第四章《机械能和能源》
高中物理 第四章 机械能和能源 第四节 机械能守恒定律教学案 粤教版必修2
第四节 机械能守恒定律1．机械能守恒定律：在只有重力做功的情况下，物体的动能和重力势能发生相互转化，而机械能的总量保持不变。
2．机械能守恒成立的条件是：只有重力或弹力做功。
3．机械能守恒定律的几种表达形式： (1)E k1＋E p1＝E k2＋E p2 (2)ΔE k ＝－ΔE p (3)ΔE A ＝－ΔE B一、动能与势能之间的相互转化 1．机械能动能和势能统称为机械能。
2．动能与势能之间的相互转化只有重力做功的情况下，重力做正功，物体的重力势能转化为动能，重力势能减少；重力做负功，物体的动能转化为重力势能，重力势能增加。
二、机械能守恒定律的理论推导1．推导如图441所示，质量为m 的小球做自由落体运动的过程中经过A 、B 两点，则图441a ．重力做功与小球动能变化的关系为W G ＝12mv 22－12mv 12。
b．重力做功与小球重力势能变化的关系为W G＝mgh1－mgh2。
综合a、b两种情况可以得出12mv22－12mv12＝mgh1－mgh2或12mv22＋mgh2＝12mv12＋mgh1。
2．机械能守恒定律(1)内容：在只有重力做功的情形下，物体的动能和重力势能发生相互转化，而机械能的总量保持不变。
(2)在弹性势能和动能的相互转化中，如果只有弹力做功，机械能的总量也保持不变。
(3)表达式：E k2＋E p2＝E k1＋E p1或12mv22＋mgh2＝12mv12＋mgh1。
1．自主思考——判一判(1)通过重力做功，动能和重力势能可以相互转换。
(√)(2)物体的机械能一定是正值。
(×)(3)合力为零，物体的机械能一定守恒。
(×)(4)合力做功为零，物体的机械能一定守恒。
(×)(5)只有重力做功，物体的机械能一定守恒。
(√)2．合作探究——议一议(1)黄果树大瀑布，如图442所示，自70 m高的断崖绝壁凌空飞下直泻犀牛潭，气势排山倒海。
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
高中物理第四章机械能和能源5机械能守恒定律课件教科版必修2.ppt
1 2
mv
2 2
E3
1 2
mv
2 3
1 2过程：由动能定理
mgh1
-mgh2=
1 2
mv22
-0
mgh1
mgh2+：由动能定理
mgh2=
1 2
mv32
-
1 2
mv22
mgh2+
1 2
mv22
1 2
mv32
E2=E3
1 3过程：由动能定理
mgh1=
1 2
mv32
C．操作时应先放纸带，后接通电源 。 D．打点计时器应接在电压为4～6V的直流电源上 。
答案：B
2、在验证重锤自由下落过程中机械能守恒的实验中，下 列说法正确的是 [ ]
A．实验时，应先接通打点计时器，等打点稳定后再释 放纸带
B．必须用天平称量所用重锤的质量
C．为了方便，应在打下的纸带上每5个点取一个计数点 进行测量和计算
(3) 先 接 通 电 源 ， 松 开 纸 带 ， 让 重 物带着纸带自由下落，计时器就在 纸带上打下一列小点。
电火花计 时器
纸带
夹子 重物
(4)重复几次，得到3～5条纸带。
(5)在打好点的纸带中挑选“点迹清楚且第一、二两
点间距离约为2mm”的一条纸带，记下第一个点的位
置O，并在纸带上从任意点开始依次选取几个连续的
v 25m / s
小结
例3 以20m/s的速度将质量是m的物体从地面竖直向上抛出,若忽
略空气阻力, （以地面为 参考面） 求:(1)物体上升的最大高度？
(2)上升过程中何处重力势能和动能相等？速度多大？
⑶动能为重力势能三分之一是的速度？ 解：整个过程因为只有重力做功，所以机械能守恒。
2021-2022学年粤教版 必修2 第四章 机械能和能源 单元测试卷(word版含答案)
粤教版第四章机械能和能源单元测试卷学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题(每题3分，共8各小题，共计24分)1.如图所示，半径为R的光滑圆环竖直放置，N为圆环的最低点。
在环上套有两个小球A和、之间用一根长为3R的轻杆相连，使两小球能在环上自由滑动。
已知A球质量为4,m B球,B A B质量为m，重力加速度为g。
现将杆从图示的水平位置由静止释放，在A球滑到N点的过程中，轻杆对B球做的功为( )A.mgRB.1.2mgRC.1.4mgRD.1.6mgR2.一半径为R的圆柱体水平固定，横截面如图所示。
长度为πR、不可伸长的轻细绳，一端固定在圆柱体最高点P处，另一端系一个小球。
小球位于P点右侧同一水平高度的Q点时，绳刚好拉直。
将小球从Q点由静止释放，当与圆柱体未接触部分的细绳竖直时，小球的速度大小为（重力加速度为g，不计空气阻力）( )D.3.在“验证机械能守恒定律”的实验中，某同学依据纸带求得各点的瞬时速度，以及与此相对应的重物下落距离h，以2v 为纵轴，以h为横轴，建立坐标系，描点后画出2v h-图线，从而验证机械能守恒定律。
若所有操作均正确，则得到的2v h-图像可能是( )A. B. C. D.4.如图所示，把一小球放在竖立的轻弹簧上，并把小球往下按至A位置，迅速松手后，弹簧把小球弹起，小球升至最高位置C，途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态。
不计空气阻力，下列说法正确的是( )A.从A运动到B的过程中，小球的机械能守恒B.从A运动到B的过程中，小球的机械能一直增大C.从A运动到B的过程中，小球的动能一直增大D.从A运动到C的过程中，小球和弹簧组成的系统势能一直增大5.如图，一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径POQ水平。
一质量为m的质点自P点上方高R处由静止开始下落，恰好从P点进入轨道。
质点滑到轨道最低点N时，对轨道的压力为4,mg g为重力加速度的大小。
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。
高中物理第四章机械能和能源2功率计算公式素材教科版必修2
2 功率计算公式1.两相家用电器功率的计算公式:P=电压＊电流*功率因素（单相正弦交流电）如 5A电流*220V交流电压*0.9功率因素=990W1度电=1000W2.对称三相交流家用电器功率的计算公式：有功功率（W)P=跟号3＊电流＊交流电压*功率因素（COS）(三相正弦交流电）无功功率（VAR)Q=跟号3＊电流*交流电压*功率因素（SIN)视在功率(VA）S=跟号3*电流*交流电压电机的配线怎么算呢 ?首先根据功率计算相电流，公式是P=1.然后根据电流选电缆，按以下规则：线截面积与载流量的计算一、一般铜导线载流量导线的安全载流量是根据所允许的线芯最高温度、冷却条件、敷设条件来确定的。
〈关键点> 一般铜导线的安全载流量为5~8A/mm2,铝导线的安全载流量为3~5A/mm2。
如：2。
5 mm2 BVV铜导线安全载流量的推荐值2。
5×8A/mm2=20A 4 mm2 BVV铜导线安全载流量的推荐值4×8A/mm2=32A二、计算铜导线截面积利用铜导线的安全载流量的推荐值5~8A/mm2，计算出所选取铜导线截面积S的上下范围： S=< I /（ 5～8）〉=0.125 I ~0。
2 I（mm2） S--—-—铜导线截面积（mm2) I———-—负载电流（A）三、功率计算一般负载(也可以成为用电器，如点灯、冰箱等等）分为两种，一种式电阻性负载，一种是电感性负载。
对于电阻性负载的计算公式:P=UI对于日光灯负载的计算公式：P=UIcosф，其中日光灯负载的功率因数cosф=0.5。
不同电感性负载功率因数不同，统一计算家庭用电器时可以将功率因数cosф取0。
8。
也就是说如果一个家庭所有用电器加上总功率为6000瓦，则最大电流是 I=P/Ucosф=6000/220*0。
8=34（A) 但是，一般情况下，家里的电器不可能同时使用，所以加上一个公用系数,公用系数一般0.5。
所以，上面的计算应该改写成 I=P*公用系数/Ucosф=6000＊0。
物理第四章第四节机械能守恒定律 课件
2．应用机械能守恒定律解题的一般步骤 (1)根据题意选取研究对象(物体或系统)． (2)明确研究对象的运动过程，分析研究对象在运动过程中的 受力情况，弄清各力做功的情况，判断机械能是否守恒． (3)恰当地选取参考平面，确定研究对象在运动过程中的始态 和末态的机械能(数值或表达式)． (4)根据机械能守恒定律的不同表达式列方程，并求解结果．
[判一判] 2.(1)合力为零，物体的机械能一定守恒．( ) (2)合力做功为零，物体的机械能一定守恒．( ) (3)只有重力做功，物体的机械能一定守恒．( ) 提示：(1)× (2)× (3)√
对机械能守恒定律的理解
1．研究对象 (1)当只有重力做功时，可取一个物体(其实是物体与地球构成 的系统)作为研究对象． (2)当物体之间的弹力做功时，必须将这几个物体构成的系统 作为研究对象(使这些弹力成为系统内力)．
[解析] (1)设当 B 着地时，A 的速度为 v. 法一：利用公式 E2＝E1 求解 以地面为参考平面，则 mAgh＋12(mA＋mB)v2＝mBgh
(3 分)
得 v＝
2mmBA－＋mmABgh＝
2×5－3×10×0.8
3＋5
m/s
＝2 m/s.(2 分)
法二：利用公式 ΔEp 减＝ΔEk 增求解
(双选)如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确 的是( )
A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒 B．乙图中，A置于光滑水平面，物体B沿光滑斜面下滑，物 体B机械能守恒
C.丙图中,不计任何阻力时A加速下落,B加速上升过程中,A、B 机械能守恒 D．丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机 械能守恒 [审题指导] 解答本题应把握以下两点： (1)理解机械能守恒的条件． (2)灵活选择判断方法．
粤教版高中物理必修二第4章《机械能和能源》复习课件-新版
ΔEp. (4)除系统内的重力和弹簧的弹力外，其他力做的总功等于系
统机械能的增量，即 W 其他＝ΔE.
2．能量转化和守恒定律 (1)利用能量观点解题应注意：某种形式的能量减少，一定存 在另一种形式的能量增加且减少量和增加量相等．某个物体的能 量减少，一定存在另一物体的能量增加，且减少量和增加量相等． (2)利用能量观点解题的步骤： ①确定研究对象，分析在研究过程中有多少种形式的能量在 发生变化． ②明确哪些能量在增加，哪些能量在减少． ③减少的总能量一定等于增加的总能量，据此列出方程 ΔE 减 ＝ΔE 增求解．
【例 3】 在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强 项．质量为 m 的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运 动，设水对他的阻力大小恒为 F，那么在他减速下降高度为 h 的 过程中，下列说法正确的是(g 为当地的重力加速度)( )
A．他的动能减少了 Fh B．他的重力势能减少了 mgh C．他的机械能减少了 Fh D．他的机械能减少了(F－mg)h
题眼直击：将对能量的求解转化为相应力的功的求解． 解题流程：
答案：BC
专题 4 功能关系的理解与应用 1．功能关系 做功的过程就是能量的转化过程，做了多少功，就有多少能
量发生了转化，功是能量转化的量度，在力学中，功能关系的主
要形式有下列几种：
(1)合外力的功等于物体动能的增量．即 W 合＝ΔEk. (2)重力做功，重力势能减少：克服重力做功，重力势能增加， 由于“增量”是末态量减去初态量，所以重力的功等于重力势能
1．公式：W＝ΔEk＝12mv22－12mv21. 2．W 是合外力对物体做的功可以求物体所受的各力对物体 做功的代数和．
高二物理(上学期)开学第一课
新学期新气象，对学生和老师来说，这开学的第一课可是很重要的。
而高二作为高一到高三的过度期，有着十分关键的作用。
下面为大家整理了：高二地理(上学期)开学第一课，欢迎参阅!高二地理(上学期)开学第一课高一学到了什么?第四章机械能和能源第01节功第02节动能势能第03节探究外力做功与物体动能变第04节机械能守恒定律第05节验证机械能守恒定律第06节能量能量转化与守恒定律第07节功率第08节能源的开发与利用第五章经典力学与物理学的革命第01节经典力学的成就与局限性第02节经典时空观与相对论时空观第03节量子化现象第04节物理学—人类文明进步的阶必修2 第一章抛体运动第01节什么是抛体运动第02节运动的合成与分解第03节竖直方向的抛体运动第04节平抛物体的运动第05节斜抛物体的运动第二章圆周运动第01节匀速圆周运动第02节向心力第03节离心现象及其应用第三章万有引力定律及其应用第01节万有引力定律第02节万有引力定律的应用第03节飞向太空你能解答以下问题吗?1、为什么月亮不会掉下来呢?2、为什么转弯处的路面通常是倾斜的呢?3、为什么交警可以根据汽车的刹车痕迹来判断汽车是否超速呢?4、为什么开机动车上坡时要退档?5、为什么风扇通电后能转起来?6、为什么自动门可以自动开门和关门呢?7、为什么小鸟停在高压线上却安然无恙呢? 8、开水会冒热气，难道冰棍也会冒热气吗?9、为什么缝衣针能飘在水面上而不下沉呢? 10、为什么草叶上的露珠一般都呈球状呢?……为什么有那么多为什么?……高二学什么?选修3-1、选修3-2 ——电磁学(高考必考) 选修3-3——热学(选考)选修3-5——原子物理学(选考)第Ⅰ选择 48分卷题第Ⅱ必做 15分卷题 32分选做 15分题改革后高考怎么考?8题实验 2题计算2题 1题试卷结构表单选5题多选3题力学电学力学电磁学 (1)选择填空或填空题 (2)计算题对比含连图、画图和作图含写函数表达式、作函数图象其中选择填空为 5 选3 。
机械能守恒定律(全面、经典、上课用)
4．如图所示，将悬线拉至水平位置无初速度释 放，当小球到达最低点时，细线被一与悬点在同 一竖直线上的小钉B挡住，比较悬线被小钉挡住 的前后瞬间，以下说法正确的是( CD )
A. 小球的机械能减小
B. 小球的动能减小
C. 悬线的张力变大
D. 小球的向心加速度变大
5.如图所示，质量为m的物体以某一初速度v0从A
点向下沿光滑的轨道运动，不计空气阻力，若物 体通过最低点B的
速度为 3 gR，求：
(1)物体在A点时的速度； (2)物体离开C点后还能上升多高．
R
答案：（1）v0 3gR （2） h 7 R
2
学生实验：验证机械能守恒定律
一 在自由落体运动中，如果空气阻力
、 实
和纸带受到的摩擦力可以忽略不计，
1 2
mv22
mgh2
忽略空气阻力，由动能定理，有：
mg (h1
h2
)
1 2
mv22
1 2
mv12
移项:
1 2
mv12
mgh1
1 2mv22 Nhomakorabeamgh2
EA EB
1、这个过程只有哪个力做功？ 2、若有空气阻力，结论成立吗？
有空气阻力
EA
EKA
EPA
1 2
mv12
mgh1
EB
思 考
速度能不能用 v = gt 计算？
这种方法认为加速度为g ，由于各种摩擦阻 力不可避免，所以实际加速度必将小于g，这 样将得到机械能增加的结论，有阻力作用机 械能应该是减少的，故这种方法也不能用。
注
高中物理 第四章 机械能和能源 2 功率 电压、电流、功率换算关系素材 教科版必修2
2 功率
电压、电流、功率换算关系
电功率的计算公式，用电压乘以电流，这个公式是电功率的定义式，永远正确，适用于任何情况。
对于纯电阻电路，如电阻丝、灯炮等，可以用“电流的平方乘以电阻”“电压的平方除以电阻”的公式计算，这是由欧姆定律推导出来的。
但对于非纯电阻电路，如电动机等，只能用“电压乘以电流”这一公式，因为对于电动机等，欧姆定律并不适用，也就是说，电压和电流不成正比。
这是因为电动机在运转时会产生“反电动势”。
例如，外电压为8伏，电阻为2欧，反电动势为6伏，此时的电流是（8－6）/2＝1（安），而不是4安。
因此功率是8×1＝8（瓦）。
另外说一句焦耳定律，就是电阻发热的那个公式，发热功率为“电流平方乘以电阻”，这也是永远正确的。
还拿上面的例子来说，电动机发热的功率是1×1×2＝2（瓦），也就是说，电动机的总功率为8瓦，发热功率为2瓦，剩下的6瓦用于做机械功了。
P=I×U,俗称万能公式，即什么时候都可以用；
P=I2×R,电路中电流相等或计算电热时用；
P=U2÷R,电路中电压相等时用。
功率的计算是P＝U×I
P功率
U电压
I电流
求公率 P=U×I
求电流 I=P÷U I=例如：40W/220V=0.18A
求电阻 R=U÷I R=例如：220V/18A=1222欧。
机械能与能源
第四章 机械能和能源1.一物体从一固定斜面上滑下，在滑下的过程中，下列关于物体所受各力做功情况判断正确的是A ．物体的重力对物体做正功B ．斜面对物体的支持力对物体不做功C ．斜面对物体的摩擦力对物体做负功D ．斜面对物体的摩擦力对物体不做功2.如图所示，物体在与水平方向成370角的拉力F =20N 的作用下，沿水平地面向右滑行x =2.5m 。
已知物体的重量G =16N ，物体与地面间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g 取10m/s 2。
求在这一过程中（1）拉力F 对物体所做的功（2）摩擦力对物体所做的功（3）合外力对物体所做的功3.一重量为G =500N 的绷床运动员从离床面一定高度下落，当他落到绷床上直至最低点的过程中，通过压力传感器测得绷床受到的压力F 随位移x 的关系如图所示，求这一过程中，各力对运动员所做的功及合外力对运动员所做的功。
4.质量为m 的物体从高度h 处下落到地面，重力加速度设为g 。
关于这一过程中重力做功与重力势能变化的关系，下列说法正确的是A ．不计物体下落受到的阻力，重力做正功mgh ，物体的重力势能减少mghB ．考虑物体下落受到的阻力，重力做正功mgh ，物体的重力势能也减少mghC ．只要物体重力做功，物体的重力势能一定发生变化，且重力势能的变化等于重力做功的值D ．重力做功，重力势能不一定发生变化，且重力做功的值与重力势能的变化量不一定相同5.下列关于功率的说法中，正确的是A ．引入功率的概念，是反映做功多少的B ．引入功率的概念，是反映做功快慢的C ．功率“P =1w”的含义是1s 的时间内做功1JD ．功率越大的机械，能量转化越快6.如图所示，升降机通过一细绳竖直向上以速度v =0.5m/s 匀速提起质量为m =50kg 的重物，设重力加速度g =10m/s 2。
在这一过程中，升降机的输出功率为_________。
7.质量为m 的物体在水平拉力F 作用下运动，物体运动过程的v---t 图象如图所示，则拉力在t 时间内的平均功率为_______，拉力在t 时刻的瞬时功率为________。
2020_2021学年高中物理第四章机械能和能源5机械能守恒定律课时练习含解析教科版必修220210
机械能守恒定律(25分钟·60分)一、选择题(本题共6小题,每题5分,共30分)1.火箭发射回收是航天技术的一大进步。
火箭在返回地面前的某段运动,可看成先匀速后减速的直线运动,最后撞落在地面上。
不计火箭质量的变化,则火箭( )A.匀速下降过程中,机械能守恒B.减速下降过程中,机械能守恒C.匀速下降过程中,合外力做功为零D.减速下降过程中,合外力做功等于火箭机械能的变化【解析】选C。
火箭匀速下降阶段,必定受到空气阻力,空气阻力做负功,所以其机械能不守恒,故A错误;火箭在减速过程中,空气阻力做负功,其机械能不守恒,故B错误。
匀速下降过程中,合外力为零,则合外力做功为零,故C正确。
减速下降过程中,合外力做功等于火箭动能的变化,而空气阻力做功等于火箭机械能的变化。
故D错误。
2.一个质量为m的物体以a=2g的加速度竖直向下运动,则在此物体下降h高度的过程中,下列说法正确的是( )A.物体的重力势能减少了2mghB.物体的动能增加了mghC.物体的机械能保持不变D.物体的机械能增加了mgh【解析】选D。
质量为m的物体下降h高度,则重力势能减少为mgh,所以A错误;根据动能定理得:ΔE k=F·x=ma·h=m·2gh,所以B错误;因为a=2g,所以除受重力外,还受到向下的外力F′=mg,所以机械能增加了ΔE=F′·x=F′·h=mgh,所以C错,D对。
故选D。
3.如图所示,固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环,圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接,弹簧的另一端连接在墙上,且处于原长状态。
现让圆环由静止开始下滑,已知弹簧原长为L,圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度),则在圆环下滑到最大距离的过程中( )A.圆环的机械能守恒B.弹簧弹性势能变化了mgLC.圆环下滑到最大距离时,所受合力为零D.圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变【解析】选B。
第四章 机械能和能源
知识技能方面 ：
功、功率、动能、势能等概念，动能定理、 机械能守恒定律等规律是物理学中的基本概念 和基本规律，开辟了分析解决力学问题另一条 重要途径，同时也为分析解决热学、电磁学等 物理现象和问题的打下基础。
物理方法方面 ： 功和能的关系是本章的主线，渗透了用功和 能的观点解决物理问题的思想，使学生体会 到用能量的观点解决物理问题的优点。利用 功和能的关系导出动能和重力势能的定义式， 培养、训练了学生的逻辑推理能力。利用功 和能的关系导出重力做功与路径无关及重力 势能的相对性和系统性。
3、动能和势能 运用功能关系导出动能和重力势能的定义式是 本章的重点，原因：①功和能的关系是本章 的主线，做功的过程就是能量转化的过程， 做了多少功就有多少能量发生转化；②通过 做功导出动能和重力势能的表达式，是培养 学生逻辑推理能力和表述能力的典型过程； ③通过实例使学生体会重力做功与路径无关， 重力做功与重力势能变化的关系；④理解动 能和势能的相对性，有助于学生理解动能定 理、机械能守恒定律的相对性。
2、重视物理方法的教学。通过具体的实例 使学生深刻体会功和能的关系，以及从能的 角度解决问题的基本步骤和程序。 3、多种教学方式综合应用。本章内容与生活、 技术、社会紧密联系。教学中要紧密联系实际， 特别是学生身边的生活，现代科技。创设多样 化的教学情景，引起联想，，积极进行探究， 帮助学生逐步适应自助、合作、探究等学习方 式 4、教学资源。综合使用实验室实验与视频资 料，网络等教学资源，发挥它们各自的优势。
六、与本章相适应的教学方式和方法，可 用的资源等 1、注意与初中的衔接。学生在初中已了解到 有关的功和能的有关知识，因此要重视在学 生原有知识的基础上发展学生的知识结构。 降低台阶，减小跨度，使学生逐步适应高中 物理教学的要求和方式。注重对比初高中对 同一概念教学要求层次的差异，对比不同概 念间的差异，引导学生掌握本、功 功是本章的重点和难点，①计算功的一般公 式W=Fxcosα是本章的重点，要使学生理 解公式物理意义和适应条件；②功是标量、 功的正负是本章的难点，应指导学生理解 正功、负功的物理意义，为后面动能定理 的理解做好铺垫。
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第四章《机械能和能源》
班别： 学号： 姓名： 成绩：
一、知识回顾（每空1分，共40分）
1．功：力对物体所做的功等于 的大小、 的大小以及 和 夹角的 的乘积。
表达式为： 。
功是 量，单位为 。
2．动能：物体由于 而具有的能量，E k = 。
3．重力势能：物体由于被 而具有的能量，E p = 。
4．弹性势能：物体由于发生 而具有的能量，2
2
1kx E k。
5．动能定理：合外力对物体所做的功等于物体 的变化。
表达式为： 。
6．机械能： 与 的统称。
7．机械能守恒定律：在只有 做功的情形下，物体的 和 发生相互转化，而总的 保持不变。
表达式为： 。
8．自然界存在不同形式的能量：有机械能、 、 、 等。
9．能量守恒定律：能量既不会凭空 ，也不会凭空 ，它只能从一种形式 为另一种形式，或者从一个物体 到另一个物体，在转化或转移的过程中其 不变。
10．功率：单位时间内 的多少。
定义式： ，单位： 。
另一表达式： 。
11．按照下表的能源分类法，填写能源的名称：
（共60分）（一）单选题（每小题3分，共48分）
1.（93-5）一物体质量为1kg,速度为10m/s ，它的动能是
A ．5J
B ．10J
C ．50J
D ．100J 2.（93-7）把质量为m 的物体，匀速地拉高h ，则
A ．重力做负功，拉力做正功
B ．重力做正功，拉力做负功
C ．重力做负功，拉力做负功
D ．重力做正功，拉力做正功
3.（94-4）甲抽水机每秒把30kg 的水抽到10m 高的水塔，乙抽水机每秒把15kg 的水抽到20m 高的水塔。
则
A ．甲抽水机的功率较大
B ．甲乙两抽水机的功率相等
C ．半小时内乙抽水机做的功较多
D ．半小时内甲抽水机做的功较多
4.
（95-5）当汽车的质量不变，速度增大为原来的多少倍时，它的动能增大为原来的
4
倍？
A ．2倍
B ．3倍
C ．4倍
D ．无法确定
5.（97-13）质量为m 的物体从高h 处自由落下，不计空气阻力。
当它下落到高度为3
4
h
处时，它的动能大小等于
A ．mgh
B ．
1
4mgh C ．12mgh D ．34
mgh 6.（99-11）一台功率是10kW 的吊机。
竖直向上提升重2.5×104
N 的物体，则物体上
升的最大速度将可达到（忽略摩擦阻力）
A ．0.1m/s
B ．2.5m/s
C ．0.4m/s
D ．1m/s 7.（01-4）下列关于重力势能的说法中，错误．．的是 A ．重力做正功，重力势能减少 B ．重力做负功，重力势能增加
C ．重力不做功，重力势能不变化
D ．重力势能变化与重力做功无关 8.（02-7）忽略空气阻力，下列几种运动中满足机械能守恒的是
A ．电梯匀速下降
B ．物体沿斜面匀速下滑
C ．子弹射穿木块的运动
D ．物体自由下落的运动 9.用拉力F 将一个重为5N 的物体匀速升高3m ，如图所示，在这
个过程中，下列说法错误．．的是 A ．合力对物体做的功是15J
B ．物体克服重力做的功是15J
C ．拉力F 对物体做的功是15J
D ．物体的重力势能增加了15J
10.在足够高处的物体作自由落体运动,它在
A.前2秒内的机械能的增加量比前1秒内的机械能的增加量大
B.前2秒内的加速度比前1秒内的加速度大
C.第2秒内的平均速度比第1秒内的平均速度大
D.第3秒内的位移等于第1秒内的位移
11．某人用脚把重10N 的球以水平速度10m/s 踢出，球在地面上滚动50m 停下，在这个过程中，重力对球以及人对球所做的功分别为
A. 0、0
B. 0、50J
C. 50J 、500J
D. 500J 、0
12．利用超导材料和现代科技可以实现磁悬浮。
若磁悬浮列车的质量为 20t ，因磁场间的相互作用列车浮起的高度为100mm ，则该过程中磁悬浮列车增加的重力势能是 A. 20J B. 200J C. 2.0x107
J D. 2.0×104
J
13．一物体在相同的水平恒力作用下，分别沿粗糙的水平地面和光滑的水平地面移动相同的距离，做的功分别为W 1和W 2，下列说法正确的是
A. W 1＝W 2
B. W 1＞W 2
C. W 1﹤W 2
D. 无法确定 14．汽车以额定功率从静止开始行驶时，一定是
A ．速度变大，加速度变大
B ．速度变小，加速度也变小
C ．速度变大，加速度变小
D ．速度最大时，牵引力一定也最大
15．质量为m 的物体静止在光滑水平面上。
在恒力F 的作用下作匀加速直线运动，若物体的速度从v 增加到2v 的过程中恒力对物体作功为W ，则物体的速度从2v 增加到3v 的过程中，恒力F 对物体做的功等于 A.W B.
35W C. 5
3W
D. 2W 16．质量为m 的物体，在n 个共点力作用下处于静止状态。
在t=0时，将其中一个力
从原来的F 突然增大到4F ，其它力保持不变，则经时间t 时该力的功率为
A.m t F 24
B.m t F 26
C.m t F 29
D.m
t F 212
（二）计算题（12分）
17.（6分）物体悬挂在绳子上处于静止状态,此时绳的拉力是50N 。
当绳子以100N 的
拉力拉着物体向上作匀加速直线运动时，求: (1)起动后1s 内拉力做了多少功？
(2)重物上升多大高度时机械能增加2000J ？ 18．（95-28）（6分）有一物体，在A 点时的重力势能为500J ，从A 点自由下落，到地时速度是10m/s （g=10m/s ）。
求：
（1）A 点离地的高度；
（2）从A 点下落到地面这段时间内重力做功的功率。
选做题：（30分）（另纸解答）
19．（10分）按节能设计的地铁线路，车站设在纵断面的凸形坡段上，凸形坡段高出
地铁水平轨道为2m,若要求列车进站到达凸形坡段上时速度为3m/s ，求： （1）地铁列车进站前，至少应具有多大的速度？
（2）若地铁列车质量m=106
kg ，一次进出站可节约多少能量？ 20．（10分）把质量为0.5kg 的小球，挂在长为1m 的细绳下端，将小
球拉到与竖直方向成37°的位置(已知sin37°=0.6，cos37°
=0.8)，如图所示，求：
（1）此过程中拉力对小球做的功至少是多少？
（2）让小球无初速释放，小球经过轨迹最低点时的速度有多大？
21.（10分）质量均为m 的物体A 和B 分别系在一根不计质量的细绳
两端，绳子跨过固定在倾角为300
的斜面顶端的定滑轮上，斜面固定在水平地面上，开始时把物体B 拉到斜面底端，这时物体A 离地面的高度为0.8m ，如图所示.若摩擦力均不计，从
静止开始放手让它们运动.求：（g ＝10m/s 2
） (1)物体A 着地时的速度；
(2)物体A 着地后物体B 沿斜面上滑的最大距离.
高中物理单元复习与练习（必修2）
第四章《机械能和能源》
参考答案：
一、知识回顾1．力，位移，力，位移，余弦，W=Fscos α，标，焦耳。
2．运动，2
2
1mv 3．举高，mgh 。
4．弹性形变。
5．动能，W=E k2-E k1
6．动能，势能 7．重力，动能，重力势能，机械能。
E k1+E p1=E k2+E p2 8．内能、电能、核能、化学能、光能、地热等。
9．产生，消失，转化，转移，总量 10．做功，P=W/t ，瓦特（W ），P=Fv 。
19.（1）7m/s （2）2×107
J 20.(1)1J (2)2m/s 21.〔分析与解答〕（1）因摩擦力均不计，故A 、B 从静止开始运动到A 着地过程，只有重力做功，系统机械能守恒，有P K E E ∆=∆，设物体A 着地时的速度大小为v ，因AB 相连，速度大小相等，故有
0230sin )(2
1
gh m gh m v m m B A B A -=+ 又m m m B A == 0230sin 22
1
mgh mgh mv -=⨯∴ s m s m gh v /2/2
8
.010222=⨯⨯==∴
（2）物体A 着地后物体B 继续以2m/s 的速度沿斜面上滑，设上滑的最大距离为s ，根据机械能守恒定律，有
0230sin 2
1
mgs mv = m m g v s 4.010
22
2===∴。