必修二第五章 机械能及守恒定律 (高考物理复习)

必修二第五章 机械能及守恒定律 (高考物理复习)
必修二第五章 机械能及守恒定律 (高考物理复习)

第五章 机械能及守恒定律

第一单元 功和功率

一、高考考点

,功 Ⅱ(考纲要求)

1.做功的两个因素:力和物体在 上发生的位移. 2.功的公式:W = ,其中F 为恒力,α为F 的方向与位移l 方向的夹角;功的单位: (J);功是 (矢、标)量.

3.功的正负:

功率 Ⅱ(考纲要求)

1.定义:功与完成这些功所用时间

的 .

2.物理意义:描述力对物体 . 3.公式 (1)P =W

t

,P 为时间t 内的 .

(2)P =Fv cos α(α为F 与v 的夹角) ①v 为平均速度,则P 为 . ②v 为瞬时速度,则P 为 . 4.额定功率:机械 时输出的 功率. 5.实际功率:机械 时输出的功率.要求 额定功率. 二、基础自测 1.(2011·重庆南岸区模拟)下图所示的四幅图是小明提包回家的情景,其中小明提包的力不做功的是( ). 2.一个力对物体做了负功,则说明( ). A.这个力一定阻碍物体的运动 B.这个力不一定阻碍物体的运动 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°

3.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/s 2)( ). A.25 W B .50 W C.75 W D .100 W

4.一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的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.当牵引力等于阻力时,速度达到最大值 5.如图所示,汽车在拱形桥上由A 匀速率运动到B ,以下说法正确的是( ).

A.牵引力与克服摩擦力做的功相等

B.牵引力和重力做的总功大于克服摩擦力做的功

C.合外力对汽车不做功

D.重力做功的瞬时功率会变化 三、高考体验 1.(2009·海南)一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动,合外力方向不变,大小随时间的变化如图所示.设该物体在t 0和2t 0时刻相对于出发点的位移分别是x 1和x 2,速度分别是v 1和v 2,合外力从开始至t 0时刻做的功是W 1,从t 0至2t 0时刻做的功是W 2,则( ). A .x 2=5x 1 v 2=3v 1 B .x 2=9x 1 v 2=5v 1 C .x 2=5x 1 W 2=8W 1 D .v 2=3v 1 W 2=9W 1

2.(2009·辽宁、宁夏理综)水平地面上有一木箱,木箱与地面之间的动摩擦因数为μ(0<μ<1).现对木箱施加一拉力F ,使木箱做匀速直线运动.设F 的方向与水平面夹角为θ,如图所示,在θ从0逐渐增大到90°的过程中,木箱的速度保持不变,则( ).

A .F 先减小后增大

B .F 一直增大

C .F 的功率减小

D .F 的功率不变 3.(2010·课标全国,16)如图所示,在外力作用下某质点运动的v -t 图象为正弦曲线.从图中可以判断( ). A .在0~t

1时间内,外力做正功

B .在0~t 1时间内,外力的功率逐渐增大

C .在t 2时刻,外力的功率最大

D .在t 1~t 3时间内,外力做的总功为零 4.(2011·江苏卷)如图所示,演员正在进行杂技表演.由图可估算出他将一个鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于( ).

A .0.3 J

B .3 J

C .30 J

D .300 J 5.(2011·海南卷,9)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94W

B .第2秒内外力所做的功是5

4

J

C .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4/5

第二单元 动能和动能定律

一、高考考点

动能和动能定理 Ⅱ(考纲要求)

1.动能

(1)定义:物体由于 而具有的能叫动能. (2)公式:E k = .

(3)单位: ,1 J =1 N 〃m =1 kg 〃m 2/s 2

. (4)矢标性:动能是 ,只有正值. (5)动能是 ,因为v 是瞬时速度. 2.动能定理

二、基础自测 1.(2012·苏州模拟)一个小球从高处自由落下,则球在下落过程中的动能( ). A.与它下落的距离成正比 B.与它下落距离的平方成正比 C.与它运动的时间成正比 D.与它运动时间的平方成正比

2.(2012·中山模拟)质量为m 的物体在水平力F 的作用下由静止开始在光滑地面上运动,前进一段距离之后速度大小为v ,再前进一段距离使物体的速度增大为2v ,则( ). A.第二过程的速度增量等于第一过程的速度增量 B.第二过程的动能增量是第一过程动能增量的3倍

C.第二过程合外力做的功等于第一过程合外力做的功

D.第二过程合外力做的功等于第一过程合外力做功的2倍

3.一个25 kg 的小孩从高度为3.0 m 的滑梯顶端由静止开始滑下,滑到底端时的速度为2.0 m/s.取g =10 m/s 2,关于力对小孩做的功,以下结果正确的是( ). A.合外力做功50 J B .阻力做功500 J C.重力做功500 J D .支持力做功50 J

4.如图一半径为R 的半圆形轨道BC 与一水平面相连,C 为轨道的最高点,一质量为m 的小球以初速度v 0从圆形轨道B 点进入,沿着圆形轨道运动并恰好通过最高点C ,然后做平抛运动.

求:

(1)小球平抛后落回水平面D 点的位置距B 点的距离.

(2)小球由B 点沿着半圆轨道到达C 点的过程中,克服轨道摩擦阻力做的功.

三、高考体验

(一)动能及动能定理的单独考查(低频考查) 1.(2009·上海单科,5)小球由地面竖直上抛,上升的最大高度为H ,设所受阻力大小恒定,地面为零势能面.在上升至离地高度h 处,小球的动能是势能的2倍,到达最高点后再下落至离地高度h 处,小球的势能是动能的2倍,则h 等于( ).

A.H 9

B.2H 9

C.3H 9

D.4H 9

2.(2011·课标全国卷,15)一质点开始时做匀速直线运动,从某时刻起受到一恒力作用.此后,该质点的动能可

能( ).

A .一直增大

B . 先逐渐减小至某一非零的最小值,再逐渐增大

C .先逐渐增大至某一最大值,再逐渐减小

D .先逐渐减小至零,再逐渐增大 (二)动能定理的应用且综合其他考点出现(高频考查) 3.(2009·上海单科,20)质量为5×103 kg 的汽车在t =0时刻速度v 0=10 m/s ,随后以P =6×104 W 的额定功率沿平直公路继续前进,经72 s 达到最大速度,该汽车受恒定阻力,其大小为2.5×103 N .求: (1)汽车的最大速度v m ;

(2)汽车在72 s 内经过的路程s .

4.(2011·江苏卷,14)如图所示,长为L 、内壁光滑的直管与水平地面成30°角固定放置.将一质量为m 的小球固定在管底,用一轻质光滑细线将小球与质量为M =km 的小物块相连,小物块悬挂于管口.现将小球释放,一段时间后,小物块落地静止不动,小球继续向上运动,通过管口的转向装置后做平抛运动,小球在转向过程中速率不变.(重力加速度为g ).

(1)求小物块下落过程中的加速度大小; (2)求小球从管口抛出时的速度大小; (3)试证明小球平抛运动的水平位移总小于

22

L .

第三单元 机械能守恒定律及其应用

一、高考考点

重力做功与重力势能 Ⅱ(考纲要求)

1.重力做功的特点:

重力所做的功只跟初始位置和末位置的竖直高度有关,跟物体的运动路径无关. 2.重力势能 (1)重力做功的特点

①重力做功与 无关,只与始末位置的 有关. ②重力做功不引起物体 的变化. (2)重力势能 ①概念:物体由于 而具有的能. ②表达式:E p =

③矢标性:重力势能是 ,正负表示其 . (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 ;重力对物体做负功,重力势能就 ②定量关系:重力对物体做的功 物体重力势能的减少量.即W G =-(E p2-E p1)= . 3.弹性势能 (1)概念:物体由于发生 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 ,劲度系数 ,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 = .

机械能守恒定律及其应用 Ⅱ(考纲要求)

1.机械能: 和 统称为机械能,其中势能包括 和 2.机械能守恒定律

(1)内容:在只有 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 。 (2)表达式:

mgh 1+12

mv 21=

3.守恒条件

只有重力或弹簧的弹力做功.

二、基础自测

1.(2012·广州模拟)第16届亚运会于2010年11月12日至11月27日在广州举行.亚运会中的投掷链球、铅球、

铁饼和标枪等体育比赛项目都是把物体斜向上抛出的运动,如图所示,这些物体从被抛出到落地的过程中().

A.物体的机械能先减小后增大

B.物体的机械能先增大后减小

C.物体的动能先增大后减小,重力势能先减小后增大

D.物体的动能先减小后增大,重力势能先增大后减小

2.关于重力势能,下列说法中正确的是().

A.物体的位置一旦确定,它的重力势能的大小也随之确定

B.物体与零势能面的距离越大,其重力势能也越大

C.一个物体的重力势能从-5 J变化到-3 J,重力势能减少了

D.重力势能的减少量等于重力对物体做的功

3.下列物体中,机械能守恒的是().

A.做平抛运动的物体

B.被匀速吊起的集装箱

C.光滑曲面上自由运动的物体

D.物体以4g/5的加速度竖直向上做匀减速运动

4.(2011·杭州模拟)如图所示在光滑水平面上有一物体,它的左端接连着一轻弹簧,弹簧的另一端固定在墙上,

在力F作用下物体处于静止状态,当撤去力F后,物体将向右运动,在物体向右运动的过程中,下列说法正确

的是().

C.弹簧的弹性势能先增加后减少

D.弹簧的弹性势能先减少后增加

5.如图,用长为L的轻绳把一个小铁球悬挂在高为2L的O点处,小铁球以O为圆心在竖直

大小为().

A.gL

B.3gL

C.5gL

D.7gL

三、高考体验

(一)机械能是否守恒的判断(低频考查)

1.(2011·课标全国卷,16)一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落,到最低点时距水面还有数

米距离.假定空气阻力可忽略,运动员可视为质点,下列说法正确的是().

A.运动员到达最低点前重力势能始终减小

B.蹦极绳张紧后的下落过程中,弹力做负功,弹性势能增加

C.蹦极过程中,运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒

D.蹦极过程中,重力势能的改变与重力势能零点的选取有关

2.(2011·上海综合,7)用如图所示装置可以研究动能和重力势能转化中所遵循的规律.在摆锤从A位置由静止开

始向下摆动到D位置的过程中().

①重力做正功,重力势能增加

②重力的瞬时功率一直增大

③动能转化为重力势能

④摆线对摆锤的拉力不做功

⑤若忽略阻力,系统的总机械能为一恒量

A.①③B.②④C.②⑤D.④⑤

(二)机械能守恒定律的应用(高频考查)

3.(2009·浙江)某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛.比赛路径如图所示,赛车从起点A出发,沿水平直线轨道运动L后,由B点进入半径为R的光滑竖直圆轨道,离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到C 点,并能越过壕沟.已知赛车质量m=0.1 kg,通电后以额定功率P=1.5 W工作,进入竖直圆轨道前受到的阻力恒为0.3 N,随后在运动中受到的阻力均可不计.图中L=10.00 m,R=0.32 m,h=1.25 m,s=1.50 m.问:要使赛车完成比赛,电动机至少工作多长时间?(取g=10 m/s2)

4.(2011·北京卷,22)如图长度为l的轻绳上端固定在O点,下端系一质量为m的小球(小球的大小可以忽略).

(1)在水平拉力F的作用下,轻绳与竖直方向的夹角为α,小球保持静止.画出此时小球的受力图,并求力F 的大小.

(2)由图示位置静止释放小球,求当小球通过最低点时的速度大小及轻绳对小球的拉力.不计空气阻力.

第4单元功能关系能量转化和守恒定律

一、高考考点

功能关系Ⅱ(考纲要求)1.功能关系

(1)能的概念:一个物体能对外做功,这个物体就具有能量.

(2)功能关系

①功是的量度,即做了多少功就有发生了转化.

②做功的过程一定伴随着,而且必通过做功来实现.

(3)功与对应能量的变化关系:

2.能量守恒定律

(1)内容:能量既不会消灭,

也.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:ΔE减=.

常见的功能关系

二、基础自测

1.已知货物的质量为m ,在某段时间内起重机将货物以a 的加速度加速升高h ,则在这段时间内,下列叙述正确的是(重力加速度为g )( ).

A.货物的动能一定增加mah -mgh B .货物的机械能一定增加mah C .货物的重力势能一定增加mah D .货物的机械能一定增加mah +mgh

2.一个盛水袋,某人从侧面缓慢推装液体的袋壁使它变形至如图所示位置,则此过程中袋和液体的重心将( ).

A .逐渐升高

B .逐渐降低

C .先降低再升高

D .始终不变 3.(2012·广州模拟)下列说法正确的是( ). A .随着科技的发展,第一类永动机是可以制成的

B .太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量,但照射到宇宙空间的能量都消失了

C .“既要马儿跑,又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律,因而是不可能的

D .有种“全自动”手表,不用上发条,也不用任何形式的电源,却能一直走动,说明能量可以凭空产生 4.如图美国空军X -37B 无人航天飞机于2010年4月首飞,在X -37B 由较低轨道飞到较高轨道的过程中( ).

A .X -37

B 中燃料的化学能转化为X -37B 的机械能 B .X -37B 的机械能要减少

C .自然界中的总能量要变大

D .如果X -37B 在较高轨道绕地球做圆周运动,则在此轨道上其机械能不变

5.如图所示,一个小物体在足够长的斜面上以一定初速度释放,斜面各处粗糙程度相同,初速度方向沿斜面向上,

则物体在斜面上运动的过程中( ). A .动能一定是先减小后增大 B .机械能一直减小

C .如果某段时间内摩擦力做功与物体动能的改变量相同,则此后物体动能将不断增大

D .如果某段时间内摩擦力做功为W ,再经过相同的时间,两段时间内摩擦力做功可能相等 三、高考体验

1.(2009·广东理科基础,8)游乐场中的一种滑梯如图所示.小朋友从轨道顶端由静止开始下滑,沿水平轨道滑动了一段距离后停下来,则( ).

A .下滑过程中支持力对小朋友做功

B .下滑过程中小朋友的重力势能增加

C .整个运动过程中小朋友的机械能守恒

D .在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功

2.(2010·山东理综,22)如图所示,倾角θ=30°的粗糙斜面固定在地面上,长为l 、质量为m 、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上,其上端与斜面顶端齐平.用细线将物块与软绳连接,物块由静止释放后向下运

动,直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面),在此过程中( ).

A .物块的机械能逐渐增加

B .软绳重力势能共减少了1

4

mgl

C .物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功

D .软绳重力势能的减少小于其动能的增加与克服摩擦力所做功之和

3.(2011·上海单科,15)如图所示,一长为L 的轻杆一端固定在光滑铰链上,另一端固定一质量为m 的小球.一水平向右的拉力作用于杆的中点,使杆以角速度ω匀速转动,当杆与水平方向成60°时,拉力的功率为( ).

A .mgL ω B.

3

2

mgL ω C.12mgL ω D.3

6

mgL ω

第5单元 实验五探究动能定理

,实验原理及误差分析

【例1】 探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系,实验装置如图所示,实验主要过程如下:

(1)设法让橡皮筋对小车做的功分别为W 、2W 、3W ……;

(2)分析打点计时器打出的纸带,求出小车的速度v 1、v 2、v 3……; (3)作出W=-草图;

(4)分析W-图象.如果W v 图象是一条直线,表明W ∝v ;如果不是直线,可考虑是否存在W ∝v 2、W ∝v 3、W ∝v 等关系.

以下关于该实验的说法中有一项不正确,它是____ ____.

A .本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W 、2W 、3W 、…….所采用的方法是选用同样的橡皮筋,并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致.当用1条橡皮筋进行实验时,橡皮筋对小车做的功为W ,用2条、3条……橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时,橡皮筋对小车做的功分别是2W 、3W ……

B .小车运动中会受到阻力,补偿的方法:可以使木板适当倾斜

C .某同学在一次实验中得到一条记录纸带.纸带上打出的点,两端密、中间疏.出现这种情况的原因可能是没有使木板倾斜或倾角太小

D .根据记录纸带上打出的点,求小车获得的速度的方法是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算 ,实验过程及数据处理

【例2】 为了探究功与物体速度变化的关系,现提供如图所示的器材,让小车在橡皮筋的作用下弹出后,沿木板滑行,请思考探究思路并回答下列问题.(打点计时器交流电频率为50 Hz)

(1)为了消除摩擦力的影响应采取什么措施?

________________________________________________________________________.

(2)当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条……并起来进行第1次、第2次、第3次……实验时,每次实验中橡皮筋拉伸的长度都保持一致,我们把第1次实验时橡皮筋对小车做的功记为W .

(3)由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和纸带测出,如图所示是其中四次实验打出的部分纸带.

(4)试根据第(2)、(3)项中的信息,填写上表

从表中数据可得出结论:

_.

【例3】 在探究“恒力做功和物体动能变化之间的关系”的实验中,某同学的实验设计方案如图所示.则: (1)该实验用钩码的重力表示小车受到的合外力,在安装时首先要____________,其次钩码和小车还需要满足的条件是____________________. (2)实验中,除位移、速度外,还要测出的物理量有________.

(3)在上述实验中,打点计时器使用的交流电频率为50 Hz.某同学打出的一段纸带如图所示,则小车匀速运动时的速度大小为____ _m/s.(结果保留三位有效数字)

随堂备考

1.在“探究动能定理”的实验中,某同学是用下面的方法和器材进行实验的:放在长木板上的小车,由静止开始在几条完全相同的橡皮筋的作用下沿木板运动,小车拉动固定在它上面的纸带,纸带穿过打点计时器.关于这一实验,下列说法中正确的是().

A.长木板要适当倾斜,以平衡小车运动中受到的阻力

B.重复实验时,虽然用到橡皮筋的条数不同,但每次应使橡皮筋拉伸的长度相同

C.利用纸带上的点计算小车的速度时,应选用纸带上打点最密集的部分进行计算

D.利用纸带上的点计算小车的速度时,应选用纸带上打点最均匀的部分进行计算

2.用如图所示的装置做“探究动能定理”的实验时,下列说法正确的是(填字母代号)().A.为了平衡摩擦力,实验中可以将长木板的左端适当垫高,使小车拉着穿过打点计时器的纸带自由下滑时能保持匀速运动

B.每次实验中橡皮筋的规格要相同,拉伸的长度要一样

C.可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值

D.可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值

E.实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源

F.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度

G.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度

3.在《探究动能定理》的实验中,我们用1条、2条、3条……同样的橡皮筋进行1次、2次、3次……实验.实验中,如果橡皮筋拉伸的长度都相等,那么每次橡皮筋对小车做的功可记作W、2W、3W……对每次打出的纸带

(1)

(2)根据图象可以做出判断,力对小车所做的功与____________________.

(2)速度平方成正比

4.如图所示,是某同学验证动能定理的实验装置.其步骤如下:

a.易拉罐内盛上适量细沙,用轻绳通过滑轮连接在小车上,小车连接纸带.

合理调整木板倾角,让小车沿木板匀速下滑.

b.取下轻绳和易拉罐,测出易拉罐和细沙的质量m及小车质量M.

c.取下细绳和易拉罐后,换一条纸带,让小车由静止释放,打出的纸带

如图(中间部分未画出),O为打下的第一点.已知打点计时器的打点频率

为f,重力加速度为g.

①步骤c中小车所受的合外力为________________.

②为验证从O→C过程中小车合外力做功与小车动能变化的关系,测出BD间的距离为x0,OC间距离为x1,则C点的速度为________.需要验证的关系式为___________________________(用所测物理量的符号表示).

5.某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”.如图所示,

他们将拉力传感器固定在小车上,用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与

钩码相连,用拉力传感器记录小车受到拉力的大小.在水平桌面上相距50.0

cm的A、B两点各安装一个速度传感器,记录小车通过A、B点时的速度大

小,小车中可以放置砝码.

(1)实验主要步骤如下:

①测量________和拉力传感器的总质量M1;把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;正确连接所需电路.

②将小车停在C点,________,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力及小车通过A、B点时的速度.

③在小车中增加砝码或________,重复②的操作.

(2)下列表格是他们测得的一组数据,其中M是M1与小车中砝码质量之和,|v22-v21|是两个速度传感器记录

速度的平方差,可以据此计算出动能变化量ΔE ,F 是拉力传感器受到的拉力,W 是F 在A 、B 间所做的功.表格中的ΔE 3=________,W 3=________.(结果保留三位有效数字)

数据记录表

(3)根据表格,请在图中的方格纸上作出ΔE ——W 图线.

第6单元 实验六 验证机械能守恒定律 ,实验器材的选择及误差分析

【例1】 (2010·课标全国,22)图561为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.现有的器材为:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平.回答下列问题:

(1)为完成此实验,除了所给的器材,还需要的器材有________.(填入正确选项前的字母) A .米尺 B .秒表

C .0~12 V 的直流电源

D .0~12 V 的交流电源

(2)实验中误差产生的原因有

_______________________________________________ ,数据处理

【例2】 某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.该同学经正确操作得到打点纸

带,在纸带后段每两个计时间隔取一个计数点,依次为1、2、3、4、5、6、7,测量各计数点到第一个点的距离h

请在图坐标中,描点作出v h 图线;由图线可知,重锤下落的加速度g ′=________ m/s (保留三位有效数字);若当地的重力加速度g =9.80 m/s 2,根据作出的图线,能粗略验证自由下落的重锤机械能守恒的依据是_______________________________________________.

【例3】 (2011·海南卷,14)现要通过实验验证机械能守恒定律.实验装置如图所示:水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A 点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M ,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m 的砝码相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上的B 点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t .用d 表示A 点到导轨底端C 点的距离,h 表示A 与C 的高度差,b 表示遮光片的宽度,s 表示A 、B 两点间的距离,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B 点时的瞬时速度.用g 表示重力加速度.完成下列填空和作图:

(1)若将滑块自A 点由静止释放,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小量可表示__ __,动能的增加量可表示为__ __.若在运动过程中机械能守恒,1/t 2与s 的关系式为1/t 2=_____.

(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t 值.结果如下表所示: 以s 为横坐标,1/t 2为纵坐标,在图位置的坐标纸中描出第1个和第5个数据点;根据5个数据点作直线,

求得该直线的斜率k =____×104 m -1·s -

2(结果保留三位有效数字).

随堂备考

1.(2010·四川卷,21)有4条用打点计时器(所用交流电频率为50 Hz)打出的纸带A 、B 、C 、D ,其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的.为找出该纸带,某同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点,用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为s 1、s 2、s 3.请你根据下列s 1、s 2、s 3的测量结果确定该纸带为( ).

(已知当地的重力加速度为9.791 m/s 2)

A .61.0 mm 65.8 mm 70.7 mm

B .41.2 mm 45.1 mm 53.0 mm

C .49.36 mm 53.5 mm 57.3 mm

D .60.5 mm 61.0 mm 60.6 mm 2.(2010·安徽理综,21Ⅲ)利用图所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时,需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v 和下落高度h .某班同学利用实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案:

a .用刻度尺测出物体下落的高度h ,并测出下落时间t ,通过v =gt 计算出瞬时速度v .

b .用刻度尺测出物体下落的高度h ,并通过v =2gh 计算出瞬时速度v .

c .根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v ,并通过h =v 2

2g

计算出高度h .

d .用刻度尺测出物体下落的高度h ,根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v .

以上方案中只有一种正确,正确的是________.(填入相应的字母)

3.如图所示,两个质量分别为m 1和m 2的物块A 和B ,分别系在一条跨过定 滑轮的软绳两端(m 1>m 2),1、2是两个光电门.用此装置验证机械能守恒定律. (1)实验中除了记录物块B 通过两光电门时的速度v 1、v 2外,还需要测量的物理量是________.

(2)用已知量和测量量写出验证机械能守恒的表达式_________________________.

4.某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律.频闪仪每隔0.05 s 闪光一次,图中所标数据为实际距离,该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表(当地重力加速度取9.8 m/s 2,小球质量m =0.2kg,结果保留三位有效数字)

(1)由频闪照片上的数据计算t 5时刻小球

的速度v 5=________m/s.

(2)从t 2到t 5时间内,重力势能增量ΔE p =________J ,动能减少量ΔE k =________J.

(3)在误差允许的范围内,若ΔE p 与ΔE k 近似相等,从而验证了机械能守恒定律.由上述计算得ΔE p ________ΔE k (选填“>”“<”或“=”),造成这种结果的主要原因是________________.

5.某实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验中,提出了如图所示的甲、乙两种方案:甲方案为用自由落体运动进行实验,乙方案为用小车在斜面上下滑进行实验.

(1)组内同学对两种方案进行了深入的讨论分析,最终确定了一个大家认为误差相对较小的方案,你认为该小组选择的方案是________,理由是________________________________________.

(2)若该小组采用图甲的装置打出了一条纸带如图丙所示,相邻两点之间的时间间隔为0.02 s,请根据纸带计算出B点的速度大小________m/s.(结果保留三位有效数字)

(3)该小组内同学们根据纸带算出了相应点的速度,作出v2-h图线如图所示,请根据图线计算出当地的重力加速度g=________m/s2.(结果保留两位有效数字)

第一单元 功和功率 补练

1.(2011·朝阳区模拟)如图所示,一个物块在与水平方向成α角的恒力F 作用下,沿水平面向右运动一段距离x ,在此过程中,恒力F 对物块所做的功为( ).

A.

Fx sin α B.Fx

cos α

C .Fx sin α

D .Fx cos α

2.(2012·广州模拟)如图所示,拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法.如果某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 .轮胎受到地面的摩擦力对轮胎做了负功

B .轮胎受到的重力对轮胎做了正功

C .轮胎受到的拉力对轮胎不做功

D .轮胎受到地面的支持力对轮胎做了正功

3.如图所示,长为L 的轻杆A 一端固定一个质量为m 的小球B ,另一端固定在水平转轴O 上,轻杆A 绕转轴O 在竖直平面内匀速转动,角速度为ω.在轻杆A 与水平方向夹角α从0°增加到90°的过程中,下列说法正确的是( ).

A .小球

B 受到轻杆A 作用力的方向一定沿着轻杆A B .小球B 受到的合力的方向一定沿着轻杆A

C .小球B 受到轻杆A 的作用力逐渐减小

D .小球B 受到轻杆A 的作用力对小球B 做正功

4.如图所示,质量为M 的物体放在光滑水平地面上,受与水平方向成α角的恒定拉力F 作用,从静止开始沿水平地面运动,在时间t 内,拉力F 对物体所做的功为W .若仅改变上述某一个量,物体还是从静止开始沿水平地面运动,下列可使拉力做的功为2W 的是( ).

A .物体质量减小为M

2

B .拉力增大为2F

C .做功时间增长为2t

D .α角从60°变为0°

5.A 、B 两物体的质量之比m A ∶m B =2∶1,它们以相同的初速度v 0在水平面上做匀减速直线运动,直到停止,其速度图象如图所示.那么,A 、B 两物体所受摩擦阻力之比F A ∶F B 与A 、B 两物体克服摩擦阻力做的功之比W A ∶W B

分别为( ).

A .2∶1,4∶1

B .4∶1,2∶1

C .1∶4,1∶2

D .1∶2,1∶4

6.设汽车在启动阶段所受阻力恒定并做匀加速直线运动,则在这过程中( ). A .牵引力增大,功率增大 B .牵引力不变,功率增大 C .牵引力增大,功率不变 D .牵引力不变,功率不变

7.如图所示,质量相同的两物体处于同一高度,A 沿固定在地面上的光滑斜面下滑,B 自由下落,最后到达同一水平面,则( ).

A .重力对两物体做的功相同

B .重力的平均功率相同

C .到达底端时重力的瞬时功率P A

D .到达底端时两物体的动能相同,速度相同

8.如图所示,两个质量相等的小球A 、B 处在同一水平线上,当小球A 被水平抛出的同时,小球B 开始自由下落,不计空气阻力,则( ).

A .两球的速度变化快慢不相同

B .在同一时刻,两球的重力的功率不相等

C .在下落过程中,两球的重力做功不相同

D .在相等时间内,两球的速度增量相等

9.质量为m 的汽车由静止开始以加速度a 做匀加速运动,经过时间t ,汽车达到额定功率,则下列说法正确的是( ).

A .at 即为汽车额定功率下的速度最大值

B .at 还不是汽车额定功率下速度最大值

C .汽车的额定功率是ma 2

t

D .题中所给条件求不出汽车的额定功率

10.如图所示,质量为m 的小球以初速度v 0水平抛出,恰好垂直打在倾角为θ的斜面上,(不计空气阻力)则球落在斜面上时重力的瞬时功率为( ).

A .mgv 0tan θ

B.mgv 0

tan θ

C.

mgv 0

sin θ

D .mgv 0cos θ 11.汽车发动机的额定功率为P 1,它在水平路面上行驶时受到的阻力F 阻大小恒定,汽车在水平路面上由静止开始运动,最大速度为v ,汽车发动机的输出功率随时间变化的图象如图.则汽车( )

A .0~t 1做匀加速运动,牵引力恒定

B .0~t 1做变加速运动,牵引力增大

C .t 1后加速度逐渐减小,速度达到v 后做匀速运动

D .t 1后牵引力恒定,与阻力大小相等

12.2010年9月19日,强台风“凡亚比”在台湾省花莲县丰滨乡附近沿海登陆,水平风速达到40 m/s.一块质

量为2 kg 的石块从山顶无初速被吹下悬崖,假设山高2 000 m ,若风速不变,不计空气阻力,g =10 m/s 2

,则下列说法中正确的是( ).

A .石块做平抛运动

B .石块下落过程中加速度恒定不变

C .石块落到地面时与初始位置的水平距离小于800 m

D .石块落地时重力的瞬时功率为4 000 W

13.如图所示,质量为M 的拖拉机拉着耙来耙地,由静止开始做匀加速直线运动,在时间t 内前进的距离为x .耙地时,拖拉机受到的牵引力恒为F ,受到地面的阻力为自重的k 倍,耙所受阻力恒定,连接杆质量不计且与水平面的夹角θ保持不变.求:

(1)拖拉机的加速度大小.

(2)拖拉机对连接杆的拉力大小. (3)时间t 内拖拉机对耙做的功.

14.高速连续曝光照相机可在底片上重叠形成多个图像.现利用这架照相机对MD 2000家用汽车的加速性能进行研究,如图所示为汽车做匀加速直线运动时三次曝光的照片,图中的标尺单位为米,照相机每两次曝光的时间间隔为1.0 s .已知该汽车的质量为2 000 kg ,额定功率为72 kW ,汽车运动过程中所受的阻力始终为1 600 N. (1)求该汽车加速度的大小.

(2)若汽车由静止以此加速度开始做匀加速直线运动,匀加速运动状态最多能保持多长时间? (3)求汽车所能达到的最大速度.

第二单元 动能和动能定律 补练

1.子弹的速度为v ,打穿一块固定的木块后速度刚好变为零.若木块对子弹的阻力为恒力,那么当子弹射入木块的深度为其厚度的一半时,子弹的速度是( ). A.v 2 B.22v C.v 3 D.v 4

2.(2011·山东模拟)如图所示,质量为m 的物块,在恒力F 的作用下,沿光滑水平面运动,物块通过A 点和B 点的速度分别是v A 和v B ,物块由A 运动到B 点的过程中,力F 对物块做的功W 为( ).

A .W >12mv 2

B -12mv 2A B .W =12mv 2B -12mv 2

A

C .W =12mv 2A -12

mv 2

B D .由于F 的方向未知,W 无法求出

3.两辆汽车在同一平直路面上行驶,它们的质量之比m 1∶m 2=1∶2,速度之比v 1∶v 2=2∶1.当两车急刹车后,甲车滑行的最大距离为l 1,乙车滑行的最大距离为l 2,设两车与路面间的动摩擦因数相等,不计空气阻力,则( ).

A .l 1∶l 2=1∶2

B .l 1∶l 2=1∶1

C .l 1∶l 2=2∶1

D .l 1∶l 2=4∶1

4.如图所示,一质量为m 的小球,用长为L 的轻绳悬挂于O 点,小球在水平拉力F 作用下从平衡位置P 点缓慢地移到Q 点,此时悬线与竖直方向夹角为θ,则拉力F 做的功为( ).

A .mgL cos θ

B .mgL (1-cos θ)

C .FL sin θ

D .FL cos θ

5.质量为1 500 kg 的汽车在平直的公路上运动,vt 图象如图所示.由此可求( ).

A .前25 s 内汽车的平均速度

B .前10 s 内汽车的加速度

C .前10 s 内汽车所受的阻力

D .15~25 s 内合外力对汽车所做的功

6.如图所示,劲度系数为k 的弹簧下端悬挂一个质量为m 的重物,处于静止状态.手托重物使之缓慢上移,直到弹簧恢复原长,手对重物做的功为W 1.然后放手使重物从静止开始下落,重物下落过程中的最大速度为v ,不计空气阻力.重物从静止开始下落到速度最大的过程中,弹簧对重物做的功为W

2,则( ).

A .W 1>m 2g 2

k

B .W 1<m 2g 2

k

C .W 2=12mv 2

D .W 2=m 2g 2k -12

mv 2

7.如图所示,一块长木板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

( ).

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

8.刹车距离是衡量汽车安全性能的重要参数之一.如图5-2-15所示的图线1、2分别为甲、乙两辆汽车在紧急刹车过程中的刹车距离l 与刹车前的车速v 的关系曲线,已知紧急刹车过程中车与地面间是滑动摩擦.据此可知,下列说法中正确的是( ).

A .甲车的刹车距离随刹车前的车速v 变化快,甲车的刹车性能好

B .乙车与地面间的动摩擦因数较大,乙车的刹车性能好

C .以相同的车速开始刹车,甲车先停下来,甲车的刹车性能好

D .甲车的刹车距离随刹车前的车速v 变化快,甲车与地面间的动摩擦因数较大

9.如图所示,斜面高h ,质量为m 的物块,在沿斜面向上的恒力F 作用下,能匀速沿斜面向上运动,若把此物块放在斜面顶端,在沿斜面向下同样大小的恒力F 作用下物块由静止向下滑动,滑至底端时其动能的大小为

( ). A .mgh B .2mgh C .2Fh D .Fh

10.如图所示,质量为m 1、长为L 的木板置于光滑的水平面上,一质量为m 的滑块放置在木板左端,滑块与木板间滑动摩擦力的大小为F f ,用水平的恒定拉力F 作用于滑块.当滑块从静止开始运动到木板右端时,木板在地面上移动的距离为s ,滑块速度为v 1,木板速度为v 2,下列结论中正确的是( ).

A .滑块克服摩擦力所做的功为F f (L +s )

B .上述过程满足(F -F f )(L +s )=12mv 21+12

m 1v 2

2

C .其他条件不变的情况下,F 越大,滑块到达右端所用时间越长

D .其他条件不变的情况下,F f 越大,滑块与木板间产生的热量越多

11.质量m =1 kg 的物体,在水平拉力F (拉力方向与物体初速度方向相同)的作用下,沿粗糙水平面运动,经过

位移4 m 时,拉力F 停止作用,运动到位移是8 m 时物体停止,运动过程中E k x 的图线如图所示.求:(g 取10 m/s 2

) (1)物体的初速度多大?

(2)物体和平面间的动摩擦因数为多大? (3)拉力F 的大小?

12.水上滑梯可简化成如图所示的模型,斜槽AB 和水平槽BC 平滑连接,斜槽AB 的竖直高度H =6.0 m ,倾角θ=37°.水平槽BC 长d =2.0 m ,BC 面与水面的距离h =0.80 m ,人与AB 、BC 间的动摩擦因数均为μ=0.10.取

重力加速度g =10 m/s 2

,cos 37°=0.8,sin 37°=0.6.一小朋友从滑梯顶端A 点无初速地自由滑下,求: (1)小朋友沿斜槽AB 下滑时加速度的大小a ;

(2)小朋友滑到C 点时速度的大小v ;

(3)在从C 点滑出至落到水面的过程中,小朋友在水平方向位移的大小x .

第三单元机械能守恒定律及其应用补练

1.汽车沿一段坡面向下行驶,通过刹车使速度逐渐减小,在刹车过程中( ).

A.重力势能增加B.动能增加

C.重力做负功D.机械能不守恒

2.(2011·攀枝花模拟)质量为m的小球,从离地面高h处以初速度v0竖直上抛,小球能上升到离抛出点的最大高度为H,若选取该最高点位置为零势能参考位置,不计阻力,则小球落回到抛出点时的机械能是( ).A.0 B.mgH

C.1

2

mv20+mgh D.mgh

3.如图所示,运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程,将人和伞看成一个系统,在这两个过程中,下

列说法正确的是( ).

A.阻力对系统始终做负功

B.系统受到的合外力始终向下

C.加速下降时,重力做功大于系统重力势能的减小量

D.任意相等的时间内重力做的功相等

4.如图所示,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

5.(2010·湖北八校联考)如图所示,将物体从一定高度水平抛出(不计空气阻力),物体运动过程中离地面高度为h时,物体水平位移为x、物体的机械能为E、物体的动能为E k、物体运动的速度大小为v.以水平地面为零势能面.下列图象中,能正确反映各物理量与h的关系的是( ).

6.内壁光滑的环形凹槽半径为R,固定在竖直平面内,一根长度为2R的轻杆,一端固定有质量m的小球甲,另一端固定有质量为2m的小球乙.现将两小球放入凹槽内,小球乙位于凹槽的最低点(如图)由静止释放后( )

A.下滑过程中甲球减少的机械能总是等于乙球增加的机械能

B.下滑过程中甲球减少的重力势能总是等于乙球增加的重力势能

C.甲球可沿凹槽下滑到槽的最低点

D.杆从右向左滑回时,乙球一定能回到凹槽的最低点

7.如图将一内外侧均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上,槽的左侧有一竖直墙壁.现让一小球自左端槽口A

点的正上方由静止开始下落,从A点与半圆形槽相切进入槽内,则下列说法正确的是( )

A.小球在半圆形槽内运动的全过程中,只有重力对它做功

B.小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中,小球处于失重状态

C.小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中,小球与槽组成的系统机械能守恒

D.小球从下落到从右侧离开槽的过程机械能守恒

8.如图光滑的水平轨道AB与半径为R的光滑的半圆形轨道BCD相切于B点,其中圆轨道在竖直平面内,B点为最低点,D点为最高点,一小球以一定的初速度沿AB射入,恰能通过最高点,设小球在最高点D的重力势能为

零,则关于小球在B点的机械能E与轨道对小球的支持力F的说法正确的是( )

A.E与R成正比B.E与R无关

C.F与R成正比D.F与R无关

9.(2011·广州调研)下图所示的小球以初速度为v 0从光滑斜面底部向上滑,恰能到达最大高度为h 的斜面顶部.A

是内轨半径大于h 的光滑轨道、B 是内轨半径小于h 的光滑轨道、C 是内轨半径等于h 的光滑轨道、D 是长为1

2

h

的轻棒,其下端固定一个可随棒绕O 点向上转动的小球.小球在底端时的初速度都为v 0,则小球在以上四种情况中能到达高度h 的有( ).

10.如图所示,小球从一个固定的光滑斜槽轨道顶端无初速度开始下滑,用v 、t 和h 分别表示小球沿轨道下滑

的速度、时间和竖直高度.下面的vt 图象和v 2

h 图象中可能正确的是( )

11.如图所示,物体A 和B 系在跨过定滑轮的细绳两端,物体A 的质量m A =1.5 kg ,物体B 的质量m B =1 kg.开

始时把A 托起,使B 刚好与地面接触,此时物体A 离地高度为h =1 m .放手让A 从静止开始下落,g 取10 m/s 2

,求:(1)当A 着地时,A 的速度多大;

(2)物体A 落地后,B 还能上升多高.

12.如图所示在水平地面上固定一个半径为R 的半圆形轨道,其中圆弧部分光滑,水平段长为L ,一质量为m 的小物块紧靠一根被压缩的弹簧固定在水平轨道的最右端,小物块与水平轨道间的动摩擦因数为μ,现突然释放

小物块,小物块被弹出,恰好能够到达圆弧轨道的最高点A ,取g =10 m/s 2

,且弹簧长度忽略不计,求:

(1)小物块的落点距O ′的距离;

(2)小物块释放前弹簧具有的弹性势能.

第4单元功能关系能量转化和守恒定律补练

1.如图所示,一轻弹簧的左端固定,右端与一小球相连,小球处于光滑水平面上.现对小球施加一个方向水平向右的恒力F,使小球从静止开始运动,则小球在向右运动的整个过程中( ).

A.小球和弹簧组成的系统机械能守恒

B.小球和弹簧组成的系统机械能逐渐增大

C.小球的动能逐渐增大

D.小球的动能先增大然后减小

2.如图所示,一表面光滑的木板可绕固定的水平轴O转动,木板从水平位置OA转到OB位置的过程中,木板上重为5 N的物块从靠近转轴的位置从静止开始滑到图中虚线所示位置,在这一过程中,物块的重力势能减少了4 J.则以下说法正确的是( ).

A.物块的竖直高度降低了0.8 m

B.由于木板转动,物块下降的竖直高度必大于0.8 m

C.物块获得的动能为4 J

D.由于木板转动,物块的机械能必定增加

3.(2012·盐城调研)如图所示,两物体A、B用轻质弹簧相连,静止在光滑水平面上,现同时对A、B两物体施加等大反向的水平恒力F1、F2,使A、B同时由静止开始运动,在运动过程中,对A、B两物体及弹簧组成的系统,正确的说法是(整个过程中弹簧不超过其弹性限度)( ).

A.机械能守恒

B.机械能不断增加

C.当弹簧伸长到最长时,系统的机械能最大

D.当弹簧弹力的大小与F1、F2的大小相等时,A、B两物体速度为零

4.如图所示,用手通过弹簧拉着物体沿光滑斜面上滑,下列说法正确的是( )

A.物体只受重力和弹簧的弹力作用,物体和弹簧组成的系统机械能守恒

B.手的拉力做的功,等于物体和弹簧组成的系统机械能的增加量

C.弹簧弹力对物体做的功,等于物体机械能的增加量

D.手的拉力和物体重力做的总功等于物体动能的增加量

5.(2011·北京二模)如图所示,光滑细杆AB、AC在A点连接,AB竖直放置,AC水平放置,两相同的中心有小孔的小球M、N,分别套在AB和AC上,并用一细绳相连,细绳恰好被拉直,现由静止释放M、N,在运动过程中

下列说法中正确的是( ).

A.M球的机械能守恒

B.M球的机械能减小

C.M和N组成的系统的机械能守恒

D.绳的拉力对N做负功

6.如图所示,具有一定初速度的物块,沿倾角为30°的粗糙斜面向上运动的过程中,受一个恒定的沿斜面向上的拉力F作用,这时物块的加速度大小为4 m/s2,方向沿斜面向下,那么在物块向上运动的过程中,下列说法正确的是( ).

A.物块的机械能一定增加

B.物块的机械能一定减少

C.物块的机械能可能不变

D.物块的机械能可能增加,也可能减少

7.如图所示,光滑水平面OB与足够长粗糙斜面BC交于B点.轻弹簧左端固定于竖直墙面,现将质量为m1的滑块压缩弹簧至D点,然后由静止释放,滑块脱离弹簧后经B点滑上斜面,上升到最大高度,并静止在斜面上.不计滑块在B点的机械能损失;换用相同材料质量为m2的滑块(m2>m1)压缩弹簧到相同位置,然后由静止释放,下

列对两滑块说法正确的是( ).

A.两滑块到达B点的速度相同

B.两滑块沿斜面上升的最大高度相同

C.两滑块上升到最高点过程克服重力做的功相同

D.两滑块上升到最高点过程机械能损失相同

8.为了让乘客乘车更为舒适,某探究小组设计了一种新的交通工具,乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整,

使座椅始终保持水平,如图所示.当此车减速上坡时,乘客( ). A .处于失重状态

B .受到向前(水平向右)的摩擦力作用

C .重力势能增加

D .所受力的合力沿斜坡向上

9.在地面上将一小球竖直向上抛出,上升一定高度后再落回原处,若不计阻力,以向上为正方向,则下述图象能正确反映位移-时间,速度-时间、加速度-时间、重力势能-高度(取地面的重力势能为零)的是( ).

10.如图所示,水平传送带AB 长21 m ,以6 m/s 顺时针匀速转动,台面与传送带平滑连接于B 点,半圆形光滑轨道半径R =1.25 m ,与水平台面相切于C 点,BC 长s =5.5 m ,P 点是圆弧轨道上与圆心O 等高的一点.一质量为m =1 kg 的物块(可视为质点),从A 点无初速释放,物块与传送带及台面间的动摩擦因数均为0.1,则关于物

块的运动情况,下列说法正确的是( ). A .物块不能到达P 点

B .物块能越过P 点做斜抛运动

C .物块能越过P 点做平抛运动

D .物块能到达P 点,但不会出现选项B 、C 所描述的运动情况

11.一个平板小车置于光滑水平面上,其右端恰好和一个1

4

光滑圆弧轨道AB 的底端等高对接,如图所示.已知小

车质量M =3.0 kg ,长

L =2.06 m ,圆弧轨道半径R =0.8 m .现将一质量m =1.0 kg 的小滑块,由轨道顶端A 点无初速释放,滑块滑到B 端后冲上小车.滑块与小车上表面间的动摩擦因数μ=0.3.(取g =10 m/s 2)试求: (1)滑块到达B 端时,轨道对它支持力的大小;

(2)小车运动1.5 s 时,车右端距轨道B 端的距离; (3)滑块与车面间由于摩擦而产生的内能.

高考物理复习第二章相互作用微极值问题备考练习题

17 极值问题 [方法点拨] (1)三力平衡下的极值问题,常用图解法,将力的问题转化为三角形问题,求某一边的最短值.(2)多力平衡时求极值一般用解析法,由三角函数、二次函数、不等式求解.1.(2018·姜堰中学月考)如图1所示,用细线相连的质量分别为2m、m的小球A、B在拉力F作用下,处于静止状态,且细线OA与竖直方向的夹角保持θ=30°不变,则拉力F的最小值为( ) 图1 A.33 2 mg B. 23+1 2 mg C.3+2 2 mg D. 3 2 mg 2.如图2所示,质量均为m=10 kg的A、B两物体放在粗糙的水平木板上,中间用劲度系数为k=5×102 N/m的弹簧连接,刚开始时A、B两物体处于平衡状态,弹簧的压缩量为Δx= 5 cm.已知两物体与木板间的动摩擦因数均为μ= 3 2 ,重力加速度g=10 m/s2,设最大静摩 擦力等于滑动摩擦力.现将木板的右端缓慢抬起,木板形成斜面,在木板缓慢抬起过程中,以下说法正确的是( ) 图2 A.A先开始滑动,A刚开始滑动时木板的倾角θ=30° B.A先开始滑动,A刚开始滑动时木板的倾角θ=60° C.B先开始滑动,B刚开始滑动时木板的倾角θ=30° D.B先开始滑动,B刚开始滑动时木板的倾角θ=60° 3.如图3所示,在水平板左端有一固定挡板,挡板上连接一轻质弹簧.紧贴弹簧放一质量为 m的滑块,此时弹簧处于自然长度.已知滑块与水平板的动摩擦因数为 3 3 (最大静摩擦力与 滑动摩擦力视为相等).现将板的右端缓慢抬起使板与水平面间的夹角为θ,最后直到板竖直,此过程中弹簧弹力的大小F随夹角θ的变化关系可能是( )

图3 4.如图4所示,质量为M的滑块a,置于水平地面上,质量为m的滑块b放在a上.二者接触面水平.现将一方向水平向右的力F作用在b上.让F从0缓慢增大,当F增大到某一值时,b相对a滑动,同时a与地面间摩擦力达到最大.已知a、b间的动摩擦因数为μ1,a 与地面之间的动摩擦因数为μ2,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则μ1与μ2之比为( ) 图4 A.m M B. M m C. m M+m D. M+m m 5.(2018·兴化一中质检)如图5所示,质量均为m的木块A和B,用一个劲度系数为k的竖直轻质弹簧连接,最初系统静止,现在用力缓慢拉A直到B刚好离开地面,则这一过程A上升的高度为( ) 图5 A.mg k B. 2mg k C.3mg k D. 4mg k 6.如图6所示,质量为M的斜劈倾角为θ,在水平面上保持静止,当将一质量为m的木块放在斜面上时正好匀速下滑.如果用与斜面成α角的力F拉着木块沿斜面匀速上滑.

第七章_机械能守恒定律知识点总结

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。 2条件:. 力和力的方向上位移的乘积 3公式:W=F S cos θ W ——某力功,单位为焦耳(J ) F ——某力(要为恒力) ,单位为牛顿(N ) S ——物体运动的位移,一般为对地位移,单位为米(m ) θ——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”。 功的正负表示能量传递的方向,即功是能量转化的量度。 当)2 ,0[π θ∈时,即力与位移成锐角,力做正功,功为正; 当2 π θ= 时,即力与位移垂直,力不做功,功为零; 当],2 ( ππ θ∈时,即力与位移成钝角,力做负功,功为负; 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=W 1+W 2+…+Wn 或W 总= F 合Scos θ 没有做功的情况一般有以下几种: (1)劳而无功。如人用100N 的力推石头没动。 (2)不劳无功。如在光滑水平面上的物体靠惯性做匀速直线运动。 (3)垂直无功。当物体受力的方向与该物体的运动方向垂直时,如手提水桶在水平面上匀速前进。 例1、下列情况中,有力对物体做功的是( ) A 、用力推车,车不动 B 、小车在光滑的水平面上匀速运动 C 、举重运动员举着杠铃沿着水平方向走了1m. D 、苹果从树上落下 例2、在100m 深的矿井里,每分钟积水9m 3 ,要想不让水留在矿井里,应该用至少多大功率的水泵抽水? 解:每分钟泵抽起水的重力G=gV 水ρ,水泵克服重力做功gVh W 水ρ=,完成这些功所需时间秒60=t ∴t gVh t W p 水ρ= = =60 100 98.91013???? =147000W=147(kW ) 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:t W P = (平均功率) θυcos F P =(平均功率或瞬时功率) 3单位:瓦特W 4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应用: (1)机车以恒定功率启动时,由υF P =(P 为机车输出功率,F 为机车牵引力,υ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f F = 时,速度不再增大达到最大值m ax υ,则f P /max =υ。 (2)机车以恒定加速度启动时,在匀加速阶段汽车牵引力F 恒定为f ma +,速度不断增加汽车输出功率υF P =随之增加,当额定P P =时,F 开始减小但仍大于f 因此机车速度继续增大,直至f F =时,汽车便达到最大速度m a x υ,则 f P /m a x =υ。 【例1】下列关于功率的说法正确的是( ) A.物体做功越多,功率越大 B.物体做功时间越短,功率越大 C.物体做功越快,功率越大 D.物体做功时间越长,功率越大 功率大,做功一定快,但做功不一定多(需控制时间)。 三、动能 1概念:物体由于运动而具有的能量,称为动能。 2动能表达式:22 1 υm E K = 3动能定理(即合外力做功与动能关系):12K K E E W -= 4理解:①合F 在一个过程中对物体做的功,等于物体在这个过程中动能的变化。 ②合F 做正功时,物体动能增加;合F 做负功时,物体动能减少。 ③动能定理揭示了合外力的功与动能变化的关系。 4适用范围:适用于恒力、变力做功;适用于直线运动,也适用于曲线运动。 5应用动能定理解题步骤: a 确定研究对象及其运动过程 b 分析研究对象在研究过程中受力情况,弄清各力做功 c 确定研究对象在运动过程中初末状态,找出初、末动能 d 列方程、求解。 四、势能:相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫势能,势能是系统所共有的。 一)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:mgh E P = 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。 4标量,但有正负。 重力势能为正,表示物体在参考面的上方; 重力势能为负,表示物体在参考面的下方; 重力势能为零,表示物体在参考面的上。 5单位:焦耳(J ) 6重力做功特点:物体运动时,重力对它做的功之跟它的初、末位置有关,而跟物体运动的路径无关。 7重力做功与重力势能的关系:21P P G E E W -=

高一物理必修二机械能守恒定律单元测试及答案

一、选择题 1、下列说法正确的是:( ) A 、物体机械能守恒时,一定只受重力和弹力的作用。 B 、物体处于平衡状态时机械能一定守恒。 C 、在重力势能和动能的相互转化过程中,若物体除受重力外,还受到其他力作用时, 物体的机械能也可能守恒。 D 、物体的动能和重力势能之和增大,必定有重力以外的其他力对物体做功。 2、从地面竖直上抛两个质量不同而动能相同的物体(不计空气阻力),当上升到同一高度时,它们( ) A.所具有的重力势能相等 B.所具有的动能相等 C.所具有的机械能相等 D.所具有的机械能不等 3、一个原长为L 的轻质弹簧竖直悬挂着。今将一质量为m 的物体挂在弹簧的下端,用手托住物体将它缓慢放下,并使物体最终静止在平衡位置。在此过程中,系统的重力势能减少,而弹性势能增加,以下说法正确的是( ) A 、减少的重力势能大于增加的弹性势能 B 、减少的重力势能等于增加的弹性势能 C 、减少的重力势能小于增加的弹性势能 D 、系统的机械能增加 4、如图所示,桌面高度为h ,质量为m 的小球,从离桌面高H 处自由落下,不计空气阻力,假设桌面处的重力势能为零,小球落到地面前的瞬间的机械能应为( ) A 、mgh B 、mgH C 、mg (H +h ) D 、mg (H -h ) 5、某人用手将1kg 物体由静止向上提起1m, 这时物体的速度为2m/s, 则下列说法正确的是( ) A.手对物体做功12J B.合外力做功2J C.合外力做功12J D.物体克服重力做功10J 6、质量为m 的子弹,以水平速度v 射入静止在光滑水平面上质量为M 的木块,并留在其中, 下列说法正确的是( ) A.子弹克服阻力做的功与木块获得的动能相等 B.阻力对子弹做的功与子弹动能的减少相等 C.子弹克服阻力做的功与子弹对木块做的功相等 D.子弹克服阻力做的功大于子弹对木块做的功 二、填空题(每题8分,共24分) 7、从离地面H 高处落下一只小球,小球在运动过程中所受到的空气阻力是它重力的k 倍, 而小球与地面相碰后,能以相同大小的速率反弹,则小球从释放开始,直至停止弹跳为止,所通过的总路程为____________。 8、如图所示,在光滑水平桌面上有一质量为M 的小车,小车跟绳一端相连,绳子另一端通过滑轮吊一个质量为m 的砖码,则当砝码着地的瞬间(小车未离开桌子)小车的速度大小为______在这过程中,绳的拉力对小车所做的功为________。 9、物体以100 k E J 的初动能从斜面底端沿斜面向上运动,当该物体经过斜面上某一点时,动能减少了80J ,机械能减少了32J ,则物体滑到斜面顶端时的机械能为_______。(取斜面底端为零势面)

第4章 功和能 机械能守恒定律习题

第4章 功和能 机械能守恒定律习题 4-5 如图所示,A 球的质量为m ,以速度 v 飞行,与一静止的球B 碰撞后,A 球 的速度变为1 v ,其方向与 v 方向成90°角。B 球的质量为5m ,它被碰撞后以速 度2 v 飞行,2 v 的方向与 v 间夹角为arcsin(35)θ=。求: (1)两球相碰后速度1 v 、2 v 的大小; (2)碰撞前后两小球动能的变化。 解:(1)由动量守恒定律 12A A B m v m v m v =+ 即 12 12255c o s 5s i n m v i m v j m v m v j m v i m v j θθ=-+=-++ 于是得 2125cos 5sin mv mv mv mv θθ=??=? 21215cos 4335sin 5454v v v v v v v θθ= ====??= (2)A 球动能的变化 222 221111317()2224232 kA E mv mv m v mv mv ?=-=-=- B 球动能的变化 2222111505()22432 kB B E m v m v mv ?=-=?=

碰撞过程动能的变化 2222 12111222232 k B E mv m v mv mv ?=+-=- 或如图所示,A 球的质量为m ,以速度u 飞行,与一静止的小球B 碰撞后,A 球的速度变为1v 其方向与u 方向成090,B 球的质量为5m ,它被撞后以速度2v 飞行,2v 的方向与u 成θ (5 3arcsin =θ)角。求: (1)求两小球相撞后速度12υυ、的大小; (2)求碰撞前后两小球动能的变化。 解 取A 球和B 球为一系统,其碰撞过程中无外力作用,由动量守恒定律得 水平: 25cos mu m υθ= (1) 垂直: 2105sin m m υθυ=- (2) 联解(1)、(2)式,可得两小球相撞后速度大小分别为 134 u υ= 214u υ= 碰撞前后两小球动能的变化为 22232 7214321mu mu u m E KA -=-??? ??=? 22 32504521mu u m E KB =-?? ? ????=? 4- 6在半径为R 的光滑球面的顶点处,一物体由静止开始下滑,则物体与顶点的高度差h 为多大时,开始脱离球面? 解:根据牛顿第二定律 2 2c o s c o s v m g N m R v N m g m R θθ-==- 物体脱离球面的条件是N=0,即 2 c o s 0v m g m R θ-= 由能量守恒 图

高考物理第一轮复习第二章 第3讲

第3讲力的合成与分解 一、力的合成 1.合力与分力 (1)定义:如果几个力共同作用产生的效果与一个力的作用效果相同,这一个力就叫做那几个力的合力,那几个力叫做这一个力的分力. (2)关系:合力与分力是等效替代关系. 判断正误

(1)合力的作用效果跟原来几个力共同作用产生的效果相同.(√) (2)合力与原来那几个力同时作用在物体上.(×) 2.共点力 作用在物体的同一点,或作用线交于一点的几个力.如图1均为共点力. 图1 3.力的合成 (1)定义:求几个力的合力的过程. (2)运算法则 ①平行四边形定则:求两个互成角度的分力的合力,可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向.如图2甲所示,F1、F2为分力,F为合力.

图2 ②三角形定则:把两个矢量的首尾顺次连接起来,第一个矢量的起点到第二个矢量的终点的有向线段为合矢量.如图乙,F1、F2为分力,F为合力. 自测

1(多选)两个共点力F1、F2大小不同,它们的合力大小为F(不为零),则() A.F1、F2同时增大一倍,F也增大一倍 B.F1、F2同时增加10 N,F也增加10 N C.F1增加10 N,F2减少10 N,F一定不变 D.若F1、F2中的一个增大,F不一定增大 答案AD 解析根据平行四边形定则,F1、F2同时增大一倍,F也增大一倍,故A正确;若F1、F2方向相反,F1、F2同时增加10 N,F不变,故B错误;若F1、F2方向相反,F1增加10 N,F2减少10 N,则F增加20 N,故C错误;若F1、F2方向相反,F1、F2中的一个增大,F不一定增大,故D正确. 二、力的分解 1.定义:求一个力的分力的过程. 力的分解是力的合成的逆运算. 2.遵循的原则 (1)平行四边形定则.(2)三角形定则. 3.分解方法 (1)效果分解法.如图3所示,物体重力G的两个作用效果,一是使物体沿斜面下滑,二是使物体压紧斜面,这两个分力与合力间遵循平行四边形定则,其大小分别为G1=G sin θ,G2=G cos θ.

人教版高中物理必修二《机械能守恒定律》单元测试题(含答案解析)

高中物理学习材料 (马鸣风萧萧**整理制作) 《机械能守恒定律》单元测试题(含答案解析) 一、选择题(本大题10小题,每小题5分,共50分。在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有两个选项正确。全部选对的得5分,选不全的得3分,有错选或不答的得0分。) 1.某班同学从山脚下某一水平线上同时开始沿不同路线爬山,最后所有同学都陆续到达山顶上的平台。则下列结论正确的是 A.体重相等的同学,克服重力做的功一定相等 B.体重相同的同学,若爬山路径不同,重力对它们做的功不相等C.最后到达山顶的同学,克服重力做功的平均功率最小 D.先到达山顶的同学,克服重力做功的平均功率最大 2.某同学在一高台上,以相同的速率分别把三个球竖直向下、竖直向上、水平抛出,不计空气阻力,则 A.三个小球落地时,重力的瞬时功率相等 B.从抛出到落地的过程中,重力对它们做功的平均功率相等 C.从抛出到落地的过程中,重力对它们做功相等 D.三个小球落地时速度相同 3.质量为m的汽车在平直公路上以恒定功率P从静止开始运动,若运动中所受阻力恒定,大小为f。则

A.汽车先做匀加速直线运动,后做匀速直线运动 B.汽车先做加速度减小的加速直线运动,后做匀速直线运动 C.汽车做匀速运动时的速度大小为 D.汽车匀加速运动时,发动机牵引力大小等于f 4.下列说法正确的是 A.物体机械能守恒时,一定只受重力和弹力的作用 B.物体做匀速直线运动时机械能一定守恒 C.物体除受重力和弹力外,还受到其它力作用,物体系统的机械能可能守恒 D.物体的动能和重力势能之和增大,必定有重力以外的其它力对物体做功 5.小朋友从游乐场的滑梯顶端由静止开始下滑,从倾斜轨道滑下后,又沿水平轨道滑动了一段距离才停了下来,则 A.下滑过程中滑梯的支持力对小朋不做功 B.下滑过程中小朋友的重力做正功,它的重力势能增加 C.整个运动过程中小朋友、地球系统的机械能守恒 D.在倾斜轨道滑动过程中摩擦力对小朋友做负功,他的机械能减少 6.质量为m的滑块,以初速度v o沿光滑斜面向上滑行,不计空气阻力。若以距斜面底端h高处为重力势能参考面,当滑块从斜面底端上滑到距底端高度为h的位置时,它的动能是

高中物理必修2机械能守恒定律 教材分析

机械能守恒定律教材分析 (一)机械能 动能、重力势能和弹性势能统称为机械能. (二)动能与势能的相互转化 1.重力势能可以转化为动能 物体自由下落或沿光滑斜面滑下时,重力对物体做正功,物体的重力势能减少.减少的重力势能到哪里去了?我们发现,在这些过程中,物体的速度增加了,表示物体的动能增加了.这说明,物体原来具有的重力势能转化成了动能. 2.动能也可以转化为重力势能 原来具有一定速度的物体,由于惯性在空中竖直上升或沿光滑斜面上升,这时重力做负功,物体的速度减小,表示物体的动能减少了.但这时物体的高度增加,表示它的重力势能增加了.这说明,物体原来具有的动能转化成了重力势能. 3.弹性势能与动能之间也能相互转化. 图5-8-1 小孩松手后橡皮条收缩,弹力对模型 飞机做功,弹性势能减少,飞机的动能增加. 不仅重力势能可以与动能相互转化,弹性势能也可以与动能相互转化.被压缩的弹簧具有弹性势能,当弹簧恢复原来形状时,就把跟它接触的物体弹出去.这一过程中,弹力做正功,弹簧的弹性势能减少.而物体得到一定的速度,动能增加.射箭时弓的弹性势能减少,箭的动能增加,也是这样一种过程. 4.结论:从上面的讨论可知,通过重力或弹力做功,机械能可以从一种形式转化成另一种形式. (三)机械能守恒定律 动能与势能的相互转化是否存在某种定量的关系?这里以动能与重力势能的相互转化为例,讨论这个问题. 1.定律的推导 我们讨论物体只受重力的情况.如自由落体运动或各种抛体运动;或者虽受其他力,但其他力并不做功,如物体沿图5-8-2所示光滑曲面滑下的情形.一句话,在我们所研究的情形里,只有重力做功. 图5-8-2 物体沿光滑曲面滑下 在图5-8-2中,物体在某一时刻处在位置A,这时它的动能是E k1,重力势能是E p1,总机械能是E1=E k1+E p1.经过一段时间后,物体运动到另一位置B,这时它的动能是E k2,重力势能是E p2,总机械能是E2=E k2+E p1. 以W表示这一过程中重力所做的功.从动能定理知道,重力对物体所做的功等于物体动能

机械能守恒定律高考专题复习

第八章机械能守恒定律专题 考纲要求: 1.弹性势能、动能和势能的相互转化——一Ⅰ级 2.重力势能、重力做做功与重力势能改变的关系、机械能守恒定律——一Ⅱ级 3.实验 验证机械能守恒定律 知识达标: 1.重力做功的特点 与 无关.只取决于 2 重力势能;表达式 (l )具有相对性.与 的选取有关.但重力势能的改变与此 (2)重力势能的改变与重力做功的关系.表达式 .重力做正功时. 重力势能 .重力做负功时.重力势能 . 3.弹性势能;发生形变的物体,在恢复原状时能对 ,因而具有 . 这种能量叫弹性势能。弹性势能的大小跟 有关 4.机械能.包括 、 、 . 5.机械能守恒的条件;系统只 或 做功 6 机械能守恒定律应用的一般步骤; (1)根据题意.选取 确定研究过程 (2)明确运动过程中的 或 情况.判定是否满足守恒条件 (3)选取 根据机械能守恒定律列方程求解 经典题型: 1.物体在平衡力作用下的运动中,物体的机械能、动能、重力势能有可能发生的是 A 、机械能不变.动能不变 B 动能不变.重力势能可变化 C 、动能不变.重力势能一定变化 D 若重力势能变化.则机械能变化 2.质量为m 的小球.从桌面上竖直抛出,桌面离地高为h .小球能到达的离地面高度为H , 若以桌面为零势能参考平面,不计空气气阻力 则小球落地时的机械能为 A 、mgH B .mgh C mg (H +h ) D mg (H-h ) 3.如图,一小球自A 点由静止自由下落 到B 点时与弹簧接触.到C 点时弹簧被压缩到最 短.若不计弹簧质量和空气阻力 在小球由A -B —C 的运动过程中 A 、小球和弹簧总机械能守恒 B 、小球的重力势能随时间均匀减少 C 、小球在B 点时动能最大 D 、到C 点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量 4、如图,固定于小车上的支架上用细线悬挂一小球.线长为L .小车以速度V 0做匀 速直线运动,当小车突然碰到障障碍物而停止运动时.小球上升的高度的可能值是. A. 等于g v 202 B. 小于g v 202 C. 大于g v 202 D 等于2L A B C

高一物理必修二机械能守恒定律单元测试及答案

一、选择题 1、下列说法正确的是:() A、物体机械能守恒时,一定只受重力和弹力的作用。 B、物体处于平衡状态时机械能一定守恒。 C、在重力势能和动能的相互转化过程中,若物体除受重力外,还受到其他力作用时, 物体的机械能也可能守恒。 D、物体的动能和重力势能之和增大,必定有重力以外的其他力对物体做功。 2、从地面竖直上抛两个质量不同而动能相同的物体(不计空气阻力),当上升到同一高度时,它们( ) A.所具有的重力势能相等 B.所具有的动能相等 / C.所具有的机械能相等 D.所具有的机械能不等 3、一个原长为L的轻质弹簧竖直悬挂着。今将一质量为m的物体挂在弹簧的下端,用手托住物体将它缓慢放下,并使物体最终静止在平衡位置。在此过程中,系统的重力势能减少,而弹性势能增加,以下说法正确的是() A、减少的重力势能大于增加的弹性势能 B、减少的重力势能等于增加的弹性势能 C、减少的重力势能小于增加的弹性势能 D、系统的机械能增加 4、如图所示,桌面高度为h,质量为m的小球,从离桌面高H处自由落下, 不计空气阻力,假设桌面处的重力势能为零,小球落到地面前的瞬间的机械 能应为() A、mgh B、mgH C、mg(H+h) D、mg(H-h) 、 5、某人用手将1kg物体由静止向上提起1m, 这时物体的速度为2m/s, 则下列说法正确的是() A.手对物体做功12J B.合外力做功2J C.合外力做功12J D.物体克服重力做功10J 6、质量为m的子弹,以水平速度v射入静止在光滑水平面上质量为M的木块,并留在其 中,下列说法正确的是() A.子弹克服阻力做的功与木块获得的动能相等 B.阻力对子弹做的功与子弹动能的减少相等 C.子弹克服阻力做的功与子弹对木块做的功相等 D.子弹克服阻力做的功大于子弹对木块做的功 ' 二、填空题(每题8分,共24分) 7、从离地面H高处落下一只小球,小球在运动过程中所受到的空气阻力是它重力的k倍, 而小球与地面相碰后,能以相同大小的速率反弹,则小球从释放开始,直至停止弹跳为止,所通过的总路程为____________。 8、如图所示,在光滑水平桌面上有一质量为M的小车,小车跟绳一端 相连,绳子另一端通过滑轮吊一个质量为m的砖码,则当砝码着地的 瞬间(小车未离开桌子)小车的速度大小为______在这过程中,绳的 拉力对小车所做的功为________。

机械能守恒定律

机械能守恒定律 一、教法建议 抛砖引玉 我们建议:本单元的数学采用下述的三个步骤顺序进行 第一步:通过演示实验使学生认识到机械能的转化与守恒是客观存在的。 演示的项目可以选用下列一些内容: ①将小球竖直上抛——让学生观察动能转化为重力势能的过程;当小球达到最高点后自由落下——让学生观察重力势能转化为动能的过程。 ②用细绳拴小球构成“单摆”,使单摆往复摆动——让学生观察摆球在竖直面内沿圆弧线摆动过程中重力势能与动能之间的交替转化。 ③旋动“麦克斯韦滚摆”——使学生观察“滚摆”的重力热能与动能之间的交替转化。在此过程中既有因滚摆重心上下变化的移动动能的变化,也有滚摆绕轴的转动动能的变化,可以开阔学生的眼界,提高学生的兴趣,但不必对其中的转动动能作定量讲述。(注:在很多中学的物理实验室中都有“麦克斯韦滚摆”这种数学仪器。如果没有,借一成品进行仿制也不很困难。) ④拨动“弹簧振子”——使学生观察弹性势能与动能之间的相互转化。不必对弹性势能作定量的讲述。 作这些演示实验的目的是为了使学生认识到:“机械能守恒定律”是在科学实验的基础上总结出来的,是客观存在的,并不是单纯依靠数理推导得出的。 第二步:在“功能原理”的基础上,推导出“机械能守恒定律”的数学表达形式,并说明此定律成立的条件。 在本章第二单元中,我们导出“功能原理“最简单的数学表达形式: W F =ΔE 在此基础上,我们就可以导出下面的“机械能守恒定律”的最简单的数学表达形式: 当W F =0时——定律的条件 则ΔE=0——定律的结论 这种表达形式虽然简单,但是不便于应用,因此我们可以再写出本章第二单元中导出的“功能原理”的展开形式: ?? ? ??+-??? ??+=-02022121mgh mv mgh mv fs Fs i i 将W F =Fs-fs 代入上式可得: ?? ? ??+-??? ??+=02022121mgh mv mgh mv W i i F 在此基础上,我们就可以导出“机械能守恒定律”的展开形式: 当W F =0时——定律的条件 则 02022 121mgh mv mgh mv t i +=+ (注:关于W F =0的物理意义,我们将在后面“指点迷津”中作专题说明。) 第三步:通过例题和习题,使学生更深入具体地理解定律的物理意义,并能正确灵活地用于解答有关的物理问题。 我们将在后面的“学海导航”中讲述少量的例题,并在“智能显示”中提供大量的习题。请同学们不要先看答案,而应独立思考,求解以后再进行核对,并从中总结出思维方法来。 指点迷津 1.W F =0的物理意义是什么?在W F 中包括什么?不包括什么? 首先说明:这个论题有些超过了课本中讲述的内容,但是对于物理基础较好的学生是很有益处的,可以提高他们的理解能力;对于物理基础较差的学生也可作尝试性阅读,若感觉困难,可以不学。 在本章第二单元的推导过程和专题论述中,同学们已经知道:“功能原理”中的W F 是不包含重力做功W G 的。因此W F =0的意义就有下列两种说法(注意:说法虽不同,但本质相同):

机械能附其守恒定律知识点总结与题型归纳

功和能、机械能守恒定律 第1课时功功率 考点1.功 1.功的公式:W=Fscosθ 0≤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②F和S是对应同一个物体的; ③某力做的功仅由F、S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:W =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。G 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 - fΔS 4.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。 、 1/2 kx(xx(2)弹簧的弹力的功——W = 1/2 kx –2211合力的功——有22为弹簧的形变量) 两种方法:5. )先求出合力,然后求总功,表达式为(1 θS ×cosΣΣW=F×)合力的功等于各分力所做功的代数和,即(2 +WW+W+……ΣW=312变力做功: 基本原则——过程分割与代数累积6. E求之;合1)一般用动能定理W=Δ(K , 过程无限分小后,可认为每小段是恒力做功(2)也可用(微元法)无限分小法来求. 图线下的“面积”计算F-S(3)还可用FSFW?SF对 , 的平均作用力4)(或先寻求做,做功意味着能量的转移与转化,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 ,相应就有多少能量发生转移或转化多少功图象如图所示。下列表述正确的是物体在合外力作用下做直线运动的v一t1.例内,合外力做正功0—1s.在A B.在0—2s内,合外力总是做负功C.在1—2s内,合外力不做功内,合外力总是做正功3s —0.在D. 考点2.功率 W?P,所求出的功率是时间定义式:t内的平均功率。 1.t2.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;

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高中同步测试卷 (七) 第七单元机械能守恒与能量守恒定律 (时间: 90 分钟,满分: 100 分 ) 一、单项选择题 (本题共 7 小题,每小题 4 分,共 28 分.在每小题给出的四个选项中,只有 一个选项正确. ) 1.在最近几年的夏季家电市场上出现一个新宠——变频空调,据专家介绍,变频空调 比定频的要节能,因为定频空调开机时就等同于汽车启动时,很耗能,是正常运行耗能的5至 7 倍.空调在工作时达到设定温度就停机,等温度高了再继续启动.这样会频繁启动,耗 电多,而变频空调启动时有一个由低到高的过程,而运行过程是自动变速来保持室内温度, 从开机到关机中间不停机,而是达到设定温度后就降到最小功率运行,所以比较省电.阅读上述介绍后,探究以下说法中合理的是() A.变频空调节能,运行中不遵守能量守恒定律 B.变频空调运行中做功少,转化能量多 C.变频空调在同样工作条件下运行效率高,省电 D.变频空调和定频空调做同样功时,消耗的电能不同 2.如图所示,从倾角为θ=30°的斜面顶端以初动能E1= 6 J 向下坡方向 平抛出一个小球,则小球落到斜面上时的动能E2为 () A . 8 J B. 12 J C.14 J D. 16 J 3.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 置于光滑水平桌面上, A 右端连接一细线,细线 绕过光滑的定滑轮与物体 B 相连.开始时托住B, A 处于静止且细线 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 程的分析中正确的是() A . B 物体受到细线的拉力保持不变 B.B 物体机械能的减少量小于弹簧弹性势能的增加量 C.A 物体动能的增加量等于 B 物体的重力对 B 做的功与弹簧弹力对D. A 物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于细线的拉力对 4.有一竖直放置的“ T形”架,表面光滑,滑块A、B分别套在水平杆与竖直杆上, A、B 用一不可伸长的轻细绳相连,A、B 质量相等,且可 A 做的功之和A 做的功 看做质点,如图所示,开始时细绳水平伸直,A、 B 静止.由静止释放 B 后,已知当细绳与竖直方向的夹角为60°时,滑块 B 沿着竖直杆下滑的速度为v,则连接A、 B 的绳长为()

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

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=Flcosα,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

高中物理必修二第七章-机械能守恒定律知识点总结

机械能守恒定律知识点总结 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 cos θ W ——某力功,单位为焦耳(J ) F ——某力(要为恒力) ,单位为牛顿(N ) S ——物体运动的位移,一般为对地位移,单位为米(m ) θ——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)2 ,0[πθ∈时,即力与位移成锐角,功为正;动力做功; 当2π θ=时,即力与位移垂直功为零,力不做功; 当],2 (ππ θ∈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Scos θ 8 合外力的功的求法: 方法1:先求出合外力,再利用W=Flcos α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。

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:t W P =(平均功率) θυc o s F P =(平均功率或瞬时功率) 3单位:瓦特W 4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 = ma 6 应用: (1)机车以恒定功率启动时,由υF P =(P 为机车输出功率,F 为机车牵引力,υ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f F =时,速度不再增大达到最大值m ax υ,则f P /max =υ。 (2)机车以恒定加速度启动时,在匀加速阶段汽车牵引力F 恒定为f ma +,速度不断增加汽车输出功率υF P =随之增加,当额定P P =时,F 开始减小但仍大于f 因 此机车速度继续增大,直至f F =时,汽车便达到最大速度m ax υ,则f P /max =υ。 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:mgh E P = h ——物体具参考面的竖直高度

高考物理复习第二章相互作用微受力分析备考炼习

14 受力分析 [方法点拨] (1)受力分析的两种顺序:先场力后接触力,或先已知确定的力后未知不确定的力.(2)可从三个方面检验:①各力的施力物体、受力物体;②判断能否保持原来的运动状态; ③换角度(整体隔离)分析是否矛盾. 1.如图1所示,轻绳一端连接放置在水平地面上的物体Q,另一端绕过固定在天花板上的定滑轮与小球P连接,P、Q始终处于静止状态,则( ) 图1 A.Q可能受到两个力的作用 B.Q可能受到三个力的作用 C.Q受到的轻绳拉力与重力的合力方向水平向左 D.Q受到的轻绳拉力与重力的合力方向指向左下方 2.如图2所示,放在粗糙水平地面上的斜劈C上叠放了A、B两个物体,B的上表面水平,三者均保持静止状态.关于A、B、C的受力情况,下列说法中正确的是( ) 图2 A.物体A可能受到三个力的作用 B.物体B一定受到四个力的作用 C.物体B对C的作用力可能与斜劈表面夹角为90° D.地面可能对C有摩擦力作用 3.(多选)(2017·扬州市期末)如图3所示,将一长方形木块锯开为A、B两部分后,静止放置在水平地面上,则( ) 图3 A.B受到四个力作用 B.B受到五个力作用 C.A对B的作用力方向竖直向下 D.A对B的作用力方向垂直于它们的接触面向下

4.(多选)(2018·泰州中学模拟)如图4所示,在恒力F作用下,a、b两物体一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动,则关于它们受力情况的说法正确的是( ) 图4 A.a一定受到4个力 B.b可能受到4个力 C.a与墙壁之间一定有弹力和摩擦力 D.a与b之间一定有摩擦力 5.如图5所示,A、B两物体叠放在一起,用手托住,让它们静止靠在墙边,然后释放,使它们同时沿竖直墙面下滑,已知m A>m B,不计空气阻力,则物体B( ) 图5 A.只受一个重力 B.受到重力、摩擦力各一个 C.受到重力、弹力、摩擦力各一个 D.受到重力、摩擦力各一个,弹力两个 6.(2018·淮阴中学调研)如图6所示,斜面小车M静止在光滑水平面上,紧贴墙壁.若在斜面上放一物体m.再给m施加一竖直向下的恒力F.M、m均保持静止,则小车受力的个数为( ) 图6 A.3 B.4 C.5 D.6 7.(多选)如图7所示,顶角为θ的光滑圆锥体固定在水平面上,一质量为m的均质圆环套在圆锥体上,重力加速度大小为g,下列判断正确的是( )

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=Flcosα,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=Fvcosα 5.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. 方恒定功率启动恒定加速度启动

必修二练习机械能守恒与能量守恒定律

高中同步测试卷(七) 第七单元机械能守恒与能量守恒定律 (时间:90分钟,满分:100分) 一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确.) 1.在最近几年的夏季家电市场上出现一个新宠——变频空调,据专家介绍,变频空调比定频的要节能,因为定频空调开机时就等同于汽车启动时,很耗能,是正常运行耗能的5至7倍.空调在工作时达到设定温度就停机,等温度高了再继续启动.这样会频繁启动,耗电多,而变频空调启动时有一个由低到高的过程,而运行过程是自动变速来保持室内温度,从开机到关机中间不停机,而是达到设定温度后就降到最小功率运行,所以比较省电.阅读上述介绍后,探究以下说法中合理的是( ) A.变频空调节能,运行中不遵守能量守恒定律 B.变频空调运行中做功少,转化能量多 C.变频空调在同样工作条件下运行效率高,省电 D.变频空调和定频空调做同样功时,消耗的电能不同 2.如图所示,从倾角为θ=30°的斜面顶端以初动能E 1=6 J向下坡方向 平抛出一个小球,则小球落到斜面上时的动能E2为( ) A.8 J B.12 J C.14 J D.16 J 3.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置于光滑水平桌面上,A右端连接一细线,细线 绕过光滑的定滑轮与物体B相连.开始时托住B,A处于静止且细线 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 程的分析中正确的是( ) A.B物体受到细线的拉力保持不变 B.B物体机械能的减少量小于弹簧弹性势能的增加量 C.A物体动能的增加量等于B物体的重力对B做的功与弹簧弹力对A做的功之和 D.A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于细线的拉力对A做的功 4.有一竖直放置的“T”形架,表面光滑,滑块A、B分别套在水平杆 与竖直杆上,A、B用一不可伸长的轻细绳相连,A、B质量相等,且可 看做质点,如图所示,开始时细绳水平伸直,A、B静止.由静止释放 B后,已知当细绳与竖直方向的夹角为60°时,滑块B沿着竖直杆下滑的速度为v,则连接A、

2021届高三物理一轮复习力学功和能机械能守恒定律功能关系专题练习

2021届高三物理一轮复习力学功和能机械能守恒定律功能关系专题练习一、填空题 1.在雅典奥运会上,我国举重运动员取得了骄人的战绩.在运动员举起杠铃过程中,是___________能转化为杠铃的___________能. 2.如图所示,某兴趣小组希望通过实验求得连续碰撞中的机械能损失,做法如下:在光滑水平面上,依次有质量为m,2m,3m……10m的10个小球,排列成一直线,彼此间有一定的距离,开始时后面的九个小球是静止的,第一个小球以初速度v0向着第二个小球碰去,结果它们先后全部粘合到一起向前运动.求全过程中系统损失的机械能为__________, 3.一小物体以100J的初动能滑上斜面,当动能减少80J时,机械能减少32J,则当物体滑回原出发点时动能为__________ J 4.在某一高度用细绳提着一质量m=0.2kg的物体,由静止开始沿竖直方向运动过程中物体的机械能与位移关系的E,x图象如图所示,图中两段图线都是直线.取g=10m/s2,物体在0,6m过程中,速度一直_______(增加、不变、减小);物体在x=4m时的速度大小为________, 5.重为20N的物体从某一高度自由落下,在下落过程中所受的空气阻力为2N,则物体在下落1m的过程中,物体的重力势能减少了________,克服阻力做功________,物体动能增加了_________, 6.如图所示,一个质量为m的小球用细线悬挂于O点,用手拿着一根光滑的轻质细杆靠着线的左侧水平向右以速度v匀速移动了距离L,运动中始终保持悬线竖直,这个过程中小球的速度为是_________,手对轻杆做的功为是_________. 7.一只排球在A点被竖直抛出,此时动能为20 J,上升到最大高度后,又回到A点,动能变为12 J,假设排球在整个运动过程中受到的阻力大小恒定,A点为零势能点,则在整个运动过程中,排球的动能变为10 J 时,其重力势能的可能值为________,_________, 8.如图所示,水平传送带的运行速率为v,将质量为m的物体轻放到传送带的一端,物体随传送带运动到另一端。若传送带足够长,则整个传送过程中,物体动能的增量为_________,由于摩擦产生的内能为 _________,

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