 D.1 g 100 ℃的水的内能小于 1 g 100 ℃的水蒸气的内能
解析:温度相同则它们的分子平均动能相同;又因为 1 g 水和 1 g 水蒸气的分子数相同,因而它们的分子总动能相同, A 正确、B 错误;当 100 ℃的水变成 100 ℃的水蒸气时,分子 间距离变大,分子力做负功、分子势能增加,该过程吸收热 量,所以 1 g 100 ℃的水的内能小于 1 g 100 ℃的水蒸气的内 能,C 错误、D 正确.
3 径或立方体的棱长,所以 d=
6πV(球体模型)或 d=3 V
(立方体模型).
(2)气体分子不是一个一个紧密排列的,它们之间的距离 很大,所以气体分子的大小不等于分子所占有的平均空间.如 上图所示,此时每个分子占有的空间视为棱长为 d 的立方体, 所以 d=3 V.
2.宏观量与微观量的相互关系 (1)微观量:分子体积 V0、分子直径 d、分子质量 m0. (2)宏观量:物体的体积 V、摩尔体积 Vm,物体的质量 m、 摩尔质量 M、物体的密度 ρ. (3)相互关系 ①一个分子的质量:m0=NMA=ρNVAm. ②一个分子的体积:V0=VNmA=ρMNA.(注:对气体 V0 为分子 所占空间体积)

【红对勾】高考物理复习机械能守恒定律能的转化和守恒定律课件

【红对勾】高考物理复习机械能守恒定律能的转化和守恒定律课件

4.除重力或弹簧的弹力以外的其他力的功与物体机 械能的增量相对应,即W其他=△E.
(1)除重力或弹簧的弹力以外的其他力做多少正功,物 体的机械能就增加多少.
(2)除重力或弹簧的弹力以外的其他力做多少负功,物 体的机械能就减少多少.
(3)除重力或弹簧的弹力以外的其他力不做功或做功的 代数和为零,物体的机械能守恒.
答案:BD
——知识回顾—— 一、能量转化和守恒定律 能量既不会消失,也不会创生.它只能从一种形式转 化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转 化和转移的过程中,能量的总量保持不变.
二、常见的几种功与能的关系 1.合外力对物体做功等于物体动能的改变. W合=Ek2-Ek1,即动能定理. 2.重力做功对应重力势能的改变. WG=-△EP=EP1-EP2 重力做多少正功,重力势能减少多少;重力做多少负 功,重力势能增加多少. 3.弹簧弹力做功与弹性势能的改变相对应. WF=-△Ep=Ep1-EP2 弹力做多少正功,弹性势能减少多少;弹力做多少负 功,弹性势能增加多少.
2.判断机械能守恒的方法 判断系统的机械能是否守恒,通常可采用下列三种不 同的方法:
(1)做功条件分析法.应用系统机械能守恒的条件进行 分析.若物体系统内只有重力和弹力做功,其他力均不做功, 则系统的机械能守恒.
(2)能量转化分析法.从能量转化的角度进行分析.若 只有系统内物体间动能和重力势能及弹性势能的相互转化,系 统跟外界没有发生机械能的传递,机械能也没有转变成其他形 式的能(如没有内能增加),则系统的机械能守恒.
——基础自测—— 如图2所示,细绳跨过定滑轮悬挂两物体M和m,且 M>m,不计摩擦,系统由静止开始运动过程中( ) A.M、m各自的机械能分别守恒 B.M减少的机械能等于m增加的机械能 C.M减少的重力势能等于m增加的重力势能 D.M和m组成的系统机械能守恒

高三物理总复习红对勾课时作业及单元综合测试卷: 课时作业28含答案

高三物理总复习红对勾课时作业及单元综合测试卷: 课时作业28含答案

课时作业28电磁感应规律的综合应用时间:45分钟满分:100分一、选择题(8×8′=64′)1.如图所示是两个互连的金属圆环,小金属环的电阻是大金属环电阻的二分之一,磁场垂直穿过大金属环所在区域.当磁感应强度随时间均匀变化时,在大环内产生的感应电动势为E,则a、b两点间的电势差为()A。

错误!E B。

错误!EC。

错误!E D.E解析:a、b间的电势差等于路端电压,而小环电阻占电路总电阻的错误!,故U ab=错误!E,B正确.答案:B2.如图所示,EF、GH为平行的金属导轨,其电阻可不计,R为电阻器,C为电容器,AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆.有均匀磁场垂直于导轨平面.若用I1和I2分别表示图中该处导线中的电流,则当横杆AB( )A.匀速滑动时,I1=0,I2=0B.匀速滑动时,I1≠0,I2≠0C.加速滑动时,I1=0,I2=0D.加速滑动时,I1≠0,I2≠0解析:匀速滑动时,感应电动势恒定,故I1≠0,I2=0;加速滑动时,感应电动势增加,故电容器不断充电,即I1≠0,I2≠0.答案:D3.物理实验中,常用一种叫“冲击电流计"的仪器测定通过电路的电荷量.如图所示,探测线圈和冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度.已知线圈的匝数为n,面积为S,线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R.把线圈放在被测匀强磁场中,开始线圈平面与磁场垂直,现把探测线圈翻转180°,冲击电流计测出通过线圈的电荷量为q,由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为()A.错误!B。

错误!C.错误!D。

错误!解析:当线圈翻转180°,线圈中的磁通量发生变化ΔΦ=2BS,E=n错误!,线圈中的平均感应电流错误!=错误!,通过线圈的电荷量q=错误!Δt,由以上各式得B=错误!.故正确选项为C。

答案:C4.光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线,如图所示,抛物线的方程为y=x2,其下半部的抛物线处在水平方向的匀强磁场中,磁场的上边界是y=a的直线(图中虚线所示),一个小金属块从抛物线y =b(b>a)处以速度v沿抛物线下滑,假设抛物线足够长,则金属块在曲面上滑动过程中产生的焦耳热总量是()A.mgb B。

2013高考物理红对勾复习课时作业-5-3机械能守恒定律 能汇总

2013高考物理红对勾复习课时作业-5-3机械能守恒定律 能汇总

课时作业17机械能守恒定律 能的转化和守恒定律时间:45分钟 满分:100分一、选择题(8×8′=64′)1.下列几种情况,系统的机械能守恒的是( )图1A .图(a)中一颗弹丸在光滑的碗内做复杂的曲线运动B .图(b)中运动员在蹦床上越跳越高C .图(c)中小车上放一木块,小车的左侧有弹簧与墙壁相连.小车在左右振动时,木块相对于小车无滑动(车轮与地面摩擦不计)D .图(c)中如果小车振动时,木块相对小车有滑动解析:A 选项弹丸只受重力与支持力,支持力不做功,只有重力做功,所以机械能守恒.B 选项中运动员做功,其机械能越来越大.C 选项中只有弹簧弹力做功,机械能守恒.D 选项中有滑动摩擦力做功,所以机械能不守恒.答案:AC图22.如图2所示,A 、B 两球质量相等,A 球用不能伸长的轻绳系于O 点,B 球用轻弹簧系于O ′点,O 与O ′点在同一水平面上.分别将A 、B 球拉到与悬点等高处,使绳和轻弹簧均处于水平,弹簧处于自然状态,将两球分别由静止开始释放,当两球达到各自悬点的正下方时两球恰好仍处在同一水平面上,则( )A .两球到达各自悬点的正下方时,两球动能相等B .两球到达各自悬点的正下方时,A 球动能较大C .两球到达各自悬点的正下方时,B 球动能较大D .两球到达各自悬点的正下方时,A 球损失的重力势能较多 解析:A 球下摆过程中,因机械能守恒mgL =12m v A 2①B 球下摆过程中,因机械能守恒 mgL =E P 弹+12m v B 2② 由①②得12m v A 2=E P 弹+12m v B 2可见12m v A 2>12m v B 2,B 正确. 答案:B图33.两个底面积都是S 的圆筒,放在同一水平面上,桶内装水,水面高度分别为h 1和h 2,如图3所示.已知水的密度为ρ.现把连接两桶的阀门打开,最后两桶水面高度相等,则这过程中重力所做的功等于( )A.12ρgS (h 1-h 2)2 B .ρgS (h 1-h 2)2 C.14ρgS (h 1-h 2)2D .ρgSh 22解析:由于水是不可压缩的,把连接两桶的阀门打开到两桶水面高度相等的过程中,利用等效法把左管高h 1-h 22以上部分的水等效的移至右管.最后用功能关系,重力所做的功等于重力势能的减少量,阴影部分从左管移至右管所减少的重力势能为ΔE P =(h 1-h 22)ρgS (h 1-h 22)=14ρgS (h 1-h 2)2所以重力做的功W G =14ρgS (h 1-h 2)2. 答案:C图44.如图4,一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的O 点,另一端系一小球.给小球一足够大的初速度,使小球在斜面上做圆周运动,在此过程中( )A .小球的机械能守恒B .重力对小球不做功C .绳的张力对小球不做功D .在任何一段时间内,小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少解析:小球做圆周运动的过程中,因有摩擦力做功,故小球机械能不守恒,选项A 错误;在斜面内上升过程,重力做负功,下降过程,重力做正功,选项B错误;因绳张力总与速度垂直(指向圆心),故绳的张力不做功,选项C正确;由功能关系可知,小球克服摩擦力做功等于机械能的减少,故选项D错误.答案:C图55.如图5所示,质量为M、长度为L的小车静止在光滑的水平面上.质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端.现用一水平恒力F作用在小物块上,使物块从静止开始做匀加速直线运动.物块和小车之间的摩擦力为F f.物块滑到小车的最右端时,小车运动的距离为l.在这个过程中,以下结论正确的是()A.物块到达小车最右端时具有的动能为(F-F f)(L+l)B.物块到达小车最右端时,小车具有的动能为F f lC.物块克服摩擦力所做的功为F f(L+l)D.物块和小车增加的机械能为Fl解析:根据动能定理,物块到达最右端时具有的动能为E k1=△E k1=F·(L+l)-F f·(L+l)=(F-F f)·(L+l),A正确.物块到达最右端时,小车具有的动能可根据动能定理列式:E k2=△E k2=F f l,B正确.由功的公式,物块克服摩擦力所做的功为W f=F f(L+l),C正确.物块增加的机械能E km=(F-F f)(L+l),小车增加的机械能E kM=F f l,物块和小车增加的机械能为E km+E kM=F·(L+l)-F f L.或直接由功能关系得结论,D错误.答案:ABC图66.一物块从如图6所示的弧形轨道上的A点由静止开始滑下,由于轨道不光滑,它仅能滑到B点.由B点返回后,仅能滑到C点,已知A、B高度差为h1,B、C高度差为h2,则下列关系正确的是()A.h1=h2B.h1<h2C.h1>h2D.h1、h2大小关系不确定解析:由能的转化和守恒定律可知,物块由A到B的过程中重力势能减少mgh1,全部用于克服摩擦力做功,即W fAB=mgh1,同理:W fBC=mgh2,又随着小滑块最大高度的降低,运动过程中的同位置处滑块对轨道的压力变小,必有W fAB>W fBC,所以mgh1>mgh2,得:h1>h2,C项正确.答案:C图77.半径为R 的四分之一竖直圆弧轨道,与粗糙的水平面相连,如图7所示.有一个质量为m 的均匀细直杆搭放在圆弧两端,若释放细杆,它将开始下滑,并且最后停在水平面上.在上述过程中( )A .杆克服摩擦力所做的功为mgRB .杆克服摩擦力所做的功为12mgR C .重力所做的功为mgR D .外力做的总功为12mgR解析:在杆滑动的过程中,杆不能看作质点,重力所做的功为mg ·12R ,摩擦力所做的功为W f ,杆受到的支持力对杆不做功,根据动能定理有:mg ·12R +W f =0-0,可得W f =-12mgR ,即合外力所做的总功为0,杆克服摩擦力所做的功为12mgR ,故只有B 正确.答案:B图88.沙河抽水蓄能电站自2003年投入运行以来,在缓解用电高峰电力紧张方面,取得了良好的社会效益和经济效益.抽水蓄能电站的工作原理是,在用电低谷时(如深夜),电站利用电网多余电能把水抽到高处蓄水池中,到用电高峰时,再利用蓄水池中的水发电,如图8所示,蓄水池(上游水库)可视为长方体,有效总库容量(可用于发电)为V ,蓄水后水位高出下游水面H ,发电过程中上游水库水位最大落差为d .统计资料表明,该电站年抽水用电为2.4×108 kW·h ,年发电量为1.8×108 kW·h.则下列计算结果正确的是(水的密度为ρ,重力加速度为g ,涉及重力势能的计算均以下游水面为零势能面)( )A .能用于发电的水的最大重力势能E p =ρVgH B. 能用于发电的水的最大重力势能E p =ρVg (H -d2) C .电站的总效率达75%D .该电站平均每天所发电能可供给一个大城市居民用电(电功率以105 kW 计)约10 h 解析:以下游水面为零势能面,则用于发电的水的重心位置离下游水面高为(H -d2),故其最大重力势能E p =ρVg (H -d2),A 错,B 对;电站的总效率η=W 有W 总×100%=1.8×1082.4×108×100%=75%,故C 对;设该电站平均每天发电可供一个大城市居民用电t 小时,则:Pt =W 有365.代入数据得t =5 h ,故D 错.答案:BC二、计算题(3×12′=36′)图99.AB 是竖直平面内的四分之一圆弧轨道,在下端B 与水平直轨道相切,如图9所示,一小球自A 点起由静止开始沿轨道下滑.已知圆轨道半径为R ,小球的质量为m ,不计各处摩擦,求:(1)小球运动到B 点时的动能;(2)小球下滑到距水平轨道的高度为12R 时速度的大小和方向;(3)小球经过圆弧轨道的B 点和水平轨道的C 点时,所受轨道支持力F N B 、F N C 各是多大?解析:以BC 面所在的平面为零势能面 (1)根据机械能守恒定律得:E k =mgR (2)根据机械能守恒定律得:ΔE k =ΔE p 12m v 2=12mgR小球速度大小为:v =gR速度方向沿圆弧的切线向下,与竖直方向成30°角. (3)根据牛顿运动定律及机械能守恒定律, 在B 点:F N B -mg =m v B 2R ,mgR =12m v B 2解得F N B =3mg ,在C 点:F N C =mg .答案:(1)mgR (2)gR ,沿圆弧的切线向下与竖直方向成30°角 (3)3mg mg图1010.如图10所示,摆球的质量为m ,从偏离水平方向θ=30°的位置由静止释放,求:(1)小球运动到最低点A 时绳子受到的拉力是多大? (2)整个过程中小球的机械能还守恒吗?解析:(1)设悬线长为l ,小球被释放后,先做自由落体运动,直到下落高度为h =2l sin θ=l ,处于松弛状态的细绳被拉直为止.如图1所示,这时,小球的速度方向竖直向下,大小为v =2gl .图11当绳刚被拉直时,在绳的冲力作用下,速度v 的法向分量v n 减为零(相应的动能转化为绳的内能);小球以切向分量v τ=v cos30°,开始做变速圆周运动到最低点.根据后一过程中机械能守恒,有12m (v cos30°)2+mgl (1-cos60°)=12m v A 2 在最低点A ,根据牛顿第二定律,又有F -mg =m v A 2l 所以,绳的拉力为F =mg +m v A 2l =3.5mg .(2)整个过程中小球的机械能不守恒,细绳被拉直的瞬间小球的动能有损失,相应的动能转化为绳的内能.答案:(1)3.5 mg (2)不守恒11.如图12所示,传送带与水平面之间的夹角为θ=30°,其上A 、B 两点间的距离为l =5 m ,传送带在电动机的带动下以v =1 m/s 的速度匀速运动,现将一质量为m =10 kg 的小物体(可视为质点)轻放在传送带的A 点,已知小物体与传送带之间的动摩擦因数μ=3/2,在传送带将小物体从A 点传送到B 点的过程中,求:(g 取10 m/s 2)(1)传送带对小物体做的功;(2)电动机做的功.图12解析:(1)物块加速上升时的加速度a =μmg cos θ-mg sin θm=2.5 m/s 2当小物体的速度v =1 m/s 时,时间为t ,位移为l 1,则v =at ,l 1=12at 2解得t =0.4 s ,l 1=0.2 m之后,小物体与传送带保持相对静止,即以v =1 m/s 的速度走完4.8 m 的路程. 由功能关系得:W =12m v 2+mgl sin θ=255 J. (2)小物块与传送带的相对位移 △l =v t -v2t =0.2 m摩擦生热Q =μmg ·cos θ·△l =15 J 故电动机做的功为: W 机=W +Q =270 J. 答案:(1)255 J (2)270 J。

【红对勾】2014届高三总复习人教版物理【配套实验】:第3章 牛顿运动定律--实验四 验证牛顿第二定律(75张P

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(2)_____________________________________________ ___________________________.
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第3章·实验四
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[解析] 实验中打点计时器不能用直流电源,没有平 衡摩擦力,小车没有靠近打点计时器.
[答案] (1)不能用直流电源 (2)没有平衡摩擦力
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第3章·实验四
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本题主要考查实验操作及注意事项,只要对这些有一 定的了解,解决此类问题较容易.
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第3章·实验四
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变式1—1 做“验证牛顿第二定律”实验时,按实验要求安装好 器材后,应按一定的步骤进行实验,下列给出供选择的操 作步骤: A.保持小桶和砂的质量不变,在小车里加砝码,测 出加速度,重复几次 B.保持小车质量不变,改变小桶里砂子的质量,测 出加速度,重复几次
比,则
1 a
与m应成________关系(填“线性”或“非线
性”).
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第3章·实验四
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(2)完成下列填空: (i)本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时, 小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和 应满足的条件是________. (ii)设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2和s3.a可用 s1、s3和Δt表示为a=________.下图为用米尺测量某一纸带 上的s1、s3的情况,由图可读出s1=________mm,s3= ________mm,由此求得加速度的大小a=________m/s2.
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【红对勾】2014届高三总复习人教版物理【配套实验】:第2章 相互作用--实验二 探究弹力和弹簧伸长

【红对勾】2014届高三总复习人教版物理【配套实验】:第2章 相互作用--实验二 探究弹力和弹簧伸长
D.增挂钩码时所挂钩码数过多,导致橡皮筋超出弹 性限度
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第2章·实验二
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解析:若橡皮筋一直在弹性限度内,虚线和实线应重 合.由于图中虚线和实线并不重合,说明增挂钩码时所挂 钩码过多,导致橡皮筋超出了弹性限度,选项D正确.
答案:D
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第2章·实验二
弹簧伸长量x/cm
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
15
15
15
15
15
16.2 17.3 18.5 19.6 20.8
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第2章·实验二
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①算出每一次弹簧的伸长量,并将结果填在上表的空 格内.
②在下图的坐标上作出F—x图象.
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第2章·实验二
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误差分析
1.本实验的误差来源之一是因弹簧拉力大小的不稳 定造成的,因此,使弹簧的悬挂端固定,另一端通过悬挂 钩码来充当对弹簧的拉力,可以提高实验的准确度.
2.弹簧长度的测量是本实验的主要误差来源,所 以,测量时尽量精确地测量弹簧的长度.
3.在F-x图象上描点、作图不准确.
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第2章·实验二
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第2章·实验二
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用图象法处理实验数据
[例1] 某同学用如下图所示装置做探究弹力和弹簧 伸长关系的实验.他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所 指的标尺刻度,然后在弹簧下端挂上钩8m/s2)
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【红对勾】高中物理 5-3 实验 研究平抛运动课后巩固提高训练 新人教版必修2

【红对勾】高中物理 5-3 实验 研究平抛运动课后巩固提高训练 新人教版必修2

【红对勾】2014-2015学年高中物理 5-3 实验研究平抛运动课后巩固提高训练新人教版必修2限时:45分钟总分:100分一、选择题(1~2为单选,3~6为多选。

每小题8分,共48分。

)1.从水平水管中喷出的水柱显示了平抛运动的轨迹,从水柱的形状我们可以想到( ) A.由于水柱是向下弯曲的,它在竖直方向的速度应该越来越快B.由于水柱是向下弯曲的,它在竖直方向的速度应该越来越慢C.尽管水柱是向下弯曲的,它在竖直方向的速度应该是不变的D.从水柱是向下弯曲的这一现象,我们无法想到什么2.做杂技表演的汽车从高台水平飞出,在空中运动一段时间后着地.记者从侧面用照相机通过多次曝光,拍摄到汽车在着地前后一段时间内的3幅运动照片,如图所示.已知相邻两次曝光的时间间隔相等,汽车的长度为l,则下列说法不正确的是( )A.从左边一幅照片可推算出汽车的水平分速度大小B.从左边一幅照片可推算出相邻两次曝光的时间间隔C.从中间一幅照片可推算出照片中间的小汽车对应时刻的速度D.从右边一幅照片可推算出汽车的水平分速度3.下列有关“研究平抛物体的运动”实验说法正确的是( )A.小球与斜槽之间必须光滑无摩擦B.安装斜槽时其末端一定要水平C.应使用密度大、体积小的金属球D.每次释放小球必须从同一高度沿斜槽滚下4.在用斜槽轨道研究平抛运动时,如果小球每次从斜槽上滚下的初始位置不同,下列说法中正确的是( )A.小球平抛的初速度不同B.小球每次做不同的抛物线运动C.小球在空中运动的时间每次均不同D.小球通过相同的水平位移所用的时间均不同5.数码相机大多具有摄像功能,每秒钟拍摄大约15帧照片,一同学用它拍摄小球从水平面飞出后做平抛运动的几张连续照片,下列处理正确的是( )A.只要测出相邻三照片上小球的距离,就能判断平抛运动的特点B.只要测出相邻三照片上小球的水平距离,就能判断平抛运动在水平方向上的运动特点C.只要测出相邻三照片上小球的竖直距离,就能判断平抛运动在水平方向上的运动特点D.只要测出相邻三照片上小球的竖直距离,就能判断平抛运动在竖直方向上的运动特点6.在探究平抛运动的规律时,可以选用下列各种装置图,以下操作合理的是( )A.选用装置1研究平抛物体竖直分运动,应该用眼睛看A、B两球是否同时落地B.选用装置2要获得稳定的细水柱所显示的平抛轨迹,竖直管上端A一定要低于水面C.选用装置3要获得钢球的平抛轨迹,每次不一定要从斜槽上同一位置由静止释放D.除上述装置外,也能用数码照相机拍摄钢球做平抛运动时每秒15帧的录像获得平抛轨迹二、非选择题(共52分)7.(8分)如图为用频闪摄影方法拍摄的研究物体做平抛运动规律的照片,图中A、B、C为三个同时由同一点出发的小球.AA′为A球在光滑水平面上以速度v运动的轨迹;BB′为B球以速度v被水平抛出后的运动轨迹;CC′为C球自由下落的运动轨迹,通过分析上述三条轨迹可得出结论:______________.8.(8分)一农用水泵的出水管是水平的.当水泵工作时,水流从整个水管中流出.现给你一个钢卷尺和游标卡尺,进行必要的测量估算出水泵的流量.需测量的物理量是:①________、②________、③________,计算流量的表达式Q=________.答案1.A 从水平水管喷出的水柱显示了平抛运动的轨迹,水柱弯曲方向向下,是因为受到重力的作用,且在竖直方向上加速,速度应该越来越快.2.D 由平抛运动的实验规律可得:小车在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,可以从图中读出水平方向的格数是汽车的水平位移,竖直方向由Δs=aT2可求出每段的时间间隔,从而求出水平速度,A、B正确;C项中,由匀变速运动规律v中=s2T得竖直分速度,与水平分速度矢量合成可求出中间对应时刻的速度.而D项中,小车已落地,不再符合平抛运动规律,无法推算.3.BCD 做“研究平抛物体的运动”实验时,小球与斜槽之间不必也无法做到光滑无摩擦,A错误.安装斜槽时其末端一定要水平,是为了保证小球离开斜槽时能做平抛运动,B 对.每次释放小球必须从同一高度沿斜槽滚下,是为了让小球每次都按同一条轨迹做平抛运动,D对.实验所用的金属小球体积越小、密度越大,受空气阻力越小,误差越小,C对.4.ABD 小球滚下的初始位置不同,即开始下滑的高度不同,所以平抛的初速度不同,描点可知,抛物线就不同,故选项A、B正确;由于x=v0t,初速度不同,通过相同的水平位移所用时间就不同,选项D正确;小球在竖直方向做自由落体运动,由h=12gt2,得t=2hg,由此可知平抛运动时间只与平抛运动下落高度有关,选项C错误.5.BD 连续照片之间的时间间隔已知道,因此只需测量两个方向上的对应距离,即可研究两个分运动的性质.6.BD 选用装置1研究平抛物体竖直分运动,由于两个小球不是落在同一点,应该用耳朵听A、B两球是否同时落地,A操作不合理;只有当装置2中竖直管上端A低于水面时才能保证出水口处水压恒定,水流速度恒定,就能获得稳定的细水柱所显示的平抛轨迹,所以B 操作合理;选用装置图3要获得钢球的平抛轨迹,每次一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球,才能保证平抛小球的初速度相同,所以C操作不合理.能用数码照相机拍摄钢球做平抛运动时每秒15帧的录像获得平抛轨迹,D操作合理.所以正确选项是BD.7.做平抛运动的物体在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向做自由落体运动.或平抛运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合成解析:将B 球与A 球相比较,可以看出在同一时刻,在水平方向上B 球和A 球在相同位置,说明B 球水平方向上与A 球的运动是相同的,即在水平方向上B 球做匀速直线运动.将B 球与C 球的运动相比较,B 球在竖直方向上的位置与C 球是相同的,即在竖直方向上B 球与C 球的运动是相同的,即在竖直方向上B 球做自由落体运动.8.①水柱的水平位移x ②水柱的竖直位移y ③管口的直径D πD 2x 2gy 8y解析:水泵的流量指的是单位时间内流出的水的体积,为此,需知道水的流速v 0,v 0可以利用平抛的知识测量.因此,只要测出水柱的水平位移x 和竖直位移y 及管口的直径D ,就可以算出流量Q .x 、y 可以用钢卷尺测量,管口直径D 可以用游标卡尺测量.根据平抛运动的规律,有x =v 0t ,① y =12gt 2,② 由①②解得水的流速为v 0=x 2y g =x 2gy 2y .③ 管的横截面积为S =14πD 2,④ 由③④解得水泵的流量为Q =πD 2x 2gy 8y . 估算水泵的流量时,多处采用了理想化的物理模型,例如把水柱当作粗细均匀的圆柱体,水的流速为匀速保持不变,水从管口流出后做平抛运动.9.(10分)如图所示是获得平抛运动轨迹的实验装置图.(1)在图中标出O 点及Ox 和Oy 轴,并说明这两条坐标轴是如何作出的?(2)说明判断槽口切线是否水平的方法;(3)实验过程中需要经多次释放小球才能描绘出小球运动的轨迹,进行这一实验步骤时应注意什么?10.(12分)小球做平抛运动,用一张印有小方格的纸记录其轨迹,若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度v0是多大?(其中小方格的边长l=1.25 cm,g取9.8 m/s2)11.(14分)试根据平抛运动原理设计测量弹射器弹丸出射初速度的实验方法.提供实验器材、弹射器(含弹丸、如图所示)、铁架台(带夹具)、米尺.①在方框中画出实验示意图.②在安装弹射器时应注意哪些问题.③实验中需要测量的量(并在示意图中用字母标出)有哪些.④由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等,在实验中应采取的什么方法.⑤写出初速度的计算公式.答案9.见解析解析:(1)利用拴在槽口处的铅垂线作出Oy轴,Ox轴与Oy轴垂直.(2)将小球放在槽口的水平部分,小球既不向里滚动,也不向外滚动,说明槽口末端切线是水平的.(3)应注意每次小球都从轨道同一位置由静止释放.10.0.70 m/s解析:由题图可知,小球在水平方向上做匀速运动.在竖直方向上做自由落体运动.Δy =gt 2,即l =gt 2, ①又∵2l =v 0t , ②由①②解得:v 0=2lg ,代入l 、g 值得:v 0=0.70 m/s.11.见解析解析:根据研究平抛运动的实验及平抛运动的原理可知,使弹丸做平抛运动,通过测量下落高度可求出时间,再测水平位移可求出平抛运动的初速度,故①实验示意图如图所示.②弹射器必须保持水平,以保证弹丸初速度沿水平方向.③应测出弹丸下落的高度y 和水平射程x ,如图所示.④在不改变高度y 的条件下进行多次实验,测量水平射程x ,得出水平射程x 的平均值x ,以减小误差.⑤因为y =12gt 2,所以t =2y g . 又因为x =v 0·t ,所以v 0=x t =x 2y /g .。

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2.判断机械能守恒的方法 判断系统的机械能是否守恒,通常可采用下列三种不 同的方法: (1)做功条件分析法.应用系统机械能守恒的条件进行 分析.若物体系统内只有重力和弹力做功,其他力均不做 功,则系统的机械能守恒.
(2)能量转化分析法.从能量转化的角度进行分析.若 只有系统内物体间动能和重力势能及弹性势能的相互转 化,系统跟外界没有发生机械能的传递,机械能也没有转 变成其他形式的能(如没有内能增加),则系统的机械能守 恒.
解析:分析小球上升过程受重力与阻力、重力做的功 与重力势能变化对应,阻力的功与机械能变化对应,合力 的功与动能变化对应. 由动能定理知,小球动能的减少等于小球克服重力和 阻力F阻做的功,为(mg+F阻)H,A错误;小球机械能的减 少等于克服阻力F阻做的功,为F阻H,B正确;小球重力势 能的增加等于小球克服重力做的功,为mgH,C正确;小 mg+F阻 球的加速度a= m >g,D正确.
解析:重力方向向下而物体向上运动,则重力做负 功,重力势能增加mgh=100×10×10 对. J=1.0×104 J,C
答案:C
2.如图所示,小球m从A点由静止开始下落到C点速度 为零,则在此过程中,小球重力做________功(填“正”或 “负”),重力势能________(填“增大”或“减小”),重 力势能变化量为________,小球由B到C阶段,弹簧弹力做 ________功, 弹性势能________.(填“增大”或“减 小”)
悬挂的小球从图示位置释放,小球开始摆动.则关于这几 个物理过程(空气阻力忽略不计),下列判断中正确的是 ( )
A.(甲)图中小球机械能守恒 B.(乙)图中小球A的机械能守恒 C.(丙)图中小球机械能守恒 D.(丁)图中小球的机械能守恒
[解析] 根据不同的物理情景和研究对象,灵活选择 相应的方法来判断物体(物体系统)机械能是否守恒.
答案:C
知识点三
功能关系
知识回顾 一、能量转化和守恒定律 能量既不会消失,也不会创生.它只能从一种形式
转化 为另一种形式,或者从一个物体 转移 到另一个物体,
而在转化和转移的过程中,能量的总量保持 不变.
二、常见的几种功与能的关系 1.合外力对物体做功 等于 物体动能的改变. W合=
Ek2-Ek1 ,即动能定理.
第5章
机械能守恒定律
课时3
机械能守恒定律
能的转化和守恒定律
课前自主学习
课堂讲练互动
随堂巩固训练
课时作业

知识点一
重力势能和弹性势能
知识回顾 1.重力势能 (1)重力做功的特点 ①重力做功与 路径 无关,只与始末位置的 高度差 有 关. ②重力做功不引起物体 机械能 的变化.
(2)重力势能 ①概念:物体由于 被举高 而具有的能. ②表达式:Ep= mgh . ③矢标性:重力势能是 标量 ,正、负表示其 大小.
4.除重力或弹簧的弹力以外的其他力的功与物体
机械能 的增量相对应,即W其他=△E.
(1)除重力或弹簧的弹力以外的其他力做多少正功,物 体的机械能就 增加 多少. (2)除重力或弹簧的弹力以外的其他力做多少 负功 物体的机械能就减少多少. (3)除重力或弹簧的弹力以外的其他力不做功或做功的 代数和为零,物体的机械能 守恒. ,
基础自测 1.将质量为100 kg的物体从地面提升到10m高处,在 这个过程中,下列说法中正确的是(取g=10m/s2)( A.重力做正功,重力势能增加1.0×104 J B.重力做正功,重力势能减少1.0×104 J C.重力做负功,重力势能增加1.0×104 J D.重力做负功,重力势能减少1.0×104 J )
4.应用机械能守恒定律解题的基本步骤 (1)根据题意,选取研究对象(物体或相互作用的物体 系). (2)分析研究对象在运动过程中所受各力的做功情况, 判断是否符合机械能守恒的条件. (3)若符合定律成立的条件,要先选取合适的零势能的 参考平面,确定研究对象在运动过程的初、末状态的机械 能. (4)根据机械能守恒定律列方程,并代入数值求解.
解析:跳水运动员入水减速下降h的过程中,他的重力 势能减少了mgh,则B选项正确;由动能定理知,动能减少 了(F-mg)h,则C选项正确;重力以外的力做的功等于机 械能的变化,则D选项正确.
答案:BCDຫໍສະໝຸດ 对机械能守恒条件的理解[例1] 在如下图所示的物理过程示意图中,(甲)图
一端固定有小球的轻杆,从右偏上30° 角释放后绕光滑 支点摆动;(乙)图为末端固定有小球的轻质直角架,释 放后绕通过直角顶点的固定轴O无摩擦转动;(丙)图为 轻绳一端连有小球,从右偏上30° 角处自由释放;(丁)图 为置于光滑水平面上的带有竖直支架的小车,把用细绳
(2)当研究对象(除地球以外)只有一个物体时,往往根 据是否“只有重力做功”来判定机械能是否守恒;当研究 对象(除地球以外)由多个物体组成时,往往根据是否“没 有摩擦和介质阻力”来判定机械能是否守恒. (3)“只有重力做功”不等于“只受重力作用”.在该 过程中,物体可以受其他力的作用,只要这些力不做功.
5.一对相互作用的滑动摩擦力对物体系统所做总功, 等于摩擦力与相对路程的乘积,即Wf=Ff· x相对,即系统损 失机械能转变成内能,Q=Ff· x相对.
基础自测 1.从地面竖直上抛一个质量为m的小球,小球上升的 最大高度为H.设上升过程中空气阻力F阻恒定.则对于小球 的整个上升过程,下列说法中错误的是( A.小球动能减少了mgH B.小球机械能减少了F阻H C.小球重力势能增加了mgH D.小球的加速度大于重力加速度g )
基础自测 1.(2013· 亳州市模拟)物体在平衡力作用下的运动中 ( ) A.物体的机械能一定不变 B.如果物体的重力势能有变化,则它的机械能一定 有变化 C.物体的动能可能变化,但机械能一定有变化 D.物体的重力势能可能变化,但它的机械能一定不 变
解析:由动能定理知,平衡力作用下物体的动能一定 不变,C错,若物体的重力势能不变则机械能不变,若重 力势能变化,则机械能一定有变化,B对,A、D错.
(3)分析思路不同.用机械能守恒定律解题只分析研究 对象的初、末状态的动能和势能;而用动能定理解题,不 但要分析研究对象的初、末状态的动能,还要分析所有外 力(及内力)所做的功,并求出这些外力(及内力)所做的总 功. (4)书写方式不同.在解题的书写表达上,机械能守恒 定律的等号两边都是动能与势能的和;而用动能定理解题 时,等号左边一定是外力(及内力)的总功,右边则是动能 的变化.
(3)重力做功与重力势能变化的关系 ①定性关系:重力对物体做正功,重力势能就减少 ; 重力对物体做负功,重力势能就 增加. ②定量关系:重力对物体做的功 等于 物体重力势能的 减少量.即WG=-(EP2-EP1)=EP1-EP2.
2.弹性势能 (1)概念:物体由于发生 弹性形变 而具有的能. (2)大小:弹簧的弹性势能的大小与形变量及劲度系数 有关,弹簧的形变量 越大 ,劲度系数 越大 ,弹簧的弹性 势能越大. (3)弹力做功与弹性势能变化的关系类似于重力做功与 重力势能变化的关系,用公式表示:W=- △EP .
解析:重力做正功,重力势能减小,变化量为mg(h+ x),弹簧弹力对小球做负功,弹性势能增大.
答案:正
减小 mg(h+x) 负
增大
知识点二
机械能守恒定律
知识回顾 1.机械能
动能 和 势能 统称为机械能,即E= Ek+EP,其中势
能包括 重力势能 和 弹性势能.
2.机械能守恒定律 (1)内容:在只有 重力或弹力 做功的物体系统内,动能 与势能可以相互转化,而总的机械能 保持不变. (2)表达式: ①Ek1+EP1=Ek2+EP2.(要选零势能参考平面) ②△Ek=-△EP.(不用选零势能参考平面) ③△EA增= △EB减. (不用选零势能参考平面)
2.重力做功对应重力势能的改变. WG=-△EP=EP1-EP2 重力做多少正功,重力势能 减少 多少;重力做多少 负功,重力势能 增加 多少.
3.弹簧弹力做功与弹性势能的 改变 相对应. WF=-△Ep=Ep1-EP2 弹力做多少正功,弹性势能 减少 多少;弹力做多少负 功,弹性势能 增加 多少.
[解析]
(甲)图过程中轻杆对小球不做功,小球的机械
能守恒;(乙)图过程中轻杆对A的弹力不沿杆的方向,会对 小球做功,所以每个小球的机械能不守恒,但把两个小球 作为一系统时机械能守恒;(丙)图中绳子绷紧的过程有动 能损失,机械能不守恒;(丁)图过程中细绳也会拉动小车 运动,取地面为参考系,小球的轨迹不是圆弧,细绳会对 小球做功,小球的机械能不守恒,把小球和小车当作一个 系统,机械能才守恒.
答案:B
2.从h高处以初速度v0竖直向上抛出一个质量为m的 小球,如图所示,若取抛出处物体的重力势能为0,不计空 气阻力,则物体着地时的机械能为( )
A.mgh 1 2 B.mgh+ mv0 2 1 2 C. mv0 2 1 2 D. mv0-mgh 2
1 解析:由于抛出处物体的机械能为 mv 2 0 ,由机械能守 2 1 2 恒定律得物体着地时的机械能为 mv0. 2
(3)增减情况分析法.直接从机械能各种形式能量的增 减情况进行分析.若系统的动能与势能均增加或均减少, 则系统的机械能不守恒;若系统的动能或势能不变,而势 能或动能却发生了变化,则系统的机械能不守恒;若系统 内各个物体的机械能均增加或均减少,则系统的机械能也 不守恒.当然,这种方法只能判断系统的机械能明显不守 恒的情况,对于另一些情况(如系统的动能增加而势能减少) 则无法做出定性的判断.
思考:物体所受合外力为零,物体的机械能一定守恒 吗?举例说明. 不一定,例如重物在竖直向上的外力作用下,沿竖直 方向匀速上升的过程,其机械能逐渐增加.
要点深化 1.对机械能守恒定律的理解 (1)机械能守恒定律的研究对象一定是系统,至少包括 地球在内.通常我们说“小球的机械能守恒”其实也就包 括地球在内,因为重力势能就是小球和地球所共有的.另 外小球的动能中所用的v,也是相对于地面的速度.
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