高中物理总复习 机械能
高中物理《机械能》知识点总结
高中物理《机械能》知识点总结一、功1概念: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。
功是能量转化的量度。
2条件:.力和力的方向上位移的乘积3公式:W=F S cosθ--某力功,单位为焦耳(--某力(要为恒力,单位为牛顿(S--物体运动的位移,一般为对地位移,单位为米(m--力与位移的夹角4功是标量,但它有正功、负功。
某力对物体做负功,也可说成"物体克服某力做功"。
当时,即力与位移成锐角,功为正;动力做功;当时,即力与位移垂直功为零,力不做功;当时,即力与位移成钝角,功为负,阻力做功;5功是一个过程所对应的量,因此功是过程量。
6功仅与F、S、θ有关,与物体所受的其它外力、速度、加速度无关。
7几个力对一个物体做功的代数和等于这几个力的合力对物体所做的功。
即W总=W1+W2+...+Wn或W总=F合Scosθ8合外力的功的求法:方法1:先求出合外力,再利用W=Flcosα求出合外力的功。
方法2:先求出各个分力的功,合外力的功等于物体所受各力功的代数和。
二、功率1概念:功跟完成功所用时间的比值,表示力(或物体做功的快慢。
2公式:(平均功率(平均功率或瞬时功率3单位:瓦特W4分类:额定功率:指发动机正常工作时最大输出功率实际功率:指发动机实际输出的功率即发动机产生牵引力的功率,P实≤P额。
5分析汽车沿水平面行驶时各物理量的变化,采用的基本公式是P=Fv和F-f=ma6应用:(1机车以恒定功率启动时,由(为机车输出功率,为机车牵引力,为机车前进速度机车速度不断增加则牵引力不断减小,当牵引力时,速度不再增大达到最大值,则。
(2机车以恒定加速度启动时,在匀加速阶段汽车牵引力恒定为,速度不断增加汽车输出功率随之增加,当时,开始减小但仍大于因此机车速度继续增大,直至时,汽车便达到最大速度,则。
三、重力势能1定义:物体由于被举高而具有的能,叫做重力势能。
2公式:h--物体具参考面的竖直高度3参考面a重力势能为零的平面称为参考面;b选取:原则是任意选取,但通常以地面为参考面若参考面未定,重力势能无意义,不能说重力势能大小如何选取不同的参考面,物体具有的重力势能不同,但重力势能改变与参考面的选取无关。
高中物理:机械能知识点总结及习题练习
高中物理:机械能知识点总结及习题练习知识网络八大考点考点1.功1.功的公式:W=Fscosθ0≤θ< 90°力F对物体做正功,θ= 90°力F对物体不做功,90°<θ≤180° 力F对物体做负功。
特别注意:①公式只适用于恒力做功② F和S是对应同一个物体的;③某力做的功仅由F、S和q决定, 与其它力是否存在以及物体的运动情况都无关。
2.重力的功:WG =mgh ——只跟物体的重力及物体移动的始终位置的高度差有关,跟移动的路径无关。
3.摩擦力的功(包括静摩擦力和滑动摩擦力)摩擦力可以做负功,摩擦力可以做正功,摩擦力可以不做功,一对静摩擦力的总功一定等于0,一对滑动摩擦力的总功等于 - fΔS4.弹力的功(1)弹力对物体可以做正功可以不做功,也可以做负功。
(2)弹簧的弹力的功——W = 1/2 kx12 – 1/2 kx22(x1 、x2为弹簧的形变量)5.合力的功——有两种方法:(1)先求出合力,然后求总功,表达式为ΣW=ΣF×S ×cosθ(2)合力的功等于各分力所做功的代数和,即ΣW=W1 +W2+W3+……6.变力做功: 基本原则——过程分割与代数累积(1)一般用动能定理W合=ΔEK 求之;(2)也可用(微元法)无限分小法来求, 过程无限分小后,可认为每小段是恒力做功(3)还可用F-S图线下的“面积”计算.(4)或先寻求F对S的平均作用力7.做功意义的理解问题:解决功能问题时,把握“功是能量转化的量度”这一要点,做功意味着能量的转移与转化,做多少功,相应就有多少能量发生转移或转化考点2.功率1. 定义式:,所求出的功率是时间t内的平均功率。
2. 计算式:P=Fvcos θ , 其中θ是力F与速度v间的夹角。
用该公式时,要求F为恒力。
(1)当v为即时速度时,对应的P为即时功率;(2)当v为平均速度时,对应的P为平均功率。
(3)重力的功率可表示为PG =mgv⊥,仅由重力及物体的竖直分运动的速度大小决定。
高中物理复习:机械能守恒定律和能量守恒定律
高中物理复习:机械能守恒定律和能量守恒定律【知识点的认识】1.机械能:势能和动能统称为机械能,即E=E k+E p,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(或弹簧弹力)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:观点表达式守恒观点 E1=E2,E k1+E p1=E k2+E p2(要选零势能参考平面)转化观点△E K=﹣△E P(不用选零势能参考平面)转移观点△E A=﹣△E B(不用选零势能参考平面)【命题方向】题型一:机械能是否守恒的判断例1:关于机械能是否守恒的叙述中正确的是()A.只要重力对物体做了功,物体的机械能一定守恒B.做匀速直线运动的物体,机械能一定守恒C.外力对物体做的功为零时,物体的机械能一定守恒D.只有重力对物体做功时,物体的机械能一定守恒分析:机械能守恒的条件:只有重力或弹力做功的物体系统,其他力不做功,理解如下:①只受重力作用,例如各种抛体运动.②受到其它外力,但是这些力是不做功的.例如:绳子的一端固定在天花板上,另一端系一个小球,让它从某一高度静止释放,下摆过程中受到绳子的拉力,但是拉力的方向始终与速度方向垂直,拉力不做功,只有重力做功,小球的机械能是守恒的.③受到其它外力,且都在做功,但是它们的代数和为0,此时只有重力做功,机械能也是守恒的.解:A、机械能守恒条件是只有重力做功,故A错误;B、匀速运动,动能不变,但重力势能可能变化,故B错误;C、外力对物体做的功为零时,不一定只有重力做功,当其它力与重力做的功的和为0时,机械能不守恒,故C错误;D、机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功,故D正确.故选:D.点评:本题关键是如何判断机械能守恒,可以看能量的转化情况,也可以看是否只有重力做功.题型二:机械能守恒定律的应用例2:如图,竖直放置的斜面下端与光滑的圆弧轨道BCD的B端相切,圆弧半径为R,∠COB =θ,斜面倾角也为θ,现有一质量为m的小物体从斜面上的A点无初速滑下,且恰能通过光滑圆形轨道的最高点D.已知小物体与斜面间的动摩擦因数为μ,求:(1)AB长度l应该多大.(2)小物体第一次通过C点时对轨道的压力多大.分析:(1)根据牛顿第二定律列出重力提供向心力的表达式,再由动能定理结合几何关系即可求解;(2)由机械能守恒定律与牛顿第二定律联合即可求解.解:(1)因恰能过最高点D,则有又因f=μN=μmgcosθ,物体从A运动到D全程,由动能定理可得:mg(lsinθ﹣R﹣Rcosθ)﹣fl=联立求得:(2)物体从C运动到D的过程,设C点速度为v c,由机械能守恒定律:物体在C点时:联合求得:N=6mg答:(1)AB长度得:.(2)小物体第一次通过C点时对轨道的压力6mg.点评:本题是动能定理与牛顿运动定律的综合应用,关键是分析物体的运动过程,抓住滑动摩擦力做功与路程有关这一特点.题型三:多物体组成的系统机械能守恒问题例3:如图所示,A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连,A放在固定的光滑斜面上,B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,C球放在水平地面上.现用手控制住A,并使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行.已知A的质量为4m,B、C的质量均为m,重力加速度为g,细线与滑轮之间的摩擦不计,开始时整个系统处于静止状态.释放A后,A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面.下列说法正确的是()A.斜面倾角α=30°B.A获得最大速度为2gC.C刚离开地面时,B的加速度最大D.从释放A到C刚离开地面的过程中,A、B两小球组成的系统机械能守恒分析:C球刚离开地面时,弹簧的弹力等于C的重力,根据牛顿第二定律知B的加速度为零,B、C加速度相同,分别对B、A受力分析,列出平衡方程,求出斜面的倾角.A、B、C组成的系统机械能守恒,初始位置弹簧处于压缩状态,当B具有最大速度时,弹簧处于伸长状态,根据受力知,压缩量与伸长量相等.在整个过程中弹性势能变化为零,根据系统机械能守恒求出B的最大速度,A的最大速度与B相等;解:A、C刚离开地面时,对C有:kx2=mg此时B有最大速度,即a B=a C=0则对B有:T﹣kx2﹣mg=0对A有:4mgsinα﹣T=0以上方程联立可解得:sinα=,α=30°,故A正确;B、初始系统静止,且线上无拉力,对B有:kx1=mg由上问知x1=x2=,则从释放至C刚离开地面过程中,弹性势能变化量为零;此过程中A、B、C组成的系统机械能守恒,即:4mg(x1+x2)sinα=mg(x1+x2)+(4m+m)v Bm2以上方程联立可解得:v Bm=2g所以A获得最大速度为2g,故B正确;C、对B球进行受力分析可知,C刚离开地面时,B的速度最大,加速度为零.故C错误;D、从释放A到C刚离开地面的过程中,A、B、C及弹簧组成的系统机械能守恒,故D错误.故选:AB.点评:本题关键是对三个小球进行受力分析,确定出它们的运动状态,再结合平衡条件和系统的机械能守恒进行分析.【解题方法点拨】1.判断机械能是否守恒的方法(1)利用机械能的定义判断:分析动能与势能的和是否变化.如:匀速下落的物体动能不变,重力势能减少,物体的机械能必减少.(2)用做功判断:若物体或系统只有重力(或弹簧的弹力)做功,或有其他力做功,但其他力做功的代数和为零,机械能守恒.(3)用能量转化来判断:若系统中只有动能和势能的相互转化,而无机械能与其他形式的能的转化,则系统的机械能守恒.(4)对一些绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等问题机械能一般不守恒,除非题中有特别说明或暗示.2.应用机械能守恒定律解题的基本思路(1)选取研究对象﹣﹣物体或系统.(2)根据研究对象所经历的物理过程,进行受力、做功分析,判断机械能是否守恒.(3)恰当地选取参考平面,确定研究对象在过程的初、末态时的机械能.(4)选取方便的机械能守恒定律的方程形式(E k1+E p1=E k2+E p2、△E k=﹣△E p或△E A=﹣△E B)进行求解.注:机械能守恒定律的应用往往与曲线运动综合起来,其联系点主要在初末状态的速度与圆周运动的动力学问题有关、与平抛运动的初速度有关.3.对于系统机械能守恒问题,应抓住以下几个关键:(1)分析清楚运动过程中各物体的能量变化;(2)哪几个物体构成的系统机械能守恒;(3)各物体的速度之间的联系.13.能量守恒定律【知识点的认识】能量守恒定律1.内容:能量即不会凭空产生,也不会凭空消失,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别的物体,在转化或转移的过程中其总量不变,叫能量守恒定律.2.公式:E=恒量;△E增=△E减;E初=E末;3.说明:①能量形式是多种的;②各种形式的能都可以相互转化.4.第一类永动机不可制成①定义:不消耗能量的机器,叫第一类永动机.②原因:违背了能量守恒定律.。
高中物理必修2动能定理和机械能守恒定律复习
高中物理必修2动能定理、机械能守恒定律复习考纲要求1、动能定理 (Ⅱ)2、做功与动能改变的关系 (Ⅱ)3、机械能守恒定律 (Ⅱ)知识归纳1、动能定理(1)推导:设一个物体的质量为m ,初速度为V 1,在与运动方向相同的恒力F 作用下,发生了一段位移S ,速度增加到V 2,如图所示。
在这一过程中,力F 所做的功W=F ·S ,根据牛顿第二定律有F=ma ;根据匀加速直线运动的规律,有:V 22-V 13=2aS ,即aV V S 22122-=。
可得:W=F ·S=ma ·2122212221212mV mV a V V -=- (2)定理:①表达式 W=E K2-E K1 或 W 1+W 2+……W n =21222121mV mV - ②意义 做功可以改变物体的能量—所有外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。
ⅰ、如果合外力对物体做正功,则E K2>E K1 ,物体的动能增加;ⅱ、如果合外力对物体做负功,则E K2<E K1 ,物体的动能减少;ⅱ、如果合外力对物体不做功,则物体的动能不发生变化。
(3)理解:①外力对物体做的总功等于物体动能的变化。
W 总=△E K =E K2-E K1 。
它反映了物体动能变化与引起变化的原因——力对物体做功的因果关系。
可以理解为外力对物体做功等于物体动能增加,物体克服外力做功等于物体动能减少。
外力可以是重力、弹力、摩擦力,也可以是任何其他力,但物体动能的变化对应合外力的功,而不是某一个力的功。
②注意的动能的变化,指末动能减初动能。
用△E K 表示动能的变化,△E K >0,表示动能增加;△E K <0,表示动能减少。
③动能定理是标量式,功和动能都是标量,不能利用矢量法则分解,故动能定理无分量式。
(4)应用:①动能定理的表达式是在恒力作用且做匀加速直线运动的情况下得出的,但它也适用于减速运动、曲线运动和变力对物体做功的情况。
②动能定理对应的是一个过程,并且它只涉及到物体初末态的动能和整个过程中合外力的功,它不涉及物体运动过程中的加速度、时间和中间状态的速度、动能,因此用它处理问题比较方便。
高中物理机械能守恒定律知识点归纳
高中物理机械能守恒定律知识点归纳1.由物体间的相互作用和物体间的相对位置决定的能叫做势能.如重力势能、弹性势能、分子势能、电势能等.(1)物体由于受到重力作用而具有重力势能,表达式为E P=一mgh.式中h是物体到零重力势能面的高度.(2)重力势能是物体与地球系统共有的.只有在零势能参考面确定之后,物体的重力势能才有确定的值,若物体在零势能参考面上方高h处其重力势能为E P=一mgh,若物体在零势能参考面下方低h处其重力势能为E P=一mgh,“一”不表示方向,表示比零势能参考面的势能小,显然零势能参考面选择的不同,同一物体在同一位置的重力势能的多少也就不同,所以重力势能是相对的.通常在不明确指出的情况下,都是以地面为零势面的.但应特别注意的是,当物体的位置改变时,其重力势能的变化量与零势面如何选取无关.在实际问题中我们更会关心的是重力势能的变化量.(3)弹性势能,发生弹性形变的物体而具有的势能.高中阶段不要求具体利用公式计算弹性势能,但往往要根据功能关系利用其他形式能量的变化来求得弹性势能的变化或某位置的弹性势能.2.重力做功与重力势能的关系:重力做功等于重力势能的减少量W G=ΔE P减=E P初一E P末,克服重力做功等于重力势能的增加量W克=ΔE P增=E P末—E P初特别应注意:重力做功只能使重力势能与动能相互转化,不能引起物体机械能的变化.3、动能和势能(重力势能与弹性势能)统称为机械能.二、机械能守恒定律1、内容:在只有重力(和弹簧的弹力)做功的情况下,物体的动能和势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变.2.机械能守恒的条件(1)做功角度:对某一物体,若只有重力(或弹簧弹力)做功,其他力不做功(或其他力做功的代数和为零),则该物体机械能守恒.(2)能转化角度:对某一系统,物体间只有动能和重力势能及弹性势能的相互转化,系统和外界没有发生机械能的传递,机械能也没有转变为其他形式的能,则系统机械能守恒.3.表达形式:E K1+E pl=E k2+E P2(1)我们解题时往往选择的是与题目所述条件或所求结果相关的某两个状态或某几个状态建立方程式.此表达式中E P是相对的.建立方程时必须选择合适的零势能参考面.且每一状态的E P都应是对同一参考面而言的.(2)其他表达方式,ΔE P=一ΔE K,系统重力势能的增量等于系统动能的减少量.(3)ΔE a=一ΔE b,将系统分为a、b两部分,a部分机械能的增量等于另一部分b的机械能的减少量,三、判断机械能是否守恒首先应特别提醒注意的是,机械能守恒的条件绝不是合外力的功等于零,更不是合外力等于零,例如水平飞来的子弹打入静止在光滑水平面上的木块内的过程中,合外力的功及合外力都是零,但系统在克服内部阻力做功,将部分机械能转化为内能,因而机械能的总量在减少.(1)用做功来判断:分析物体或物体受力情况(包括内力和外力),明确各力做功的情况,若对物体或系统只有重力或弹力做功,没有其他力做功或其他力做功的代数和为零,则机械能守恒;(2)用能量转化来判定:若物体系中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化,则物体系机械能守恒.(3)对一些绳子突然绷紧,物体间非弹性碰撞等除非题目的特别说明,机械能必定不守恒,完全非弹性碰撞过程机械能不守恒说明:1.条件中的重力与弹力做功是指系统内重力弹力做功.对于某个物体系统包括外力和内力,只有重力或弹簧的弹力作功,其他力不做功或者其他力的功的代数和等于零,则该系统的机械能守恒,也就是说重力做功或弹力做功不能引起机械能与其他形式的能的转化,只能使系统内的动能和势能相互转化.如图5-50所示,光滑水平面上,A与L1、L2二弹簧相连,B与弹簧L2相连,外力向左推B使L1、L2被压缩,当撤去外力后,A、L2、B这个系统机械能不守恒,因为L I对A的弹力是这个系统外的弹力,所以A、L2、B这个系统机械能不守恒.但对L I、A、L2、B这个系统机械能就守恒,因为此时L1对A的弹力做功属系统内部弹力做功.2.只有系统内部重力弹力做功,其它力都不做功,这里其它力合外力不为零,只要不做功,机械能仍守恒,即对于物体系统只有动能与势能的相互转化,而无机械能与其他形式转化(如系统无滑动摩擦和介质阻力,无电磁感应过程等等),则系统的机械能守恒,如图5-51所示光滑水平面上A与弹簧相连,当弹簧被压缩后撤去外力弹开的过程,B相对A没有发生相对滑动,A、B之间有相互作用的力,但对弹簧A、B物体组成的系统机械能守恒.3.当除了系统内重力弹力以外的力做了功,但做功的代数和为零,但系统的机械能不一定守恒.如图5—52所示,物体m在速度为v0时受到外力F作用,经时间t速度变为v t.(v t>v0)撤去外力,由于摩擦力的作用经时间t/速度大小又为v0,这一过程中外力做功代数和为零,但是物体m的机械能不守恒。
高中物理:机械能知识点
高中物理:机械能知识点1.功(1)功的定义:力和作用在力的方向上通过位移的乘积,是描述力对空间积累效应的物理量,过程量。
定义式:W=F·s·cosθ,其中F是力,s是力的作用点位移(对地),θ是力与位移间的夹角. 本公式只适用于恒力做功.(2)变力做功的计算方法:①利用动能定理。
②如果P一定,可以根据W=P·t,计算一段时间内平均做功.③根据功是能量转化的量度反过来可求功.④用功的图示(F-s图像)求。
(3)摩擦力、空气阻力做功的计算:功的大小等于力和路程的乘积. 滑动摩擦力做功:W=fd (d是两物体间的相对位移),且W=Q(摩擦生热)2.功率(1)功率的概念:表示力做功快慢的物理量,标量。
求功率时一定要分清是求哪个力的功率,还要分清是求平均功率还是瞬时功率。
(2)功率的计算①平均功率:P=W/t(定义式)表示时间t内的平均功率,不管是恒力做功,还是变力做功,都适用。
②瞬时功率:P=F·v·cosα,α为两者间的夹角。
v若为平均速度,则求的是平均功率;v 若为瞬时速度,则求的是瞬时功率。
(3)额定功率与实际功率:额定功率:发动机正常工作时的最大功率。
实际功率:发动机实际输出的功率,它可以小于额定功率,但不能长时间超过额定功率。
(4)交通工具的启动问题通常说的机车的功率或发动机的功率实际是指其牵引力的功率.①以恒定功率P启动:机车的运动过程是先作加速度减小的加速运动,后以最大速度vm=P/f 作匀速直线运动。
v-t图像。
②以恒定牵引力F启动:机车先作匀加速运动,当功率增大到额定功率时速度为v1=P/F,而后开始作加速度减小的加速运动,最后以最大速度vm=P/f作匀速直线运动。
v-t图像。
动能定理:外力对物体所做的总功等于物体动能的变化,表达式(1)动能定理普遍适用,即不仅适用于恒力、直线运动,也适用于变力及物体作曲线运动的情况.(2)功和动能都是标量,不能利用矢量法则分解,故动能定理无分量式.(3)应用动能定理只考虑初、末状态,没有守恒条件的限制,也不受力的性质和物理过程的变化的影响。
高中物理第八章机械能守恒定律知识点总结归纳(带答案)
高中物理第八章机械能守恒定律知识点总结归纳单选题1、如图所示,“歼15”战机每次从“辽宁号”航母上起飞的过程中可视为匀加速直线运动,且滑行的距离和牵引力都相同,则( )A .携带的弹药越多,加速度越大B .携带的弹药越多,牵引力做功越多C .携带的弹药越多,滑行的时间越长D .携带的弹药越多,获得的起飞速度越大答案:CA .由题知,携带的弹药越多,即质量越大,然牵引力一定,根据牛顿第二定律F =ma质量越大加速度a 越小,A 错误B .牵引力和滑行距离相同,根据W =Fl得,牵引力做功相同,B 错误C .滑行距离L 相同,加速度a 越小,滑行时间由运动学公式t =√2L a可知滑行时间越长,C 正确D .携带的弹药越多,获得的起飞速度由运动学公式v=√2aL可知获得的起飞速度越小,D错误故选C。
2、如图所示,劲度系数为k的轻质弹簧,一端系在竖直放置的半径为R的圆环顶点P,另一端系一质量为m 的小球,小球穿在圆环上做无摩擦的运动。
设开始时小球置于A点,弹簧处于自然状态,当小球运动到最低点时速率为v,对圆环恰好没有压力。
下列分析正确的是()A.小球过B点时,弹簧的弹力为mg−m v 2RB.小球过B点时,弹簧的弹力为mg+m v 22RC.从A到B的过程中,小球的机械能守恒D.从A到B的过程中,小球的机械能减少答案:DAB.由于小球运动到最低点时速率为v,对圆环恰好没有压力,根据牛顿第二定律F 弹-mg=mv2R即F 弹=mg+mv2RAB错误;CD.从A到B的过程中,小球和弹簧组成的系统机械能守恒,及ΔE球=ΔE弹簧又ΔE=ΔE p弹簧弹簧伸长,形变量变大,弹簧的弹性势能增大,小球的机械能减小,C错误,D正确。
故选D。
3、下列关于重力势能的说法正确的是()。
A.物体的重力势能一定大于零B.在地面上的物体的重力势能一定等于零C.物体重力势能的变化量与零势能面的选取无关D.物体的重力势能与零势能面的选取无关答案:CA.物体的重力势能可能等于零、大于零、小于零。
高中物理——机械能
高中物理——机械能1.功的计算。
cos W Fx α=123cos n F F F F W W W W W F x α=++=合合2. 计算平均功率:P v W t P F =⋅⎧=⎪⎨⎪⎩ 计算瞬时功率:P F v =⋅瞬瞬cos P F v α=⋅⋅ (力F 的方向与速度v 的方向夹角α)3. 重力势能:P E mgh=重力做功计算公式:12G P P W mgh mgh E E =-=-初末重力势能变化量:21P P P E E E mgh mgh ∆=-=-末初重力做功与重力势能变化量之间的关系:G PW E =-∆重力做功特点:重力做正功(A 到B),重力势能减小。
重力做负功(C 到D),重力势能增加。
4.弹簧弹性势能:212P E k x =∆x l l ∆=-(弹簧的变化量)弹簧弹力做的功等于弹性势能变化量的负值:P P P W E E E =-∆=-弹初末特点:弹力对物体做正功,弹性势能减小。
弹力对物体做负功,弹性势能增加。
5.动能:212K E mv=动能变化量:22211122K K K E E E mv mv ∆=-=-末初6.动能定理:K K K W E E E =∆=-合末初常用变形:123n F F F F K K K E W W E W E W ∆=++=-末初7.机械能守恒:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能和势能会发生相互转化,但机械能的总量保持不变。
表达式:1122P K P K E E E E +=+(初状态的势能和动能之和等于末状态的势能和动能之和)K PE E ∆=-∆ (动能的增加量等于势能的减少量)A BE E ∆=-∆ (A 物体机械能的增加量等于B 物体机械能的减少量)。
2023年人教版高中物理复习第五章第3讲机械能守恒定律
第3讲机械能守恒定律【课程标准】1.理解重力势能,知道重力势能的变化与重力做功的关系。
定性了解弹性势能。
2.通过实验验证机械能守恒定律。
理解机械能守恒定律,体会守恒观念对认识物理规律的重要性。
3.能用机械能守恒定律分析生产生活中的有关问题。
【素养目标】物理观念:理解重力势能和弹力势能的概念,知道机械能守恒定律的内容。
科学思维:会分析机械能守恒的条件,能从机械能守恒的角度分析动力学问题。
一、重力势能与弹性势能重力势能弹性势能定义物体由于被举高而具有的能量发生弹性形变的物体的各部分之间,由于有弹力的相互作用而具有的势能大小E p=mgh,h是相对于参考平面的高度与弹簧的形变量x、劲度系数k有关,x、k越大,弹性势能就越大特点系统性:物体与地球所共有相对性:大小与参考平面的选取有关标矢性:标量,正、负表示大小—力做功的特点重力做功与路径无关,只与始末位置的高度差有关—力做功与势能变化的关系1.重力(弹力)对物体做正功,重力(弹性)势能减小;反之则增加;2.重力(弹力)对物体做的功等于重力(弹性)势能的减少量,即W=E p1-E p2=-ΔE p3.重力势能的变化量是绝对的,与参考平面的选取无关。
命题·生活情境蹦极是近些年来新兴的一项非常刺激的户外休闲活动。
跳跃者站在约40米以上(相当于10层楼)高度的桥梁、塔顶、高楼、吊车甚至热气球上,把一端固定的一根长长的橡皮绳绑在踝关节处,然后两臂伸开,双腿并拢,头朝下跳下去。
(1)跳跃者从开始跳下至第一次到最低点,经历哪些运动过程?(忽略空气阻力)提示:自由落体运动、加速度减小的加速运动、加速度增大的减速运动。
(2)在上述过程中哪些力做功?对应的能量怎么变化呢?提示:整个过程中重力做正功,跳跃者的重力势能减小;橡皮绳伸直后弹力做负功,弹性势能增大。
二、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,动能与势能可以互相转化,而总的机械能保持不变。
高中物理第八章机械能守恒定律知识点总结归纳完整版(带答案)
高中物理第八章机械能守恒定律知识点总结归纳完整版单选题1、如图所示,斜面倾角为θ=37°,物体1放在斜面紧靠挡板处,物体1和斜面间动摩擦因数为μ=0.5,一根很长的不可伸长的柔软轻绳跨过光滑轻质的小定滑轮,绳一端固定在物体1上,另一端固定在物体2上,斜面上方的轻绳与斜面平行。
物体2下端固定一长度为h 的轻绳,轻绳下端拴在小物体3上,物体1、2、3的质量之比为4:1:5,开始时用手托住小物体3,小物体3到地面的高度也为h ,此时各段轻绳刚好拉紧。
已知物体触地后立即停止运动、不再反弹,重力加速度为g =10m/s 2,小物体3从静止突然放手后物体1沿面上滑的最大距离为( )A .3hB .73hC .2hD .43h 答案:D设2的质量为m ,从开始放手到3触地过程中,设触地时3的速度为v 1;则对整体根据功能关系可知 6mgh ﹣(4mg sin θ+4μmg cos θ)h =12(10m )v 12此后3停止,设物体2继续向下运动距离s 后速度减小为零,对1、2应用功能关系可知mgs ﹣(4mg sin θ+4μmg cos θ)s =0−12(5m )v 12解得s =ℎ3则1沿斜面上滑的最大距离为L =h +s =43h故D 正确,ABC 错误。
故选D 。
2、有一种飞机在降落的时候,要打开尾部的减速伞辅助减速,如图所示。
在飞机减速滑行过程中,减速伞对飞机拉力做功的情况是()A.始终做正功B.始终做负功C.先做负功后做正功D.先做正功后做负功答案:B减速伞对飞机的作用力与飞机运动方向相反,对飞机做负功。
故选B。
3、如图,一位质量为m的滑雪运动员从高h的斜坡加速下滑。
如果运动员在下滑过程中受到的阻力F f,斜坡倾角θ,则下列说法正确的是()A.阻力做功为W f=F fℎsinθB.重力做功为W G=mgℎC.阻力做功为W f=F fℎD.人所受外力的总功为零答案:BAC.阻力做功为W f=−F fℎsinθ故AC错误;B.重力做功为W G=mgℎ故B正确;D.人加速下滑,动能增加,则根据动能定理可知,人所受外力的总功不为零,故D错误。
最新高考一轮总复习物理人教版《实验7 验证机械能守恒定律》
高中总复习优化设计
GAO ZHONG ZONG FU XI YOU HUA SHE JI
实验7
验证机械能守恒定律
内
容
索
引
01
必备知识落实
02
实验能力形成
03
巩固提升检测
必备知识落实
一、实验目的
验证机械能守恒定律。
二、实验原理
实验原理图
1.在只有重力做功的自由落体运动中,物体的重力势能和动能互相转化,
的瞬时速度大小,C、D 正确。
(2)由(1)可知,需要的实验器材有打点计时器、重物、毫米刻度尺。
(3)重复多次得到清晰的纸带后,应拆除装置,整理实验器材。
(4)由题意可知该打点计时器的打点周期为 T=0.02 s,重物运动到打 B 点时的
8.89×10-2
速度大小为 vB= =
m/s=2.222 5 m/s,则运动到打 B 点时的动能为
置题目,不脱离教材而又不拘泥于教材,体现开放性、探究性、实验方法的
改进等特点。
1.实验器材、装置的改进
2.速度测量方法的改进
由光电门计算速度
由纸带上各点计算速度
3.实验方案的改进
利用自由落体运动的闪光照片验证机械能守恒定律。
【例3】 利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图所示。
(1)实验步骤。
D.接通电源,释放纸带;
E.取下纸带,重复上述实验步骤多次;
拆除装置,整理器材
F.____________________________________。
(4)实验中打出的某条点迹清晰的纸带如图所示。已知打点计时器所用
电源的频率为50 Hz,当地的重力加速度g取9.80 m/s2,重物的质量为1.00 kg。
高中物理机械能守恒定律知识点总结
高中物理机械能守恒定律知识点总结(一)一、功1.公式和单位:,其中是F和l的夹角.功的单位是焦耳,符号是J.2.功是标量,但有正负.由,可以看出:(1)当0°≤<90°时,0<≤1,则力对物体做正功,即外界给物体输送能量,力是动力;(2)当=90°时,=0,W=0,则力对物体不做功,即外界和物体间无能量交换.(3)当90°<≤180°时,-1≤<0,则力对物体做负功,即物体向外界输送能量,力是阻力.3、判断一个力是否做功的几种方法(1)根据力和位移的方向的夹角判断,此法常用于恒力功的判断,由于恒力功W=Flcos α,当α=90°,即力和作用点位移方向垂直时,力做的功为零.(2)根据力和瞬时速度方向的夹角判断,此法常用于判断质点做曲线运动时变力的功.当力的方向和瞬时速度方向垂直时,作用点在力的方向上位移是零,力做的功为零.(3)根据质点或系统能量是否变化,彼此是否有能量的转移或转化进行判断.若有能量的变化,或系统内各质点间彼此有能量的转移或转化,则必定有力做功.4、各种力做功的特点(1)重力做功的特点:只跟初末位置的高度差有关,而跟运动的路径无关.(2)弹力做功的特点:对接触面间的弹力,由于弹力的方向与运动方向垂直,弹力对物体不做功;对弹簧的弹力做的功,高中阶段没有给出相关的公式,对它的求解要借助其他途径如动能定理、机械能守恒、功能关系等.(3)摩擦力做功的特点:摩擦力做功跟物体运动的路径有关,它可以做负功,也可以做正功,做正功时起动力作用.如用传送带把货物由低处运送到高处,摩擦力就充当动力.摩擦力的大小不变、方向变化(摩擦力的方向始终和速度方向相反)时,摩擦力做功可以用摩擦力乘以路程来计算,即W=F·l.(1)W总=F合lcosα,α是F合与位移l的夹角;(2)W总=W1+W2+W3+¡为各个分力功的代数和;(3)根据动能定理由物体动能变化量求解:W总=ΔEk.5、变力做功的求解方法(1)用动能定理或功能关系求解.(2)将变力的功转化为恒力的功.①当力的大小不变,而方向始终与运动方向相同或相反时,这类力的功等于力和路程的乘积,如滑动摩擦力、空气阻力做功等;②当力的方向不变,大小随位移做线性变化时,可先求出力对位移的平均值=2F1+F2,再由W=lcosα计算,如弹簧弹力做功;③作出变力F随位移变化的图象,图线与横轴所夹的¡°面积¡±即为变力所做的功;④当变力的功率P一定时,可用W=Pt求功,如机车牵引力做的功.二、功率1.计算式(1)P=tW,P为时间t内的平均功率.(2)P=Fvcosα5.额定功率:机械正常工作时输出的最大功率.一般在机械的铭牌上标明.6.实际功率:机械实际工作时输出的功率.要小于等于额定功率.方式过程恒定功率启动恒定加速度启动过程分析设牵引力为F阶段一:v↑⇒F=v(P↓⇒a=m(F-F阻↓阶段二:F=F阻⇒a=0⇒P=F·vm=F阻·vm阶段一:a=m(F-F阻不变⇒F不变⇒v↑⇒P=F·v↑,直到P=P额=F·vm′阶段二:v↑⇒F=v(P额↓⇒a=m(F-F阻↓阶段三:F=F阻时⇒a=0⇒v达最大值vm=F阻(P额运动规律加速度逐渐减小的变加速直线运动(对应下图的OA段)⇒以vm匀速直线运动(对应下图中的AB段)以加速度a做匀加速直线运动(对应下图中的OA段)⇒匀加速运动能维持的时间t0=a(vm′⇒以vm匀速直线运动,对应下图中的BC段vt图象三、动能1.定义:物体由于运动而具有的能.2.公式:Ek=21mv2.单位:焦耳(J),1J=1N·m =1kg·m2/s2.4.矢标性:动能是标量,只有正值.四、动能定理1.内容:所有外力对物体做的总功等于物体动能的变化量,这个结论叫做动能定理.2.表达式:w=Ek2-Ek1变化的大小由外力的总功来度量.4.适用条件:动能定理既适用于直线运动,也适用于曲线运动;既适用于恒力做功,也适用于变力做功.5.动能定理中涉及的物理量有F、s、m、v、W、Ek等,在处理含有上述物理量的力学问题时,可以考虑使用动能定理.无需注意其中运动状态变化的细节6.应用动能定理解题的一般思路(1)确定研究对象和研究过程.注意,动能定理一般只应用于单个物体,如果是系统,那么系统内的物体间不能有相对运动.(2)对研究对象进行受力分析.(研究对象以外的物体施于研究对象的力都要分析,含重力)(3)写出该过程中合外力做的功,或分别写出各个力做的功(注意功的正负).如果研究过程中物体受力情况有变化,要分别写出该力在各个阶段做的功.(4)写出物体的初、末动能.(5)按照动能定理列式求解.五、机械能1.重力做功的特点:重力做功与路径无关,只与初、末位置的高度差h有关.重力做功的大小WG=mgh,若物体下降,则重力做正功;若物体升高,则重力做负功(或说物体克服重力做功).2.重力势能(1)概念:物体的重力势能等于物体的重力和高度的乘积.(2)表达式:Ep=mgh,(3)重力势能是标量,且有正负.其正、负表示大小.物体在参考平面以下,其重力势能为负,在参考平面以上,其重力势能为正.六、机械能守恒定律1.内容:在只有重力(或弹簧的弹力)做功的情况下,动能和势能发生相互转化,但总量保持不变,这个结论叫做机械能守恒定律.2.机械能守恒的条件:(1)只有重力或系统内弹力做功.(2)受其他外力但其他外力不做功或做功的代数和为零.3.表达式:(1)Ek+Ep=Ek′+Ep′,表示系统初状态机械能的总和与末状态机械能的总和相等.(2)ΔEk=-ΔEp,表示系统(或物体)机械能守恒时,系统减少(或增加)的重力势能等于系统增加(或减少)的动能,在分析重力势能的增加量或减少量时,可不选参考平面.(3)ΔEA增=ΔEB减,表示若系统由A、B两部分组成,则A部分物体机械能的增加量与B部分物体机械能的减少量相等.4.判断机械能是否守恒方法:(1).利用机械能的定义判断(直接判断):若物体在水平面上匀速运动,其动能、势能均不变,机械能不变.若一个物体沿斜面匀速下滑,其动能不变,重力势能减少,其机械能减少.(2).用做功判断:若物体或系统只有重力(或弹簧的弹力)做功,虽受其他力,但其他力不做功,机械能守恒.(3).用能量转化来判断:若物体系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化,则物体系统机械能守恒.(4).对一些绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等,除非题目特别说明,否则机械能必定不守恒.七.功能关系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=-ΔEp=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=-ΔEp=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.4.除重力弹力以外的力的功与物体机械能的增量相对应,即W=ΔE.5.克服滑动摩擦力在相对路程上做的功等于摩擦产生的热量:Q=Wf=f·s相四、能量转化和守恒定律能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为其他形式,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.机械能守恒定律:1、内容:只有重力(和弹簧弹力)做功的情形下,物体动能和重力势能(及弹性势能)发生相互转化,但机械能的总量保持不变。
高考物理专题复习《机械能守恒定律》真题汇编
高考物理专题复习《机械能守恒定律》真题汇编考点一:功和功率一、单选题1.(22·23下·湖北·学业考试)一物体沿粗糙斜面下滑到斜面底端的过程中,下列说法正确的是()A.重力不做功B.重力做负功C.支持力不做功D.支持力做负功2.(23·24上·福建·学业考试)有一种飞机在降落的时候,要打开尾部的减速伞辅助减速,如图所示。
在飞机减速滑行过程中,减速伞对飞机拉力做功的情况是()A.始终做正功B.始终做负功C.先做负功后做正功D.先做正功后做负功3.(22·23下·江苏·学业考试)如图所示,在大小和方向都相同的力F1和F2的作用下,物体m1和m2沿水平方向移动了相同的距离。
已知质量m1<m2,F1做的功为W1,F2做的功为W2,则()A.W1>W2B.W1<W2C.W1=W2D.无法确定4.(22·23下·江苏·学业考试)某厢式货车在装车时,可用木板做成斜面,将货物沿斜面拉到车上,拉力方向始终平行于接触面。
某装卸工人用同样大小的力将不同质量的货物沿斜面拉到车上,则()A.质量大的货物拉力所做的功大B .质量小的货物拉力所做的功小C .拉力所做的功与质量无关D .拉力所做的功与质量有关5.(22·23下·江苏·学业考试)用与斜面平行的恒力F 将质量为m 的物体沿倾角为θ的斜面运动一段距离,拉力做功W 1;用同样大小的水平力将物体沿水平面拉动同样的距离,拉力做功W 2,则( ) A .W 1<W 2 B .W 1>W 2 C .W 1=W 2 D .无法判断6.(22·23下·江苏·学业考试)用100N 的力在水平地面上拉车行走200m ,拉力与水平方向成60°角斜向上。
在这一过程中拉力对车做的功约是( )A .3.0×104JB .4.0×104JC .1.0×104JD .2.0×104J7.(22·23下·江苏·学业考试)细绳悬挂一个小球在竖直平面内来回摆动,因受空气阻力最后停止在最低点,则此过程中( )A .空气阻力对小球不做功B .小球的动能一直减小C .小球的重力势能一直减小D .小球的机械能不守恒8.(21·22上·云南·学业考试)“人工智能”已进入千家万户,用无人机运送货物成为现实。
高中物理必修二机械能守恒定律知识点复习
分析:当汽车起动后做匀加速直线运动时,发动机牵引力F为恒力, 随着运动速度v的增大,汽车发动机的即时功率P=F·v正比增大,直
到增大到额定功率 P额为止.此后,汽车速度 继续增大,发动机牵引 力F
就要减小(以保持汽车在额定功率下运行),因此汽车将做加速度 越来越小的加速运动,直到发动机牵引力F减小到与汽车运动阻力 f 相等时, 汽车加速度降到零,运 动速度达到最大值 v max.此后,汽车就在额定 功
(四)动能定理
1、内容 外力对物体所做功的代数和等于物体动能的增量, 也可表述为:合外力对物体所做的功等于物体动能的增 量. 2、表达式
Σ W = △E k = E k2 - E k1 1 1 2 = mv 2 mv 1 2 2 2
(五)势能:由相互作用的物体的相对位置或由物体内部各部 分之间的相对位置所决定的能,叫做势能. 1、重力势能 地球上的物体均受到重力的作用,物体具有的与它 的高度有关的能,叫重力势能.重力势能是物体与地球 所共有的. E p = mgh (1)定义式; 式中h物体离零势面的高度,零势面以上h为正,以 下为负.可见,物体所具有的重力势能与零势面的选选 择有关,在计算重力势能时须首先确定零势能面.一般 取地面或初末位置为零势能参考面.物体在零势面之上 重力势能为正;物体在零势面之下重力势能为负. (2)重力势能的变化
3、正功和负功 功是标量,但也有正,负之分.功的正负仅表 示力在物体运动过程中,是起动力还是起阻力的作 用.功的正,负取决于力 F 与位移 x 的夹角α.从功的 公式可知: 当 0≤α< 90°时, W 为正,表示力 F 对物体做 正功,这时的力是动力. 当 a=90°时, W=0 ,表示力对物体不做功,这 时的力既不是动力,也不是阻力. 当 90°<α≤180°时, W 为负,表示力 F 对物 体做负功,这时的力是阻力.
高中物理复习之知识讲解 重力势能、机械能守恒定律(提高)
物理总复习:重力势能、机械能守恒定律【考纲要求】1、理解重力势能的概念,会用重力势能的定义进行计算;2、理解重力势能的变化和重力做功的关系;知道重力做功与路径无关;3、掌握机械能守恒的条件,掌握应用机械能守恒定律分析、解决问题的基本方法;4、掌握验证机械能守恒定律的实验方法。
【知识网络】【考点梳理】 考点一、势能 1、势能与相互作用的物体的相对位置有关的能量叫做势能。
包括重力势能、弹性势能以及分子势能等。
2、重力势能由物体所处位置的高度决定的能量称为重力势能,物体的质量越大,高度越高,它的重力势能越大。
要点诠释:(1)计算公式为p E mgh ,其中h 为相对于参考平面的高度,重力势能是相对的。
同一物体相对不同的参考平面的重力势能不同,其值可能为正,也可能为负,也可能为零。
(2)重力做功与重力势能的关系可表示为G p W E =-∆,即重力对物体做了多少正功,物体的重力势能就减少多少;反之,重力做了多少负功,物体的重力势能就增加多少。
(3)p E mgh =,h 为物体重心到零势面的高度。
当物体离地很高时,重力加速度变小,公式p E mgh =不再适用,而应引入引力势能。
3.弹性势能发生形变的物体,在恢复原状时都能够对外界做功,因而具有能量,这种能量叫做弹性势能。
弹性势能的大小跟形变量的大小有关系。
弹性势能的表达式是212p E kx =。
考点二、机械能守恒定律 1.机械能动能和势能统称为机械能,即k p E E E =+。
2.机械能守恒定律在只有重力(和系统内弹簧弹力)做功的情形下,动能和重力势能(及弹性势能)发生相互转化,而总的机械能保持不变。
要点诠释:(1)判断重力(弹簧的弹力)以外的力是否对物体做功,如果重力(弹簧的弹力)以外的力对物体系统不做功,则物体系统的机械能守恒,否则,机械不能守恒。
一般情况下,能使用机械能守恒定律来解决的问题,动能定理一定能解决,这也是动能定理的一个优越性。
第六章机械能(高中物理基本概念归纳整理)完整版
类比重力做功与重力势能关系
WF EP1 EP2 EP EP减
EP
1 2
kl 2
四.动能
1. 定义:物体由于运动而具有的能量叫动能,用Ek表示。
2.表达式:
Ek
1 2
mv2
,单位:J
Wf Q摩 (Q摩 fs相) W安 Q焦 W合 Ek (动能定理) W除G E(功能原理)
E减 E增(能量守恒)
七.验证机械能守恒定律
O
A
B
C
h1 h2 h3
v2
2
gh画 v2 2
h图像
v2 2gh画v2 h图像
mgh
1 2
mv2
h
1 2g
v 2画h
v 2图像
h
1 g
v2 2
E1 E2 E3 0
E增 E减
EA EB
六.机械能守恒定律
8.功能原理:除重力(或弹簧弹力)外的力做的功等于机械能的
改变量。W除重力 Ek EP E
9.功能关系:
功与能
能与能
W重 EP重 EP减 W弹 EP弹 EP减 W电 EP电 EP减
EP减 Ek增 (机械能守恒)
零势能面的选取是任意的,可以取地面,桌面甚至天花板(一般取地面为零势能面),但 是重力势能的变化是确定的,与零势能面的选取无关。
三.重力势能与弹性势能
7.重力势能的系统性:
势能也叫位能,是由相互作用的物体凭借其相对位置所决定的能量,也就是说势能是系 统共有的,单个物体讲势能没有意义(比如,如果没有地球,物体就没有重力,也就不 存力重力势能了)。
(整理)高中物理机械能守恒定律典例解题技巧
机械能守恒专题一、单个物体的机械能守恒判断一个物体的机械能是否守恒有两种方法:〔1〕物体在运动过程中只有重力做功,物体的机械能守恒。
〔2〕物体在运动过程中不受媒质阻力和摩擦阻力,物体的机械能守恒。
所涉及到的题型有四类:〔1〕阻力不计的抛体类。
〔2〕固定的光滑斜面类。
〔3〕固定的光滑圆弧类。
〔4〕悬点固定的摆动类。
〔1〕阻力不计的抛体类包括竖直上抛;竖直下抛;斜上抛;斜下抛;平抛,只要物体在运动过程中所受的空气阻力不计。
那么物体在运动过程中就只受重力作用,也只有重力做功,通过重力做功,实现重力势能与机械能之间的等量转换,因此物体的机械能守恒。
例:在高为h 的空中以初速度v 0抛也一物体,不计空气阻力,求物体落地时的速度大小?分析:物体在运动过程中只受重力,也只有重力做功,因此物体的机械能守恒,选水平地面为零势面,那么物体抛出时和着地时的机械能相等2202121t mv mv mgh =+得:gh v v t 22+= 〔2〕固定的光滑斜面类在固定光滑斜面上运动的物体,同时受到重力和支持力的作用,由于支持力和物体运动的方向始终垂直,对运动物体不做功,因此,只有重力做功,物体的机械能守恒。
例,以初速度v 0 冲上倾角为θ光滑斜面,求物体在斜面上运动的距离是多少?分析:物体在运动过程中受到重力和支持力的作用,但只有重力做功,因此物体的机械能守恒,选水平地面为零势面,那么物体开始上滑时和到达最高时的机械能相等θsin 2120⋅==mgs mgh mv 得:θsin 220g v s = 〔3〕固定的光滑圆弧类在固定的光滑圆弧上运动的物体,只受到重力和支持力的作用,由于支持力始终沿圆弧的法线方向而和物体运动的速度方向垂直,对运动物体不做功,故只有重力做功,物体的机械能守恒。
例:固定的光滑圆弧竖直放置,半径为R ,一体积不计的金属球在圆弧的最低点至少具有多大的速度才能作一个完整的圆周运动?分析:物体在运动过程中受到重力和圆弧的压力,但只有重力做功,因此物体的机械能守恒,选物体运动的最低点为重力势能的零势面,那么物体在最低和最高点时的机械能相等22021221t mv R mg mv += 要想使物体做一个完整的圆周运动,物体到达最高点时必须具有的最小速度为:Rg v t = 所以 gR v 50=〔4〕悬点固定的摆动类和固定的光滑圆弧类一样,小球在绕固定的悬点摆动时,受到重力和拉力的作用。
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高中物理总复习(第一轮)章末验收
七、机械能
一、选择题
1.如图所示,一根轻绳跨过定滑轮,两端各拴一个小球,A球放在曲面上,B球吊在空中,整个装置保持平衡,不计任何阻力.今将轻绳剪断,则下列说法正确的是
A.两球同时着地
B.着地时两球机械能一定相等
C.着地时两球速率相等
D.着地时B球的速率比A球大
2.如图所示,一块长木块B放在光滑的水平面上,在B上放一物体A,现以恒定的外力拉B,由于A、B 间摩擦力的作用,A将在B上滑动,以地面为参照物,A、B都向前移动一段距离,在此过程中(BD) A.外力F做的功等于A和B动能的增量
B.B对A的摩擦力所做的功,等于A的动能的增量
C.A对B的摩擦力所做的功,等于B对A的摩擦力所做的功
D.外力F对B做的功等于B的动能的增量与B克服摩擦力所做的功之和3.荡秋千是我国民间广为流传的健身运动.关于荡秋千的科学原理,下列说法正确的是
A.人应始终按照秋千摆动的节奏前后蹬踏板,这样才能越荡越高.荡秋千的过程是将人体内储存的营养物质的化学能转化为机械能的过程
B.人和秋千属同一振动系统,人与秋千的相互作用力总是大小相等、方向相反,对系统做功之和为零,只有在与秋千的固有周期相同的外力作用下才能越荡越高
C.秋千的运动是受迫振动,因此人用力的频率应保持和秋千的固有频率相同,秋千向下运动时双脚向下用力,当秋千向上运动时双脚向上用力,这样才能越荡越高.荡秋千的过程是将人体内储存的营养物质的化学能转化为机械能和内能的过程
D.秋千的运动是受迫振动.当秋千在最高点时,人应站直身体,每当秋千向下运动时,先下蹲,系统势能向动能转化,在秋千通过最低点后逐渐用力站起,当到达最高点时身体已恢复直立……如此循环,系统的机械能不断增大,秋千才能越荡越高
4.在空中某一位置,以大小为v0的速度水平抛出一质量为m的物体,由于风力作用,经时间t,物体下落一段距离后,其速度大小仍为v0,以下说法正确的是
A.风力对物体做功为零 B.风力对物体做负功
C.重力对物体做负功 D.物体机械能守恒
5.把一个物体竖直向上抛出去,该物体上升的最大高度是A,若物体的质量为m,所受的空气阻力大小恒为f则在从物体被抛出到落回地面的全过程中
A.重力所做的功不为零 B.重力所做的功为mgh
6.如图所示,粗糙的水平转台以角速度ω匀速转动.转台上有一质量为m的物体,物体与转台轴心间用
长为l的水平绳连接,此时物体与转台处于相对静止.设物体与转台间的动摩擦因数为μ,现突然制动
转台,则错误的是(C)
A.由于惯性和摩擦力,物体将以轴O为圆心,绳长l为半径做变速圆周运动,直至停止
B.若物体在转台上运动一周,物体克服摩擦力做的功为 2πμmgl
C.物体在转台上运动一周,摩擦力对物体不做功
D.物体在转台上运动ω2l/(4πμg)圈后,停止运动
7.设在平直公路上以一般速度行驶的自行车,所受的阻力约为人、车总重力的0.02倍,则骑车人的功率与下述哪些选项的数值较接近
A.10-1 kW B.10-3 kw
C.1 kW D.10 kW
8.汽车在平直路面上由静止开始做习加速直线运动,到t1时刻关闭发动机,以后做匀减速运动到t2时刻
刚好停止,其速度图线如图,图中角α<β.着汽车牵引力做功为W,做功的平均功率为P;汽车加速与
减速过程中克服摩擦力做功分别为W1和W2,克服摩擦力做功的平均功率分别为P1和P2,则下列结论中正确
的是(设汽车在上述过程中所受摩擦力恒定) (ABD)
A.W=W1+W2 B.W1>W2
C.P==P1+P2 D.P1=P2
二、非选择题
9.(1)在利用打点计时器验证自由下落物体机械能守恒的实验中,设在打O点时释放物体,打点计时器打
A点时物体速度v,如图所示,一同学在实验报告中称,他测得v=2.36 m/s,h=28.76 cm据此可得:v2/2
=2.785 m2/s2,gh=2.718 m2/s2,在误差范围内两者相等,老师批阅:“数据非实验所得!”.其理由是:。
(2)设计两个实验方案,分别粗略测定一辆玩具汽车和一个钢球的运动动能.要求:
①简略说明实验原理并简要说明测定有关物理量所用的仪器和方法;
②将待测小车和钢球的动能表达成实验所测定物理量的函数
10.公路上一辆轿车因发动机故障而失去动力,在牵引车准备将它拖到修理厂时,一位中学生说:“根据功的计算式W =Fs cos α。
可知道,拖轿车走的过程中必须对它做功,若将它放到牵引车上运走则可对它不做功或少做功,拖车不如运车合算.”请你从做功的角度来分析,这位学生的说法是否正确.(假设道路是水平的,车的运动可看作匀速运动,两车所受地面摩擦力均为重力的k 倍,且k <1=
11.如图所示,质量为M 的汽车,从静止起驶上长为L 、倾角为θ的斜坡,驾驶到斜坡中点时关闭发动机恰能滑到坡顶,汽车和斜坡之间的动摩擦因数为μ,求:
(1)汽车牵引力所做的功;
(2)汽车到达斜坡中点时的速度
(1)Mg (sin θ+μcos θ)L (2))cos (sin θμθ+gl
12.如图所示,左端固定长l 的轻弹簧,且质量为M 的小车静止在光滑水平面上,其右端有一质量为M 的小钢块以速度v 0向左运动,并与弹簧相碰,而后恰好停在小车右端(没与右壁作用).求铜块与弹簧作用过程中弹簧获得的最大弹性势能.
参考答案 1.C 2.BD 3.D 4.B 5.D 6.C 7.A 8.ABD 9.(1)由于阻力存在,重锤动能增量不可能大于重力势能减少量(2)方案1:①用天平测钢球质量m ;用平抛方法测钢球
速度大小(用刻度尺测桌面高度h 及钢球水平射程s ) ②E K =h
mgs mv 4212
2= 方案2:①用天平测小车质量m ;让小车拖纸带做直线运动,用打点计时器打点计时(时间间隔Δt ),用刻度尺测定相邻三点间两段
距离s 和s ②E K =2212)2(212
1t s s m mv ∆+= 10.两种过程做功相等 11.(1)Mg (sin θ+μcos θ)L (2))cos (sin θμθ+gl 12.)(420M m mMv +。