人教版高中物理必修二机械能守恒定律
人教版高中物理必修二第七章-机械能守恒定律-知识点归纳
第七章《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 θW ——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2πθ=时，即力与位移垂直功为零，力不做功； 当],2(ππθ∈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 θ8 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：tW P =（平均功率） θυc o s F P =（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 = 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。
人教版高中物理必修第2册 第八章机械能守恒定律 第1节功与功率
分析： 实际功率不一定总等于额定功率，大多数情况下输出的实际功率都比额定
功率小，但在需要时，短时间也可以输出更大的功率。题目中说“受到的阻力不变”，
表明本题对于较低速度行驶时发动机的输出功率只要求估算。
例 发动机的额定功率是汽车长时间行驶时所能输出的最大功率。某型号汽车发动机的额定功率
为60kW,在水平路面上行使时受到的阻力是1800N,求发动机在额定功率下汽车匀速行使的速度.在
D.由P=Fv可知，当发动机功率一定时，牵引力与速度成反比
解析：
A错：功率与做功的时间无直接关系。
B错：据P= 能计算出一段时间内平均功率的大小，不能求出任意时刻的瞬时功率。
W
t
C错：当牵引力一定时，根据P=Fv知，汽车发动机的功率与速度成正比。
D对：由公式P=Fv可知，当汽车输出功率一定时，牵引力与汽车的速度成反比。
W Fl cos
（2）先求出各个力所做的功，再求其代数和．
W1 F1l cos1
W2 F2 l cos 2
W W1 W2 F1l cos1 F2 l cos 2
例 一个质量150kg的雪橇，受到与水平方向成37°角的斜向上方的拉力，大小为500N，在水
W 0
一、功
1、定义：
力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移的夹角余弦这三者的乘积.
2、公式： = （适用于恒力做功）
3、单位： 国际单位：焦耳（J） 1 J=1 N×1 m=1N·m
4、标量：遵从代数运算法则。
注意：功的一般表达式运用要注意两点
①力必须是恒力
（1）当
0 90 时,W > 0，力对物体做正功；
人教版高中物理必修第2册 第8章 机械能守恒定律 3 动能和动能定理
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第八章 机械能守恒定律
问题 (1)物体在运动过程中受几个力作用？做功情况怎样？ (2)从A点到C点，物体初、末状态的动能各是多少？ (3)求从A点到C点过程中物体克服摩擦力做的功？ 【答案】(1)物体受重力、轨道支持力、摩擦力三个力作用．在圆弧 轨道上运动时，重力做正功，支持力不做功，摩擦力做负功．在水平轨 道上运动时，重力、支持力不做功，摩擦力做负功． (2)物体由A点从静止滑下，最后停在C点，初、末状态的动能都是 零． (3)设克服摩擦力做功为Wf.根据动能定理mgR－Wf＝0，故Wf＝mgR.
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第八章 机械能守恒定律
物体的动能会小于零吗？ 【答案】不会 动能总大于或等于零．
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第八章 机械能守恒定律
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第八章 机械能守恒定律
【解析】子弹的质量 m1＝20 g＝0.02 kg，故子弹的动能为 Ek1＝12m1v21＝ 12×0.02×6002＝3 600 J；鸵鸟的动能为 Ek2＝12m2v22＝12×80×102＝4 000 J， 则可知鸵鸟的动能较大，故 A 正确，B、C、D 错误．
用下，从P点运动到Q点，水平拉力F做的功为W2.已知θ＝30°，则W1和
W2大小关系为
人教版高中物理必修第2册 第八章 机械能守恒定律 4.机械能守恒定律
• b．如图8.4-5乙所示，各接触面光滑，A自B上端自 由下滑的过程中，只有重力和A、B间的弹力做功，A、 B组成的系统机械能守恒。但对A来说，B对A的弹力做 负功，这个力对A来说是外力，A的机械能不守恒。
•主题探究二 机械能守恒定律的应用
•【重难释解】 • 1．机械能守恒定律的不同表达式
机械能守恒定律
表达式
物理意义
从不同状态看 从转化角度看 从转移角度看
Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2或 初状态的机械能等于末状态的机
E初＝E末
械能
Ek2－Ek1＝Ep1－Ep2或 动能的增加量等于势能的减少量 ΔEk＝－ΔEp
• ③结论：这一事实说明某个量是守恒的，在物理学上 我们把能这量个量叫能作_____或者____。 • (2)动能与势能的相互转化
• ①动能与重力势能间的转化：只有重力做功时，若重
力做正功，则__________转化为动能；若重力做负功，则
_____重转力化势为能 重力势能。
动能
• ②动能与弹性势能间的转化：只有弹簧的弹力做功时，
()
×
• (2)通过重力做功，动能和重力势能可以相互转化。
√
()
• (3)物体的机械能一定是正值。
×
()
• 3．想一想
•毛泽东的诗词中曾写到“一代天骄，成吉思汗……弯弓射 大雕”。试分析在弯弓射雕过程中，涉及机械能中哪些能 量之间的转化？
•提示：箭被射出的过程中，弓的弹性势能转化为箭的动能； 箭上升的过程中，箭的动能转化为重力势能；箭下落的过 程中，箭的重力势能转化为动能。
人教版高中物理必修2课件机械能守恒
h
E 2 mgh
1 2 mv 0 mgh 2
v0
作业
课本P35 1—5题
B
B B
O
实验猜想： 由A到B，系统机械能经过一系列能量形式的转化，总量保持不 变，我们有理由认为O点的机械能总量与AB点也相同。是否可 以说，A点的势能完全转化为O点的动能，下面我们来求证。
简化实验论证：
A点 B点
1 2 E A EkA EPA mv1 mgh1 2 1 2 EB EkB EPB mv2 mgh2 2
1 1 2 2 WG mv2 mv1 2 2
A
h N v
B
根据动能定理，有
重力做功与重力势能的关系可知：
WG mgh1 mgh2
由以上两式可以得到：
1 1 2 2 mv 2 mgh 2 mv 1 mgh 1 2 2
G
Ek 2 E p 2 Ek1 E p1
结论：
小球在最低点O时为末状态： 末状态的动能： Ek2=1/2mv2 重力势能： Ep2=0 末状态的机械能为： Ek2+Ep2=1/2mv2
根据机械能守恒定律有 ： Ek2+Ep2=Ek1+Ep1 即 1/2mv2= mgl ( 1- cosθ)
v=
2gl(1 cosθ )
小结：
一、机械能：物体的动能和势能之和称为物体 的机械能。 二、物体的动能和势能可以相互转化。 三、机械能守恒定律 在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能 可以相互转化，而总的机械能保持不变。 1、守恒条件：a、只有重力或系统内弹簧弹力做功，其它力 不做功（或其它力合力所做功为零）
机械能守恒
运动中的能量转化
人教版高中物理必修第二册 第8章 第5节 实验：验证机械能守恒定律(课件)
环节三：处理数据，得出结论，分析实验误差， 验证机械能守恒定律
根据实验原理有mgh初﹣mgh末＝12mv末2﹣12mv初2，那么实验中该 怎样测量物体重力势能的减少量呢？
选择点迹小而清晰的纸带，为了减小实验误差，测
量下落高度时，要从第一个小而清晰的点迹测起，并且
各点对应的高度一次测完。利用刻度尺测出hOA、hOB、 hOC、hOD、hOE、hOF、hOG。研究从B点到F点的运动过程， 重力势能的减少量为mg(hOF﹣hOB)。
课堂练习
D
课堂练习
B
课堂练习
C AB
m(hC﹣hA)2 8T2
﹣mghB
不正确。因为如果测量是从起始点算起
A
的，则需要满足mgh＝12mv2，即v2＝2gh。还
需要进一步判断图像的斜率是否接近2g。
首先，组装实验装置，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。然后，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。 最后，对得到的纸带进行数据处理，分析实验数 据，得到实验结论。
可以按照上述方法来验证mgh＝12mvn2是否相等。除了通过计算来分 析数据，我们还可以采用什么方式分析数据？
图像法。 我们可以通过作出什么图像来验证机械能是否守恒？ 可以从纸带上选取多个点，测量从第一个点到其余各点下落的 高度，并计算出各点速度的二次方，以v2为纵轴、以h为横轴，根据 计算出的实验数据作出v2-h图像。
环节二：根据实验原理，明确实验步骤，搭建 实验器材，完成实验数据测量
实验器材
打点计时器、低压交流电源、带有铁夹的铁架台、纸带、复写 纸、带夹子的重物、刻度尺、导线等。
人教版高中物理必修第2册 第八章 4 机械能守恒定律
时它的速度是v1,经过一段时间后,物体下落到高度为h2的另一位置B,这时
它的速度是v2。物体受到重力和曲面支持力的作用,因为支持力方向与运
动方向垂直,支持力不做功,所以,只有重力做功,用W表示这一过程中重力
1
1
2
做的功,由动能定理知,W= 2 − 1 2 。
角度看
或ΔEA=-ΔEB
系统只有A、B两物体时,A
增加的机械能等于B减少的
机械能
零势能面
不必选零
势能面
2.应用机械能守恒定律解题的步骤
迁移应用
例2 (2021山东青岛高一检测)小丽同学用实验研究“圆珠笔的上跳”,一支可
伸缩的圆珠笔,内有一根弹簧,尾部有一个小帽,压一下小帽,笔尖就伸出。
手握笔杆,使笔尖向上,小帽抵在桌面上,在压下后突然放手,笔杆将竖直向
(2)1.55
m/s
解析 (1)圆珠笔弹簧的弹性势能减小,转化为圆珠笔的动能,离开桌子后,圆
珠笔减少的动能转化成圆珠笔增加的重力势能,圆珠笔运动到最高点时,圆
珠笔的重力势能最大,动能为零。
1
(2)由机械能守恒定律得:mgh= 0 2 ,代入数据得 v0=1.55 m/s。
2
变式训练2 以10 m/s的速度将质量为m的物体从地面上竖直向上抛出,若忽
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),重力加速度为g,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.弹簧的弹性势能增加了 √3 mgL
再减小,只是初、末状态相等。
1.伽利略斜面实验
2024秋季人教版高中物理必修第二册第八章机械能守恒定律《重力势能》
教学设计：2024秋季人教版高中物理必修第二册第八章机械能守恒定律《重力势能》教学目标（核心素养）1.物理观念：理解重力势能的概念，掌握重力势能的表达式及其与高度、质量的关系。
2.科学思维：通过实例分析，培养学生运用重力势能概念解决实际问题的能力，提升逻辑推理和抽象思维能力。
3.科学探究：经历重力势能概念的建构过程，体验科学探究的基本方法，培养观察、比较、归纳的能力。
4.科学态度与责任：激发学生对物理现象的好奇心和探索欲，培养严谨的科学态度和实事求是的科学精神，认识重力势能在日常生活和工程技术中的应用价值。
教学重点•重力势能的概念及其表达式。
•重力势能的变化与做功的关系。
教学难点•理解重力势能是地球与物体间相互作用、由于位置关系而具有的能量。
•掌握重力势能变化与重力做功的关系，理解重力做功与路径无关，只与初末位置的高度差有关。
教学资源•多媒体课件（含重力势能概念示意图、实例分析动画等）。
•实验器材（如斜面、小球、刻度尺等，用于演示重力做功与重力势能变化的关系）。
•教材、教辅资料及网络资源。
教学方法•讲授法：系统讲解重力势能的概念及其表达式。
•演示法：利用实验或多媒体演示，直观展示重力做功与重力势能变化的关系。
•讨论法：组织学生讨论重力势能的应用实例，促进思维碰撞。
•练习法：通过例题和练习题，巩固学生对重力势能概念的理解和应用能力。
教学过程导入新课•情境导入：展示一张高山滑雪运动员从山顶滑下的照片，提问：“运动员在下滑过程中，是什么力在推动他前进？这个力做了功吗？运动员的能量是如何变化的？”引导学生思考重力做功与能量变化的关系，引出重力势能的概念。
新课教学1.重力势能的概念•讲解重力势能的定义：物体由于被举高而具有的能量称为重力势能。
•强调重力势能是地球与物体间相互作用、由于位置关系而具有的能量。
•给出重力势能的表达式：Ep=mgh，解释各符号的含义（m为质量，g为重力加速度，h为相对于参考平面的高度）。
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高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）机械能守恒定律一、单项选择题(本大题共6小题,每小题4分,共24分。
每小题给出的四个选项中只有一个选项正确)1.在同一高度将质量相等的三个小球以大小相同的速度分别竖直上抛、竖直下抛、水平抛出,不计空气阻力。
从抛出到落地过程中,三球()。
A.运动时间相同B.落地时的速度相同C.落地时重力的功率相同D.落地时的动能相同【解析】尽管高度、加速度相同,但竖直方向的初速度大小不同,因此运动时间不同,A错。
落地速度方向是不同的,B、C都错。
【答案】D2.关于摩擦力做的功,下列说法正确的是()。
A.滑动摩擦力阻碍物体的相对运动,所以一定做负功B.静摩擦力虽然阻碍物体间的相对运动,但不做功C.静摩擦力和滑动摩擦力不一定都做负功D.一对相互作用力,若作用力做正功,则反作用力一定做负功【解析】摩擦力可以是动力,故摩擦力可以做正功;一对相互作用力,可以都做正功,也可以都做负功,或一个力做功,另一个力不做功。
【答案】C3.跳伞运动员在刚跳离飞机,降落伞尚未打开的一段时间内:①空气阻力做正功;②重力势能增加;③动能增加;④空气阻力做负功。
上述说法中正确的是()。
A.①②B.③④C.②④D.①③【解析】跳伞运动员跳离飞机,在尚未打开降落伞的这段时间内,运动员向下运动,重力对运动员做正功,重力势能减少;空气阻力对运动员做负功。
由于重力大于空气阻力,运动员向下做加速运动,其动能增加,故①②错,③④对。
【答案】B4.如图所示,“U”型管内装有同种液体,右管管口用盖板A密闭,两液面的高度差为h,“U”型管中液体总长度为4h,“U”型管中横截面处处相同。
先拿去盖板A,液体开始流动(不计一切摩擦),当两液面高度相平时,右侧液体下降的速度为()。
A.B.C.D.【解析】设“U”型管中液体单位长度的质量为m0,因为不计一切摩擦,大气压力对液体做的总功为零,所以整个液柱在下降过程中机械能守恒。
当两液面相平时,系统重力势能的减少量等于系统动能的增加量,即m 0hg·=·4mhv2,解得v=。
【答案】D5.一根质量为m、长为L的均匀链条一半放在光滑的水平桌面上,另一半挂在桌边,桌面足够高,如图甲所示。
若在链条两端各挂一个质量为的小球,如图乙所示;若在链条两端和中央各挂一个质量为的小球,如图丙所示。
由静止释放链条,当链条刚离开桌面时,图甲中链条的速度为v a,图乙中链条的速度为v b,图丙中链条的速度为v c(设链条滑动过程中始终不离开桌面,挡板光滑)。
下列判断中正确的是()。
A.v a=v b=v cB.v a<v b<v cC.v a>v b>v cD.v a>v c>v b【解析】以桌面作为零势能参考面,分别以链条、小球组成的系统作为研究对象,系统的机械能守恒,则有:对甲图进行分析:-mg×=-mg×+m对乙图进行分析:-mg×-mg×=-mg×-mg×L+(m+m)对丙图进行分析:-mg×-mg×=-mg×-mg×L-mg×+(m+m)解得:v a=、v b=、v c=,比较三者的速度大小可知D正确。
【答案】D6.质量为m的汽车在平直的公路上行驶,其运动过程中所受阻力恒定。
当汽车的加速度为a,速度为v时,发动机的功率为P1,则当功率为P2时,汽车行驶的最大速度为()。
A.B.C.D.【解析】当汽车速度为v时,发动机功率为P1,设这种情况下牵引力为F,则F=,加速度a=,故汽车所受阻力F f=-ma。
当汽车发动机功率为P2时,汽车行驶的最大速度为v max==,故应选B。
【答案】B二、多项选择题(本大题共4小题,每小题6分,共24分。
每小题给出的四个选项中至少有两个选项正确,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)7.静止在水平面上的物块,在如图甲所示的水平拉力作用下做直线运动,其速度-时间图象如图乙所示。
若物块与水平面间的动摩擦因数处处相同,则()。
A.F1+F3=2F2B.F1+F3>2F2C.全过程中拉力做的功等于物块克服摩擦力做的功D.全过程拉力做的功等于零【解析】在1 s~3 s内物块做匀速运动,可知摩擦力等于F2,在0~1 s内物块做匀加速运动,在3 s~4 s内物体做匀减速运动,两段时间内加速度大小相等,由牛顿第二定律得F1-F2=F2-F3,即F 1+F3=2F2,选项A是正确的;对全过程应用动能定理,W拉-W摩=0,故选项C对、D错。
【答案】AC8.如图所示,地面光滑,P为倾角为θ的光滑斜劈,其斜面上固定着一个挡板,挡板上连接着一个弹簧。
物块A靠在弹簧上,但与弹簧不相连,整个装置原来保持静止。
现在用一从零开始缓慢增大的水平力F作用于P,在A离开斜面前()。
A.力F较小时A相对于斜面静止,F增加到某一值,A开始相对于斜面向上滑行B.力F从零开始增加时,A相对斜面就开始向上滑行C.力F较小时A和弹簧相连,F增加到某一值,A离开弹簧沿斜面向上滑行D.在物体离开弹簧前,弹簧和物体组成的系统机械能守恒【解析】斜劈向左加速运动,由于物体与弹簧不拴接,斜面又光滑,所以物体相对斜面向上运动,力F较小时,弹簧从压缩状态逐渐恢复为原长,F增加到某一值,物体A继续向上运动,直到离开斜面,A错误,B、C正确;在物体离开弹簧前,支持力对物体做正功,弹簧和物体组成的系统机械能不守恒,D错误。
【答案】BC9.如图所示,质量均为m的物体A、B通过一劲度系数为k的轻弹簧相连,开始时B放在地面上,A、B都处于静止状态。
现用手通过细绳缓慢地将A向上提升距离L1,此时B刚要离开地面,此过程手做功W1、手做功的平均功率为P1;若将A加速向上拉起,A上升的距离为L2,此时B刚要离开地面,此过程手做功W2、手做功的平均功率为P2。
假设弹簧一直在弹性限度范围内,则()。
A.L1=L2=B.L2>L1=C.W2>W1D.P2>P1【解析】在没有拉A之前,弹簧被压缩,由mg=kx1知,弹簧被压缩了x1=。
从慢慢拉和加速拉都使得B刚要离开地面,由mg=kx2可知弹簧被拉长了x2=的长度。
所以A上升的距离为两者之和,即L1=L2=x1+x2=,A、B均错。
慢慢拉A和加速拉A,两种情况下重力势能和弹性势能的变化都是相等的,但是动能不同,慢慢拉A可以认为动能不变,加速拉A,动能增加,从功能关系可知W2>W1;两种情况下时间关系为:t1>t2,由P=知P1<P2,正确答案为C、D。
【答案】CD10.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.软绳的重力势能共减少了mglC.物块重力势能的减少量等于软绳克服摩擦力所做的功D.软绳重力势能的减少量小于其动能的增加量与克服摩擦力所做的功之和【解析】因为细线的拉力对物块做负功,所以物块的机械能减少,选项A错误。
选斜面最高点为零势能点,则轻绳的重力势能减少量ΔE p=(-mgl sin θ)-(-mgl)=mgl, 选项B正确。
根据功和能的关系,细线对软绳做的功与软绳重力势能的减少量之和等于其动能增加量与克服摩擦所做的功之和,所以D正确,C错误。
【答案】BD三、填空与实验题(本大题共2小题,共16分)11.(6分)某学习小组在“探究功与速度变化关系”的实验中采用了如图所示的实验装置。
(1)将气垫导轨接通气泵,通过调平螺丝调整气垫导轨使之水平,检查是否调平的方法是。
(2)若测得遮光条的宽度Δd=0.550 cm;实验时,将橡皮条挂在滑块的挂钩上,向后拉伸一定的距离,并做好标记,以保证每次拉伸的距离相同。
现测得挂一根橡皮条时,滑块弹离橡皮条后,经过光电门的时间为Δt,则滑块最后匀速运动的速度表达式为(用字母表示)。
(3)逐条增加橡皮条,记录每次遮光条经过光电门的时间,并计算出对应的速度。
画出的W-v2图象应是。
【解析】由速度定义可知,滑块最后匀速运动的速度表达式为v=;由动能定理可知,W=mv2,画出的W-v2图象应是过坐标原点的一条倾斜直线。
【答案】(1)将滑块轻置于气垫导轨之上,看其是否滑动(或将滑块轻置于气垫导轨之上,轻推滑块看是否匀速运动),其他方法正确同样得分(2)(3)过坐标原点的一条倾斜直线12.(10分)为进行“验证机械能守恒定律”的实验,有下列器材可供选择。
A.铁架台B.打点计时器C.复写纸D.纸带E.低压交流电源F.天平G.秒表H.导线I.电键K.毫米刻度尺(1)上述器材不必要的是(只填字母代号),缺少的器材是。
(2)实验中下列物理量中需要直接测量的量有,通过计算可得到的量有(填字母序号)。
A.重锤质量B.重力加速度C.重锤下落的高度D.与下落高度相对应的重锤的瞬时速度(3)质量m=1 kg的重锤自由下落,在纸带上打出一系列的点如图所示,O为第一个点,A、B、C为相邻的点,相邻计数点的时间间隔为0.02 s,长度单位是 cm,取g=9.8 m/s2,则:a.打点计时器打下计数点B时,物体的速度v B= m/s(保留两位有效数字);b.从点O到打下计数点B的过程中,物体重力势能的减少量ΔE p= J,动能的增加量ΔE k= J(保留两位有效数字)。
【解析】(1)要验证mgh=mv2,即gh=v2,不需测量m,不需要用天平;h用刻度尺测量。
不需要秒表,另外还缺少重锤。
(2)能用器材直接测量的量有物体下落的高度h,再经计算可测量得到对应h的瞬时速度大小。
(3)v B==0.97 m/s,ΔE p=mgh OB=0.48 JΔE k=m=0.47 J。
【答案】(1)F、G重锤(2)C D(3)0.970.480.47四、计算题(本大题共3小题,共36分。
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分。
有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)13.(10分)人从一定高度落地容易造成骨折,一般成人胫骨的极限抗压力强度约为1.5×108N/m2,胫骨的最小横截面积一般为3.2 cm2。
若一质量为50 kg的人从一定高度双足落地,落地时下蹲其重心又下降15 cm,试计算这个高度超过多大时,就会导致胫骨骨折。
(取g=10 m/s2)【解析】根据题意,胫骨处所受冲击力超过F=2pS=2×1.5×108×3.2×10-4 N=9.6×104 N 时就会造成骨折设下落的安全高度为h1,触地时重心又下降高度为h2,落地者质量为m根据动能定理,在人开始下落到停止运动的全过程中有:mg(h1+h2)-Fh2=0所以h1=·h2-h2≈h2=28.8 m。