2020高三一轮复习：第13讲机械能1

第13讲 机械能（1）

1．前段时间学习的内容现在是否依然很熟练？

2．是否需要去自己的错题宝库游览一番？

目录

1、是否做功的判断

2、正功与负功的判断

3、用“W =F scos θ”求功

4、功率

5、机车启动问题

6、动能定理的应用

1． 功的概念

物体受到力的作用，并且在力的方向上发生一段位移，就叫做力对物体做了功．

（1）做功的两个必不可少的因素：力和物体在力的方向上发生的位移．表示为cos W F s θ=?

（2）可以理解为：cos s θ是位移s 在力F 方向上的分量；cos F θ是力F 在位移s 方向上的分量．

【例1】 下面列举的哪几种情况下所做的功是零（ ）

A ．卫星做匀速圆周运动，地球引力对卫星做的功

B ．平抛运动中，重力对物体做的功

C ．举重运动员，扛着杠铃在头上的上方停留10s ，运动员对杠铃做的功

D ．木块在粗糙水平面上滑动，支持力对木块做的功

【例2】 下列说法正确的是（ ）

A ．力对物体不做功，说明物体没有位移

B ．力对物体做功越多，说明物体所受的力越大

阶段复习

知识讲练

C ．把1kg 的物体匀速举高1m ，举力做功为1J

D ．把重1N 的物体匀速举高1m ，克服重力做功为1J

【例3】 如图所示，质量为m 的物体A 静止于倾角为θ的斜面体B 上，斜面体B 的质量为M ，现对该斜面体施加

一个水平向左的推力F ，使物体随斜面体一起沿水平方向向左匀速运动的位移为s ，则在此运动过程中斜面体B 对物体A 所做的功为（ ）

A ．

Fsm M m + B ．cot Mgs θ C ．0 D ．1sin 22mgs θ

【例4】 小物块位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平地面上，从地面上看，在小物块沿斜面下滑的过程中，斜

面对小物块的作用力．

A ．垂直于接触面，做功为零

B ．垂直于接触面，做功不为零

C ．不垂直于接触面，做功不为零

D ．不垂于接触面，做功不为零

【小结】斜面上支持力做功问题：

（1）斜面固定不动，物体沿斜面下滑时斜面对物体的支持力不做功。

（2）斜面置于光滑的水平面上，一个物体沿斜面下滑，物体受到的支持力对物体做负功。

2． 正功与负功

（1）cos W F s θ=?中，若90θ=?，则F 不做功，若090θ?

则力F 做负功（或说物体克服F 做了功）．

（2）功的正、负表示是动力对物体对功还是阻力对物体做功，前者取正，后者取负．

【例5】 质量为m 的物体，受水平力F 的作用，在粗糙的水平面上运动，下列说法中正确的是（ ）

A ．如果物体做加速直线运动，F 一定做正功

B ．如果物体做减速直线运动，F 一定做负功

C ．如果物体做减速直线运动，F 可能做正功

D ．如果物体做匀速直线运动，F 一定做正功

【例6】 关于摩擦力做功的下列说法中不正确的是（ ）

A ．滑动摩擦力阻碍物体的相对运动，一定做负功

B ．静摩擦力起着阻碍物体相对运动趋势的作用，一定不做功

θ A B P Q

C．静摩擦力和滑动摩擦力一定都做负功

D．系统内相互作用的两物体间一对摩擦力做功的总和等于零

【例7】下列说法正确的是（）

A．作用力做正功时，反作用力一定做负功B．作用力不做功时，反作用力也一定不做功

C．作用力和反作用力的功一定大小相等，正负相反D．作用力做正功时，反作用力也可以做正功

【例8】关于力对物体做功，如下说法正确的是（）

A．滑动摩擦力对物体一定做负功B．静摩擦力对物体可能做正功

C．作用力的功与反作用力的功其代数和一定为零D．合外力对物体不做功，物体一定处于平衡状态

【小结】

（1）摩擦力做功的特点：摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功．

（2）作用力反作用力做功的特点：作用力与反作用力同时存在，作用力做正功时，反作用力可能做功，也可能不做功，可能做正功，也可能做负功．

（3）一对互为作用反作用的摩擦力做的总功可能为零（静摩擦力）、可能为负（滑动摩擦力），但不可能为正．

【例9】人造地球卫星在椭圆轨道上运行，由图中的a点运动到b点的过程中()

A．万有引力对卫星做正功B．万有引力对卫星做负功

C．万有引力对卫星先做正功，再做负功D．万有引力对卫星一直不做功

【例10】如图所示，物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带，传送带以图

示方向匀速运转，则传

送带对物体做功情况不可能是()

A．始终不做功B．先做负功后做正功

C．先做正功后不做功D．先做负功后不做功

3．用“W=Fscosθ”求功

（1）cos

W F sθ

=?式中F应为恒力，即大小、方向不变．

（2）功的公式中F和s必须具有同时性

（3）功是过程量．公式中的单位，F—牛（N）；s—米（m）；W—焦（J）．

【例11】如图所示，均匀长直木板长L=40cm，放在水平桌面上，它的右端与桌边相齐，木板质量m=2kg，与桌面间的摩擦因数μ=0.2，今用水平推力F将其推下桌子，则水平推力至少做功为（）（g取10m/s2）

A．0.8J B．1.6J C．8J D．4J

【例12】在光滑水平面上有一静止的物体．现以水平恒力甲推这一物体，作用一段时间后，换成相反方向的水平恒力乙推这一物体，当恒力乙作用时间与恒力甲作用时间相同时，物体恰好回到原处，此时物体的动能为32J，则在整个过程中，恒力甲做的功等于_______J，恒力乙做的功等于________J．

【小结】此题的结论是普遍适用的，恒力甲与恒力乙之比为1:3，做功之比也为1:3，以后在电场的题中也会用到这个模型．

【例13】如图所示，在倾角为30°的斜面上，一条轻绳的一端固定在斜面上，绳子跨过连在滑块上的定滑轮，绳子另一端受到一个方向总是竖直向上，大小恒为F=100N的拉力，使物块沿斜面向上滑行1m（滑轮右边的绳子始终与斜面平行）的过程中，拉力F做的功是（）

A．100J B．150J C．200J D．条件不足，无法确定

【小结】当牵引动滑轮两根细绳不平行时，但都是恒力，此时若将此二力合成为一个恒力再计算这个恒力的功，则计算过程较复杂．但若等效为两个恒力功的代数和，将使计算过程变得非常简便．

4．功率

（1）功率的基本概念

①定义：功跟完成这些功所用时间t的比值叫做功率．

②公式：定义式

W

P

t

=，此式是普遍适应的，不管是恒力做功还是变力做功，它都适用，它表示时间t内的平

均功率，应注意功率的大小只与“比值”有直接联系，与做功多少和时间长短无直接联系．导出式cos

P F vα

=??，式中的α是F与v的夹角，此式不仅适用于求平均功率，也适用于求瞬时功率，若F为变力，v为某时刻的瞬时速度，则P为该时刻的瞬时功率；若F为恒力，v为t内的平均速度，则P表示时间t内的平均功率．在P一定时，F与v 成反比；在F一定时，P与v成正比．

③单位：在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是W

④物理意义：功率是表示物体做功快慢的物理量，它由物体的功与做这些功所需的时间决定．

（2）不同功率的比较

①额定功率和实际功率：机械长时间正常工作时的最大输出功率叫做机械的额定功率，它是动力机械的性能指标之一，与机械是否做功无关．机械工作时的实际输出功率叫做实际功率，实际功率不应大于额定功率，否则会缩短机械的使用寿命，甚至会损坏机械．

②平均功率和瞬时功率：平均功率是指一段时间内做功的平均快慢程度，对应一段过程，常用定义式来计算．瞬时功率则是反映某时刻力或机械做功的快慢程度，对应于某一运动状态，常用导出式来计算．

【例14】关于功率概念，下列说法中正确的是（）

A．力对物体做的功越多，力做功的功率越大

B ．功率是描述物体做功快慢的物理量

C ．从公式P Fv 可知，汽车的发动机功率可以随速度的不断增大而提高

D ．当轮船匀速航行时，合外力为零，所以此时发动机的实际功率为零

【例15】 关于功率的公式P ＝Fvcos α，以下理解错误的是( )

A ．它是由功率的定义式P ＝W/t 及功的定义式W ＝Flcos α联合导出的，所以它只能用来计算平均功率

B ．若F 与v 的夹角α＝0，P ＝Fv

C ．当公式中的v 表示平均速度且F 为恒力时，则P ＝Fv 给的是平均功率

D ．当F 、v 、α均为瞬时值时，P ＝Fvcos α给出的是瞬时功率

【例16】 质量为m =0.5kg 的物体从高处以水平的初速度V 0=5m/s 抛出，在运动t =2s 内重力对物体做的功是多少？这

2s 内重力对物体做功的平均功率是多少？2s 末，重力对物体做功的瞬时功率是多少？（g 取）

【例17】 起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度，其速度图象如图所示，则钢索拉力的功率随时间变化的图

象可能是图中的哪一个？

【例18】 一根质量为M 的直木棒，悬挂在O 点，有一只质量为m 的猴子抓着木棒，如图9所示。剪断悬挂木棒的

细绳，木棒开始下落，同时猴子开始沿木棒向上爬。设在一段时间内木棒沿竖直方向下落，

猴子对地的高度保持不变，忽略空气阻力，则下列图所示的四个图像中能正确反映在这段时

间内猴子做功的功率随时间变化的关系是( )

【例19】 如图所示，水平传送带正以2 m/s 的速度运行，两端水平距离l ＝8 m ，把一质量m ＝2 kg 的物块轻轻放到

传送带的A 端，物块在传送带的带动下向右运动，若物块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.1，则把这个物

2/10s

m

块从A 端传送到B 端的过程中，不计物块的大小，g 取10 m/s 2，求摩擦力对物块做功的平均功率。

【小结】两种常见力的功率：f P fv =，G P mgv =垂直． 5． 机车起动问题 （1）恒定牵引力的加速．由公式P =Fv 和F -f =ma 知，由于F 恒定，所以a 恒定，汽车做匀加速运动，而随着v 的增大，P 也将不断增大，直到P 达到额定功率P m ，功率不能再增大了．这时匀加速运动结束，其最大速度为m m m m P P v v F f

'=<=，此后汽车要想继续加速就只能做恒定功率的变加速运动了．可见恒定牵引力的加速时功率一定不恒定．这种加速过程发动机做的功只能用W =Fs 计算，不能用W =Pt 计算（因为P 为变功率）．

（2）恒定功率的加速．由公式P =Fv 和F -f =ma 知，由于P 恒定，随着v 的增大，F 必将减小，a 也必将减小，汽车做加速度不断减小的加速运动，直到F =f ，a =0，这时v 达到最大值m m m P P v F f

==．可见恒定功率的加速一定不是匀加速．这种加速过程发动机做的功只能用W =Pt 计算，不能用W =Fs 计算（因为F 为变力）．

（3）v -t 图像的斜率为a ，面积为S ．

（4）汽车的两种加速问题，有两种不同的加速过程，但分析时都是从受力、运动、功率三方面分析，采用的基本公式都是P Fv =和F -f =ma

【例20】 汽车以恒定功率P 由静止出发，沿平直路面行驶，最大速度为v ，则下列判断正确的是（ ）

A ．汽车先做匀加速运动，最后做匀速运动

B ．汽车先做加速度越来越大的加速运动，最后做匀速运动

C ．汽车先做加速度越来越小的加速运动，最后做匀速运动

D ．汽车先做加速运动，再做减速运动，最后做匀速运动

【例21】 汽车发动机额定功率为60 kW ，汽车质量为5.0×103 kg ，汽车在水平路面行驶时，受到的阻力大小是车重的

0.1倍，试求：汽车保持额定功率从静止出发后能达到的最大速度是多少？

【小结】机车的速度达到最大时，一定是机车的加速度为零．

热点问题研究

【例22】 质量为2t 的农用汽车，发动机额定功率为30kW ，汽车在水平路面行驶时能达到的最大时速为54km/h ．若

汽车以额定功率从静止开始加速，当其速度达到v =36km/h 时的瞬时加速度是多大？

【例23】 汽车发动机额定功率为60 kW ，汽车质量为5.0×103 kg ，汽车在水平路面行驶时，受到的阻力大小是车重的

0.1倍，试求：若汽车从静止开始，以0.5 m/s 2的加速度匀加速运动，则这一加速度能维持多长时间？

【小结】机车匀加速度运动能维持多长时间，一定是机车功率达到额定功率的时间．

【例24】 质量4t 的机车，发动机的最大输出功率为100kW ，运动阻力恒为2×103N ，试求；

（1）当机车由静止开始以0．5m/s 2的加速度沿水平轨道做匀加速直线运动的过程中，能达到的最大速度和达到该最大速度所需的时间．

（2）若机车保持额定功率不变行驶，能达到的最大速度以及速度为10m/s 时机车的加速度．

【例25】 电动机通过一绳子吊起质量为8 kg 的物体，绳的拉力不能超过120 N ，电动机的功率不能超过

1200W ，要将此物体由静止起用最快的方式吊高90 m （已知此物体在被吊高接近90 m 时，已开始以最大速度匀速上升）所需时间为多少？

【例26】 火车在恒定功率下由静止出发，沿水平轨道行驶，5 min 后速度达到最大20m/s ，若火车在运动过程中所

受阻力大小恒定．则该火车在这段时间内行驶的距离：（ ）

A ．可能等于3km

B ．一定大于3km

C ．一定小于3km

D ．无法确定

【例27】 一辆汽车质量为1×103 kg ，最大功率为2×104 W ，在水平路面上由静止开始做直线运动，最大速度为v 2，

运动中汽车所受阻力恒定。发动机的最大牵引力为3×103 N ，其行驶过程中牵引力F 与车速的倒数1v 的关

系如图13所示。试求：

(1)根据图线ABC 判断汽车做什么运动？

(2)v 2的大小；

(3)整个运动过程中的最大加速度；

(4)匀加速运动过程的最大速度是多大？当汽车的速度为10 m/s 时发动机的功率为多大？

6． 动能定理的理解与简单应用

（1）动能212

k E mv = ，标量，动能定理 K K2K1=W E E E =?-合 （2）条件：功和动能都是标量，动能定理表达式是一个标量式，不能在某一个方向上应用动能定理；动能定理适用于单个物体或者可以看做单一物体的物体系，对于物体系统尤其是具有相对运动的物体系统不能盲目的应用动能定理，因为此时内力的功也可引起物体动能向其他形式能（比如内能）的转化．

（3）优越性：动能定理对恒力、变力做功都适用；直线运动与曲线运动也均适用．

（4）步骤：

①确定研究对象和研究过程．

②对研究对象进行受力分析．

③分别写出各个力做的功（注意正负）．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；写出物体的初、末动能．

④按照动能定理列式求解．

（5）总功的计算方法：可以先求合力，再求总功．W F s =?∑，如果各个力作用的位移不同，那么把各阶段力的功分别求出，再求功的代数和．1122n n W F s F s F s =?+?+?L （n s 为在力n F 方向上的位移）．

【例28】 关于功和物体动能变化的关系，不正确的说法是（ ）

A ．有力对物体做功，物体的动能就会变化

B ．合力不做功，物体的动能就不变

C ．合力做正功，物体的动能就增加

D ．所有外力做功代数和为负值，物体的动能就减少

【例29】 如图所示，斜面倾角为θ，长为L ，AB 段光滑，BC 段粗糙，且BC =2 AB ．质量为m 的木块从斜面顶端无初

速下滑，到达C 端时速度刚好减小到零．求物体和斜面BC 段间的动摩擦因数μ．

【例30】 如图所示，AB 为1/4圆弧轨道，半径为R =0．8m ，BC 是水平轨道，长S =3m ，BC 处的摩擦系数为μ=1/15，

今有质量m =1kg 的物体，自A 点从静止起下滑到C 点刚好停止．求物体在轨道AB 段所受的阻力对物体做的功．

【例31】 如图所示，在水平放置的光滑板中心开一个小孔O ，穿过一细绳，绳的一端系住一个小球，另一端用力F

拉着使小球在平板上做半径为r 的匀速圆周运动，在运动过程中，逐渐增大拉力，当拉力增大为8F 时，球的运动半径减为r /2，求在此过程中拉力所做的功．

1． 功的概念

物体受到力的作用，并且在力的方向上发生一段位移，就叫做力对物体做了功．

（1）做功的两个必不可少的因素：力和物体在力的方向上发生的位移．表示为______________

（2）可以理解为：cos s θ是位移s 在力F 方向上的_______；cos F θ是力F 在位移s 方向上的分量．

2． 正功与负功

（1）cos W F s θ=?中，若_______，则F 不做功，若090θ?

（2）功的正、负表示是_______对物体对功还是阻力对物体做功，前者取正，后者取负．

3． 用“W=Fscos θ”求功

（1）cos W F s θ=?式中F 应为_______，即大小、方向不变．

（2）功的公式中F 和s 必须具有_______

（3）功是_______量．公式中的单位，F ——牛（N ）；s ——米（m ）；W ——焦（J ）．

知识总结

O

F

4． 功率

（1）功率的基本概念

①定义：功跟完成这些功所用时间t 的比值叫做功率．

②公式：定义式_______，此式是普遍适应的，不管是恒力做功还是_______做功，它都适用，它表示时间t 内的平均功率，应注意功率的大小只与“比值”有直接联系，与做功多少和时间长短无直接联系．导出式______________，式中的α是F 与v 的夹角，此式不仅适用于求平均功率，也适用于求瞬时功率，若F 为变力，v 为某时刻的瞬时速度，则P 为该时刻的瞬时功率；若F 为恒力，v 为t 内的平均速度，则P 表示时间t 内的平均功率．在P 一定时，F 与v 成反比；在F 一定时，P 与v 成正比．

③单位：在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是W

④物理意义：功率是表示物体做功快慢的物理量，它由物体的功与做这些功所需的时间决定．

（2）不同功率的比较

①额定功率和实际功率：机械长时间正常工作时的最大输出功率叫做机械的额定功率，它是动力机械的性能指标之一，与机械是否做功无关．机械工作时的_______功率叫做实际功率，实际功率不应大于额定功率，否则会缩短机械的使用寿命，甚至会损坏机械．

②平均功率和瞬时功率：平均功率是指一段时间内做功的平均快慢程度，对应一段过程，常用定义式来计算．瞬时功率则是反映某时刻力或机械做功的______程度，对应于某一运动_____，常用导出式来计算．

5． 机车起动问题

（1）恒定牵引力的加速．由公式P =Fv 和F -f =ma 知，由于_______恒定，所以a 恒定，汽车做_______运动，而随着v 的增大，P 也将不断增大，直到P 达到额定功率P m ，功率不能再增大了．这时匀加速运动结束，其最大速度为m m m m P P v v F f

'=<=，此后汽车要想继续加速就只能做恒定功率的_______运动了．可见恒定牵引力的加速时功率一定不恒定．这种加速过程发动机做的功只能用W =Fs 计算，不能用W =Pt 计算（因为P 为变功率）．

（2）恒定功率的加速．由公式P =Fv 和F -f =ma 知，由于P 恒定，随着v 的增大，F 必将减小，a 也必将减小，汽车做加速度_______的加速运动，直到F =f ，a =0，这时v 达到最大值_______．可见恒定功率的加速一定不是匀加速．这种加速过程发动机做的功只能用W =Pt 计算，不能用W =Fs 计算（因为F 为变力）．

（3）v -t 图像的斜率为a ，面积为S ．

（4）汽车的两种加速问题，有两种不同的加速过程，但分析时都是从_______、_______、_______三方面分析，采用的基本公式都是_______和_______

6． 动能定理的理解与简单应用

（1）动能_______ ，标量，动能定理 _______

（2）条件：功和动能都是标量，动能定理表达式是一个标量式，不能在某一个方向上应用动能定理；动能定理适用于_______物体或者可以看做单一物体的物体系，对于物体系统尤其是具有相对运动的物体系统不能盲目的应用动能定理，因为此时内力的功也可引起物体动能向其他形式能（比如内能）的转化．

（3）优越性：动能定理对恒力、_______力做功都适用；直线运动与_______运动也均适用．

（4）步骤：

①确定_______和_______．

②对研究对象进行_______分析．

③分别写出各个力做的功（注意_______）．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；写出物体的初、末动能．

④按照动能定理列式求解．

（5）总功的计算方法：可以先求_______，再求总功．W F s =?∑，如果各个力作用的_______不同，那么把各阶段力的功分别求出，再求功的代数和．1122n n W F s F s F s =?+?+?L （n s 为在力n F 方向上的位移）．

1. 如图1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做了负功

B ．轮胎受到的重力做了正功

C ．轮胎受到的拉力不做功

D ．轮胎受到地面的支持力做了正功

2. 如图3所示，在外力作用下某质点运动的v －t 图像为正弦曲线。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，外力做的总功为负

3. 如图所示，线拴小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，圆的半径是1m ，球的质量是0．1kg ，线速度v =1m/s ，

小球由A 点运动到B 点恰好是半个圆周．那么在这段运动中线的拉力做的功是（ ）

A ．0

B ．0．1J

C ．0．314J

D ．无法确定

4. 有一轻绳拴了一个物体，如图所示，在悬点O 以加速度a 向下做减速运动时，作用在物体上的各力做功的情况

是（ ）

A ．重力做正功，拉力做负功，合外力做负功

B ．重力做正功，拉力做负功，合外力做正功

C ．重力做正功，拉力做正功，合外力做正功

D ．重力做负功，拉力做负功，合外力做正功

巩固练习

5. 如图所示，用力拉一质量为m 的物体，使它沿水平匀速移动距离s ，若物体和地面间的摩擦因数为μ，则此力

对物体做的功为（ ）

A ．mgs μ B

．cos sin mgs μαμα

+ C ．cos sin mgs μαμα- D ．cos cos sin mgs μααμα

+ 6. 如图所示，恒定的拉力大小F =8N ，方向与水平线夹θ=60°角，拉着绳头使物体沿水平面移动d =2m 的过程中，

拉力做了多少功？

7. 跳绳是一种健身运动．设某运动员的质量是50kg ，他一分钟跳绳180次．假定在每次跳跃中，脚与地面的接触

时间占跳跃一次所需时间的2 / 5，则该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率是_______W ，在最高点重力做功的瞬时功率是_______W （g 取10m/s 2）．

8. 额定功率为80kW 的汽车，在平直的公路上行驶的最大速度是20m/s ，汽车的质量是2t ，如果汽车从静止开始

做匀加速直线运动，加速度的大小是2m/s 2，运动过程中阻力不变．求：

（1）汽车受到的阻力多大？（2）3s 末汽车的瞬时功率多大？（3）汽车维持匀加速运动的时间是多少？

9. 完全相同的两辆汽车，以相同速度在平直的公路上并排匀速行驶，当它们从车上轻推下质量相同的物体后，甲

车保持原来的牵引力继续前进，乙车保持原来的功率继续前进，一段时间后（ ）

A ．甲车超前

B ．乙车超前

C ．仍齐头并进

D ．先是甲车超前，后乙车超前

10. 如图所示，质量m =1kg 的物体从轨道上的A 点由静止下滑，轨道AB 是弯曲的，且A 点高出B 点h =0．8m ．物

体到达B 点时的速度为2m/s ，求物体在该过程中克服摩擦力所做的功．

11. 如图所示，小球以大小为v 0的初速度由A 端向右运动，到B 端时的速度减小为v B ；若以同样大小的初速度由B

端向左运动，到A 端时的速度减小为v A ．已知小球运动过程中始终未离开该粗糙轨道．比较v A 、v B 的大小，结论是( )

F

α

A．v A>v B B．v A=v B B．C．v A

高中物理必修二机械能守恒经典试题

1.下面说法中正确的是（） A．地面上的物体重力势能一定为零 B．质量大的物体重力势能一定大 C．不同的物体中离地面最高的物体其重力势能最大 D．离地面有一定高度的物体其重力势能可能为零 2.下列关于功率的说法，错误的是( ) A．功率是反映做功快慢的物理量 B．据公式P＝W/t，求出的是力F在t时间内做功的平均功率 C．据公式P＝Fv可知，汽车的运动速率增大，牵引力一定减小 D．据公P＝Fv cosα，若知道运动物体在某一时刻的速度大小，该时刻作用力F的大小以及二者之间的夹角.便可求出该时间内力F做功的功率 3、由一重2 N的石块静止在水平面上，一个小孩用10 N的水平力踢石块，使石块滑行了1 m的距离，则小孩对石块做的功 A、等于12 J B、等于10 J C、等于2 J D、因条件不足，无法确定 4、一起重机吊着物体以加速度a（a < g）竖直加速下落一段距离的过程中，下列说法正确的是 A、重力对物体做的功等于物体重力势能的增加量 B、物体重力势能的减少量等于物体动能的增加量 C、重力做的功大于物体克服缆绳的拉力所做的功 D、物体重力势能的减少量大于物体动能的增加量 5、某汽车的额定功率为P，在很长的水平直路上从静止开始行驶，下列结论正确的是 A、汽车在很长时间内都可以维持足够的加速度做匀加速直线运动 B、汽车可以保持一段时间内做匀加速直线运动 C、汽车在任何一段时间内都不可能做匀加速直线运动 D、若汽车开始做匀加速直线运动，则汽车刚达到额定功率P时，速度亦达最大值 6、.如图所示，木块A放在木块B的左上端，两木块间的动摩擦因数为μ。用水平恒力F将木块A拉至B的右端，第一次将B固定在地面上，F做的功为W1；第二次让B可以在光滑地面上自由滑动，F做的功为W2，比较两次做功，判断正确的是（） A．W1＜W2B．W1=W2 C．W1＞W2 D．无法比较 7、跳伞运动员在刚跳离飞机、其降落伞尚未打开的一段时间内，下列说法中正确的（） A．空气阻力做正功B．重力势能增加 C．动能增加 D．空气阻力做负功 8、一个人站在阳台上，以相同的速率v分别把三个球竖直向上抛出、竖直向下抛出、水平抛出，不计空气阻力，则三球落地时的速度（） A．上抛球最大B．下抛球最大C．平抛球最大D．三球一样大 9、质量为m的滑块沿着高为h，长为L的粗糙斜面恰能匀速下滑，在滑块从斜面顶端下滑到低

人教版高一物理必修2第七章机械能守恒定律：7.10 能量守恒定律和能源 教案设计

能量守恒定律与能源 【教学目标】 1．理解能量守恒定律，知道能源和能量耗散。 2．通过对生活中能量转化的实例分析，理解能量守恒定律的确切含义。 3．用能量的观点分析问题应该深入学生的心中，因为这是最本质的分析方法。 4．感知我们周围能源的耗散，树立节能意识。 5．学生在学习了机械能守恒定律之后拓展到能量守恒是不难接受的，特别是学生通过对自然界的认识、生物课的学习、化学课的学习，都学到了很多种类的能量，在这节课中把这些能量间的关系综合起来是有很大意义的。 【教学重点】 1．能量守恒定律的内容。 2．应用能量守恒定律解决问题。 【教学难点】 1．理解能量守恒定律的确切含义。 2．能量转化的方向性。 【教学思路】 通过阅读让学生体会自然界中能量的确良转化与守恒关系，鼓励学生得出问题，理解能量品质、能量耗散等概念。新课程更多地与社会实际相联系，鼓励学生提出问题。本节“思考与讨论”对能源问题做了讨论，这是一个质疑的范例。它引导我们考虑能量转化和转移的方向性。从物理学的角度研究宏观过程的方向性，在现阶段只需用一些简单的实例，让学生初步地体会一下就可以了。例如：摩擦力做功的过程，要损耗机械能而生热，产生的热不可能全部转化为机械功。在其他的宏观过程中也是如此，例如：两种气体放到一个容器内，总会均匀地混合到一起，但不会再自发地分离开来。通过实例说明。在能量的转化和转移过程中，能量是守恒的，但能量的品质却降低了，可被人直接利用的能在逐渐减少，这是能量耗散现象。所以，能量虽然守恒，但我们还要节约能源。 【教学方法】 教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。 【教学准备】 玻璃容器、沙子、小铁球、水、小木块。

2017年高考物理新课标一轮复习习题：第6章第3讲机械能守恒定律及其应用含答案

第3讲机械能守恒定律及其应用 A组基础题组.. 1.(2015四川理综,1,6分)在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出,不计空气阻力,则落在同一水平地面时的速度大小( ) .. A.一样大 B.水平抛的最大.. C.斜向上抛的最大 D.斜向下抛的最大.. 2.(2015湖南浏阳一中、醴陵一中、攸县一中联考)如图,从竖直面上大圆(直径d)的最高点A,引出两条不同的光滑轨道,端点都在大圆上,同一..物体由静止开始,从A点分别沿两条轨道滑到底端,则( ) A.所用的时间相同 B.重力做功都相同 C.机械能不相同 D.到达底端时的动能相等 3.(多选)下列物体中,机械能守恒的是( ) A.被平抛的物体(不计空气阻力) 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减速运动 4.(2016黑龙江哈尔滨六中期中)将地面上静止的货物竖直向上吊起,货物由地面运动至最高点的过程中,v-t图像如图所示。以下判断正确的是( ) A.前3 s内货物处于超重状态 B.最后2 s内货物只受重力作用 C.前3 s内与最后4 s内货物的平均速度相同 D.第3 s末至第5 s末的过程中,货物的机械能守恒

5.(2016湖南师大附中月考)一质点在0~15 s内竖直向上运动,其加速度-时间(a-t)图像如图所示,若取竖直向下为正方向,重力加速度g取10 m/s2,则下列说法正确的是( ) A.质点的机械能不断增加 B.在0~5 s内质点发生的位移为125 m C.在10~15 s内质点的机械能一直增加 D.在t=15 s时质点的机械能大于t=5 s时质点的机械能 6.(2016广东广州执信中学期中)如图所示,滑块以速率v1沿斜面由底端向上滑行,至某一位置后返回,回到出发点时的速率变为v2,且v2

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Scosθ 8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(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。 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,表示物体在参考面上。 5单位:焦耳(J

(完整版)高中物理机械能守恒经典习题30道带答案

一．选择题（共30小题） 1．（2015?金山区一模）一物体静止在粗糙水平地面上，现用一大小为F1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度为v，若将水平拉力的大小改为F2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v，对于上述两个过程，用W F1、W F2分别表示拉力F1、F2所做的功，W f1、W f2分别表示前两次克服摩擦力所做的功，则（）A．W F2＞4W F1，W f2＞2W f1B．W F2＞4W F1，W f2=2W f1 C．W F2＜4W F1，W f2=2W f1D．W F2＜4W F1，W f2＜2W f1 2．（2008?山东）质量为1500kg的汽车在平直的公路上运动，v﹣t图象如图所示，由此可求（） A．前25s内汽车的平均速度 B．前10s内汽车的加速度 C．前10s内汽车所受的阻力 D．15﹣25s内合外力对汽车所做的功 3．（2007?上海）物体沿直线运动的v﹣t图如图所示，已知在第1秒内合外力对物体做的功为W，则下列结论正确的是（） A．从第1秒末到第3秒末合外力做功为W B．从第3秒末到第5秒末合外力做功为﹣2W C．从第5秒末到第7秒末合外力做功为W D．从第3秒末到第4秒末合外力做功为﹣0.75W 4．（2015?武清区校级学业考试）如图所示，物体在力F的作用下沿水平面移动了一段位移L，甲、乙、丙、丁四种情况下，力F和位移L的大小以及θ角均相同，则力F做功相同的是（） A．甲图与乙图B．乙图与丙图C．丙图与丁图D．乙图与丁图5．（2015?赫山区校级一模）如图所示，A、B两物体质量分别是m A和m B，用劲度系数为k的弹簧相连，A、B 处于静止状态．现对A施竖直向上的力F提起A，使B对地面恰无压力．当撤去F，A由静止向下运动至最大速度时，重力做功为（）

第3讲机械能守恒定律讲义

第3讲机械能守恒定律 [学生用书P90] 【基础梳理】 一、重力势能 1．定义：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积． 2．公式：E p＝mgh． 3．矢标性：重力势能是标量，正、负表示其大小． 4．特点 (1)系统性：重力势能是地球和物体共有的． (2)相对性：重力势能的大小与参考平面的选取有关．重力势能的变化是绝对的，与参考平面的选取无关． 5．重力做功与重力势能变化的关系 重力做正功时，重力势能减小；重力做负功时，重力势能增大；重力做多少正(负)功，重力势能就减小(增大)多少，即W G＝E p1－E p2． 二、弹性势能 1．定义：物体由于发生弹性形变而具有的能． 2．大小：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：弹力做正功，弹性势能减小；弹力做负功，弹性势能增大． 三、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 (1)守恒观点：E k1＋E p1＝E k2＋E p2(要选零势能参考平面)． (2)转化观点：ΔE k＝－ΔE p(不用选零势能参考平面)． (3)转移观点：ΔE A增＝ΔE B减(不用选零势能参考平面)． 3．机械能守恒的条件：只有重力(或弹力)做功或虽有其他外力做功但其他力做功的代数和为零． 【自我诊断】 判一判 (1)克服重力做功，物体的重力势能一定增加．() (2)重力势能的变化与零势能参考面的选取有关．() (3)弹簧弹力做负功时，弹性势能减少．() (4)物体在速度增大时，其机械能可能在减小．() (5)物体所受合外力为零时，机械能一定守恒．() (6)物体除受重力外，还受其他力，但其他力不做功，则物体的机械能一定守恒．() 提示：(1)√(2)×(3)×(4)√(5)×(6)√

高三物理机械能守恒定律测试题及答案

高三物理机械能守恒定律测试题及答案 1．下列说法正确的是 （ ） A ．如果物体（或系统）所受到的合外力为零，则机械能一定守恒 B ．如果合外力对物体（或系统）做功为零，则机械能一定守恒 C ．物体沿光滑曲面自由下滑过程中，机械能一定守恒 D ．做匀加速运动的物体，其机械能可能守恒 2．如图所示，木板OA 水平放置，长为L ，在A 处放置一个质量为m 的物体，现绕O 点缓 慢抬高到A '端，直到当木板转到与水平面成α角时停止转动.这时物体受到一个微小的干 扰便开始缓慢匀速下滑，物体又回到O 点，在整个过程中（ ） A ．支持力对物体做的总功为αsin mgL B ．摩擦力对物体做的总功为零 C ．木板对物体做的总功为零 D ．木板对物体做的总功为正功 3．静止在粗糙水平面上的物块A 受方向始终水平向右、大小先后为F 1、F 2、F 3的拉力作用做直线运动，t =4s 时停下，其速度—时间图象如图所示，已知物块A 与水平面间的动摩擦因数处处相同，下列判断正确的是（ ） A ．全过程中拉力做的功等于物块克服摩擦力做的功 B ．全过程拉力做的功等于零 C ．一定有F 1+F 3=2F 2 D ．可能有F 1+F 3>2F 2 4．质量为m 的物体，由静止开始下落，由于空气阻力，下落的加速度为 g 5 4，在物体下落 h 的过程中，下列说法正确的是 （ ） A ．物体动能增加了 mgh 54 B ．物体的机械能减少了 mgh 54 C ．物体克服阻力所做的功为mgh 51 D ．物体的重力势能减少了mgh 5．如图所示，木板质量为M ，长度为L ，小木块的质量为m ，水平地面光滑，一根不计质量的轻绳通过定滑轮分别与M 和m 连接，小木块与木板间的动摩擦因数为μ.开始时木块静止在木板左端，现用水平向右的力将m 拉至右端，拉力至少做功为 （ ）

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

高考物理必修2第5章第3讲机械能守恒定律及其应用

第3讲机械能守恒定律及其应用 知识排查 重力做功与重力势能 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)表达式：E p＝mgh。 (2)重力势能的特点 系统性重力势能是物体和地球所共有的 相对性重力势能的大小与参考平面的选取有关，但重力势能的变化与参考平面的选取无关 3.重力做功与重力势能变化的关系 定性关系重力对物体做正功，重力势能就减小；重力对物体做负功，重力势能就增大。 定量关系 重力对物体做的功等于物体重力势能的减小量，即W G＝－(E p2－ E p1)＝－ΔE p。 弹性势能 1.定义：物体由于发生弹性形变而具有的能。 2.弹力做功与弹性势能变化的关系：弹力做正功，弹性势能减小；弹力做负功，弹性势能增加，即W＝－ΔE p。 机械能守恒定律及应用 1.机械能：动能和势能统称为机械能，其中势能包括弹性势能和重力势能。 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：mgh1＋1 2m v 2 1 ＝mgh2＋ 1 2m v 2 2 。 3.守恒条件：只有重力或弹簧的弹力做功。 小题速练 1.思考判断 (1)被举到高处的物体的重力势能一定不为零。() (2)重力势能的变化与零势能参考面的选取无关。() (3)物体所受合外力为零时，机械能一定守恒。() (4)物体受到摩擦力作用时，机械能一定要变化。() (5)弹力做正功，弹性势能一定增加。() 答案(1)×(2)√(3)×(4)×(5)× 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，它的重力势能也越大 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 解析物体的重力势能与参考面的选择有关，同一物体在同一位置相对不同的参考面重力势能不同，选项A错误；物体在零势能面上方，距零势能面的距离越大，重力势能越大，物体在零势能面下方，距零势能面的距离越大，重力势能越小，选项B错误；重力势能中的正、负号表示大小，－5 J的重力势能小于－3 J 的重力势能，选项C错误；重力做的功量度了重力势能的变化，选项D正确。答案 D 3.(多选)[人教版必修2·P78·T3改编]如图1所示，在地面上以速度v0抛出质量为m 的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面上。若以地面为零势能面，而且不计空气阻力，则下列说法正确的是() 图1

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）：

2006届格迈纳尔中学高三物理《动量 机械能》测试题

格迈纳尔中学2006届高三物理 《动量机械能》测试题 一、本题共10小题；每小题4分，共40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，有的小题有多个选项正确。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。 1．下面的说法正确的是 （） A．物体运动的方向就是它的动量的方向 B．如果物体的速度发生变化，则可以肯定它受到的合外力的冲量不为零 C．如果合外力对物体的冲量不为零，则合外力一定使物体的动能增大 D．作用在物体上的合外力冲量不一定能改变物体速度的大小 2．在光滑水平面上有两个质量均为2kg的质点，质点a在水平恒力F a=4N作用下由静止出发运动4s，质点b在水平恒力F b=4N作用下由静止出发运动4m，比较这两质点所经历的过程，可以得到的正确结论是 （） A．质点a的位移比质点b的位移大 B．质点a的末速度比质点b的末速度小 C．力F a做的功比力F b做的功多 D．力F a的冲量比力F b的冲量小 3．一质量为2kg的质点从静止开始沿某一方向做匀加速直线运动，它的动量p 随位移x变化的关系式为s 8? =，关于质点的说法错误的是 p/ m x kg （） A．加速度为8m/s2 B．2s内受到的冲量为32N·s C．在相同的时间内，动量的增量一定相等 D．通过相同的距离，动量的增量也可能相等 4．一轻杆下端固定一个质量为M的小球上，上端连在轴上，并可绕轴在竖直平面内运动，不计一切阻力。当小球在最低点时，受到水平的瞬时冲量I0，刚好能到达最高点。若小球在最低点受到的瞬时冲量从I0不断增大，则可知（） A．小球在最高点对杆的作用力不断增大 B．小球在最高点对杆的作用力先减小后增大 C．小球在最低点对杆的作用力先减小后增大 D．小球在最低点对杆的作用力先增大后减小 5．质量为m的物体沿直线运动，只受到力F的作用。物体受到的冲量I、位移s、速度v和加速度a随时间变化的图像，其中不可能的是 （）

高中物理机械能守恒定律经典例题及技巧

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。 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，则物体抛出时和着地时的机械能相等 】 2202 121t mv mv mgh =+ 得：gh v v t 220+= （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，则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：θ sin 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，则物体在最低和最高点时的机械能相等 — 2202 1221t 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。由于悬线的拉力自始至

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=W 1+W 2+…+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 =Fl cos 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。 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 =

机械能守恒定律教案

公开课教案 机械能守恒定律及其应用 三维目标 知识与技能 1. 让学生掌握机械能守恒定律的内涵和得来。 2. 让学生掌握机械能守恒定律的应用条件。 3. 让学生掌握机械能守恒定律的应用技能。 过程与方法 1. 让学生动手动脑参与机械能守恒定律的得来过程， 从而促进学生对机械能守恒定 律的内涵的掌握和应用条件的把握。 2. 通过让学生参与例题错解原因的分析过程，促进学生对机械能守恒定律的应用技能 的掌握。 情感、态度和价值观 通过让学生参与严密的推理和分析过程，体会物理探索的科学性和严谨性，养成严谨与扎实的学习和研究作风。 教学重点 1. 机械能守恒定律的得来、内涵和应用条件。 2. 机械能守恒定律的应用技能。 教学难点 1. 机械能守恒定律的应用技能。 课时安排 1课时 教学方法 讲解、提问、分类和比较、归纳和总结 教学过程 【新课导入】 师：我们前不久学过动能定理，它的应用范围很广，那是不是关于能量的东西都应用很广呢？我们下面先将动能定理作一些应用。 【新课教学】 一．机械能守恒定律的导出、内涵和使用条件 师：下面各情况中，物体A 距水平地面的高度都为h ，各表面均光滑，绳长L 未知，但知道L ＞h ，A 、B 质量均为m, A 的速度大小。 （1） （2） （3） 师：请大家思考一下。 生：……

师：1图中，很容易得到，只受重力，总功为mgh，设动能增量为-0,则 mgh=-0（1式）,即可求出v. 师：2图中，要想得到总功，首先分析A的受力，请问A受哪些力？是什么方向？ 生甲：受重力mg和斜面的支持力,一个竖直向下，一个垂直于斜面向上。 师：（在黑板上画出受力分析示意图。） 师：这两个力做的功是什么？ 生乙：重力做功mgh,支持力与位移方向垂直，不做功。 师：很好，所以，由动能定理有mgh+0=-0（2式），此后可求v. 师：3图中，A受哪些力？B受哪些力？这些力的方向如何？ 生甲：A受竖直向下的重力，一旦下落后受竖直向上的绳的拉力。B受竖直向下的重力、竖直向上的支持力，和水平向右的绳的拉力。 师：（在黑板上画出受力分析示意图。） 师：各力做功如何？ 生乙：A，重力做功mgh,绳的拉力方向和A的位移方向相反，做功-h. 生丙：B，重力和支持力方向都和B的位移方向垂直，都不做功，绳的拉力方向和位移方向相同，做功h. 师：A、B系统的动能增量是什么？ 生丁：A、B由绳牵连，速度大小相等，所以，系统动能增量为-0. 师：所以对A、B系统用动能定理有mgh-h+0+0+h=-0，即： mgh=-0（3式）.此后可求出v. 师：下面我们从另一个角度来看刚才的问题。 师：1图中，初始动能为0，初始势能为mgh（以水平地面为零重力势能面），初始机械能为初始动能加初始势能，为0+mgh=mgh=；而末状态动能为，末状态势能为0，所以末状态机械能为+0=E.由（1式）知=E，初末状态机械能相等，机械能维持不变。师：再从做功的角度看，可以看出，1图情况中，只有重力做功。

高三物理《机械能》单元测试(有答案)

高三物理《机械能》单元测试 一、选择题,每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确. 1、若物体在运动过程中所受到的合外力不为零,则 A、物体的动能不可能总是不变的 B、物体的动量不可能总是不变的 C、物体的加速度一定变化 D、物体的速度方向一定变化 2．如右图所示,一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并留在A中,A、B 用一根轻质弹簧连在一起,则在子弹打击木块及弹簧压缩的整个过程中,对子弹、两木块和弹簧组成的系统 A．动量守恒,机械能也守恒 B．动量守恒,机械能不守恒 C．动量不守恒,机械能守恒 D．无法判断动量、机械能是否守恒 3．如图所示,物体以100J的初动能从斜面底端向上运动, 当它通过斜面某一点M时,其动能减少80J,机械能减少 32J,如果物体能从斜面上返回底端,则物体到达底端时 的动能为 A．20J B．48J C．60J D．68J 4．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（g取10m/s2）,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 5．如右下图所示,在两个质量分别为m和2m的小球a、b间,用一根长为L的轻杆连接,两小球可绕杆的中点O无摩擦地转动,现使杆由水平位置无初速地释放,在杆转动至竖直位置的过程中,下列说法错误的是

A．b球的重力势能减少,动能增加,机械能守恒 B．杆对a球的作用力对a球做正功 C．a球的机械能增加 D．a球和b球组成的系统总机械能守恒 6、从空中以40m/s的初速度平抛一重为10N的物体。物体在空中运动3s落地,不计空气阻力,取g=10m/s2,则物体落地前瞬间,重力的瞬时功率为 A、300W B、400 W C、500W D、700W 7．利用能量间相互转化,可以储存能量。如图为抽水蓄 能电站示意图,它可调剂电力供应,深夜用电低谷时, 用过剩电能把下蓄水池的水抽到高处的水库内,用电高 峰时,则通过闸门放水发电以补充电能不足。若水库面 积为1.2×10 6 m2,抽水机每天从深夜11时至清晨4时抽 水使水库水面增高1m,而抽水过程中水上升高度近似看 成保持为10m不变,若抽水机工作效率为80％,则所用 抽水机抽水总功率为(g=10m/s2,ρ(水)=103 Kg/m3 ) A．6.7×10 6 W B．8.3×10 6 W C．10 8 W D．10 7 W 8．水平传送带匀速运动,速度大小为v,现将一小工件放到传送带上。设工件初速为零,当它在传送带上滑动一段距离后速度达到v而与传送带保持相对静止。设工件质量为m,它与传送带间的滑动摩擦系数为μ,则在工件相对传送带滑动的过程中 A．滑摩擦力对工件做的功为mv2／2 B．工件的机械能增量为mv2／2 C．工件相对于传送带滑动的路程大小为v2／2μg D．传送带对工件做功为零

第七章-机械能守恒定律重难点解析

人教版物理必修二
第七章 <机械能守恒定律>重难点解析 第七章 课文目录 1.追寻守恒量 2.功 3.功率 4.重力势能 5.探究弹性势能的表达式 6.实验：探究功与速度变化的关系 7.动能和动能定理 8.机械能守恒定律 9.实验：验证机械能守恒定律 10.能量守恒定律与能源
【重点】 1、理解动能、势能的含义。 2、理解功的概念及正负功的意义。 3、理解功率的概念及物理意义；功率的两个计算式； 4、正确计算物体或物体系的重力势能，用重力势能的变化求重力的功。 5、探究弹性势能公式的过程和所用方法。 6、学习探究功与速度变化关系的物理方法，并会利用图象法处理数据。 7、动能定理及其应用。 8、从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件，判断研究对象在所经历的过程中机 械能是否守恒。 9、能量守恒定律的内容，应用能量守恒定律解决问题。
【难点】 1、在动能和势能转化的过程中体会能量守恒。 2、利用功的定义式解决有关问题。 3、理解功率与力、速度的关系，瞬时功率和平均功率的计算。 4、灵活运用动能定理解决实际问题。 5、推导拉伸弹簧时，用微分思想和积分思想求解拉力所做功的表达式。
6、图像法寻求功与速度变化的关系。 7、对动能定理的理解和应用。
8、机械能守恒定律的应用。 9、理解能量守恒定律的确切含义，能量转化的方向性。
一、追寻守恒量 1.重力势能的大小与哪些因素有关？
根据势能的概念可知：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫势能.故重力势能的 大小与物体的位置的高低有关.物体的位置越高，重力势能越大，位置越低，重力势能越小. 不同的物体，其重力势能的大小还与物体质量（或重力）有关. 2.动能的大小与哪些因素有关？
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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 _________，