2016届高三物理一轮复习-第五章机械能及其守恒定律-基础学案第5章.doc

第1节功和功率精题对点诊断1摩擦力做功判断(多选)如图511所示，在皮带传送装置中，皮带把物体P匀速带至高处，在此过程中，下述说法正确的是()图511A摩擦力对物体做正功B摩擦力对物体做负功C支持力对物体不做功D合外力对物体做正功【解析】物体P匀速向上运动过程中，受静摩擦力作用，方向沿皮带向上，对物体做正功，支持力垂直于皮带，做功为零，合外力为零，做功也为零，故A、C正确，B、D错误【答案】AC2多过程做功判断一人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中经历了先加速，后匀速，再减速的运动过程，则电梯支持力对人做功情况是()A加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功B加速时做正功，匀速和减速时做负功C加速和匀速时做正功，减速时做负功D始终做正功【解析】人乘电梯时，无论是加速还是减速、匀速，支持力的方向总是向上，与运动方向相同，所以支持力与位移方向夹角小于90，总是做正功，选项D正确【答案】D3功、功率大小判断相同的恒力按同样方式施于静止的物体上，使它分别沿着粗糙水平地面和光滑水平地面移动相同的位移，恒力对物体做的功和平均功率分别为W1、P1和W2、P2则()AW1W2P1P2BW1W2P1P2DW1W2P1P2【解析】由WFscos 可知，两恒力相同，运动相同的位移，W1W2，但在光滑水平面上的物体，因无摩擦力，走相同的位移用的时间短，由可知，P10，物体的动能增加(2)W0，物体的动能减少(3)W0，物体的动能不变4适用条件(1)动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动(2)既适用于恒力做功，也适用于变力做功(3)力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以不同时作用基本能力提升一、判断题(1)一定质量的物体动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化()(2)动能不变的物体，一定处于平衡状态()(3)如果物体所受的合外力为零，那么，合外力对物体做的功一定为零()(4)物体在合外力作用下做变速运动，动能一定变化()(5)物体的动能不变，所受的合外力必定为零()二、选择题(多选)(2011新课标全国卷)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先逐渐减小至零，再逐渐增大C先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小D先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大【解析】当恒力方向与质点原来速度方向相同时，质点的动能一直增大，故A正确；当恒力方向与质点原来速度方向相反时，速度先逐渐减小到零再逐渐增大，质点的动能也先逐渐减小到零再逐渐增大，故B正确；当恒力方向与原来质点的速度方向夹角大于90时，将原来速度v0分解为平行恒力方向的vy、垂直恒力方向的vx，如图(1)所示，vy先逐渐减小至零再逐渐增大，vx始终不变v，质点速度v先逐渐减小至vx再逐渐增大，质点的动能先减小至某一非零的最小值，再逐渐增大，故D正确；当恒力方向与v0方向夹角小于90时，如图(2)所示，vy一直增大，vx始终不变，质点速度v逐渐增大动能一直增大，没有其他情况，故C错误 (1)(2)【答案】ABD第3节机械能守恒定律精题对点诊断1对重力做功和重力势能变化关系的理解将质量为100 kg的物体从地面提升到10 m高处，在这个过程中，下列说法中正确的是(取g10 m/s2)()A重力做正功，重力势能增加1.0104 JB重力做正功，重力势能减少1.0104 JC重力做负功，重力势能增加1.0104 JD重力做负功，重力势能减少1.0104 J【解析】WGmgh1.0104 J，EpWG1.0104 J，C项正确【答案】C2动能和势能的转化及机械能守恒的判断(多选)(2014陕西西安中学第三次质检)物体在平衡力作用下的运动中，其机械能、动能、重力势能的变化有可能发生的是()A机械能不变，动能不变B动能不变，重力势能可能变化C动能不变，重力势能一定变化D若重力势能变化，则机械能一定变化【解析】用水平恒力拉着物体在粗糙水平面上做匀速直线运动时，机械能、重力势能、动能都不变，A正确，C错误；用竖直向上的恒力拉物体，使之在竖直方向上做匀速直线运动时，动能不变，重力势能发生变化，B正确重力势能发生变化时，重力一定做功，同时物体若要在平衡力作用下运动，则必定受到与重力等大反向的恒力，有外力做功，所以机械能一定变化，D正确【答案】ABD3对机械能守恒的理解应用伽利略曾设计如图531所示的一个实验，将摆球拉至M点放开，摆球会达到同一水平高度上的N点如果在E或F处钉上钉子，摆球将沿不同的圆弧达到同一高度的对应点；反过来，如果让摆球从这些点下落，它同样会达到原水平高度上的M点这个实验可以说明，物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面(或弧线)下滑时，其末速度的大小()图531A只与斜面的倾角有关B只与斜面的长度有关C只与下滑的高度有关D只与物体的质量有关【答案】C基础知识回顾一、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)公式：Epmgh.(2)矢标性：重力势能是标量，但有正、负，其意义是表示物体的重力势能比它在参考平面上大还是小，这与功的正、负的物理意义不同(3)系统性：重力势能是物体和地球共有的(4)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，重力势能就减少；重力对物体做负功，重力势能就增加(2)定量关系：重力对物体做的功等于物体重力势能的减少量即WG(Ep2Ep1)Ep.二、弹性势能1大小：弹簧的弹性势能的大小与弹簧的形变量及劲度系数有关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，动能和势能可以互相转化，而总的机械能保持不变2机械能守恒的条件只有重力或弹力做功3守恒表达式观点表达式守恒观点E1E2，Ek1Ep1Ek2Ep2转化观点EkEp转移观点EA减EB增基本能力提升一、判断题(1)被举到高处的物体重力势能一定不为零()(2)克服重力做功，物体的重力势能一定增加()(3)发生弹性形变的物体都具有弹性势能()(4)物体所受合外力为零时，机械能一定守恒()(5)物体受到摩擦力作用时，机械能一定要变化()(6)物体只发生动能和势能的相互转化时，物体的机械能一定守恒()二、选择题(2012上海高考) 如图532所示，可视为质点的小球A、B用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上半径为R的光滑圆柱，A的质量为B的两倍当B位于地面时，A恰与圆柱轴心等高将A由静止释放，B上升的最大高度是()图532A2RB5R/3C4R/3D2R/3【解析】如图所示，以A、B两球为系统，以地面为零势能面，设A质量为2m，B质量为m，根据机械能守恒定律有：2mgRmgR3mv2，A落地后B将以v做竖直上抛运动，即有mv2mgh，解得hR.则B上升的高度为RRR，故选项C正确【答案】C第4节功能关系能量守恒定律精题对点诊断1对功能关系的理解物体只在重力和一个不为零的向上的拉力作用下，分别做了匀速上升、加速上升和减速上升三种运动在这三种情况下物体机械能的变化情况是()A匀速上升机械能不变，加速上升机械能增加，减速上升机械能减小B匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能减小C由于该拉力与重力大小的关系不明确，所以不能确定物体机械能的变化情况D三种情况中，物体的机械能均增加【解析】在三种情况下，外力均对物体做了功，所以物体的机械能均增加，故D正确【答案】D2功能关系的应用 (多选)如图541所示，一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O点处，将小球拉至A处，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到O点正下方B点的速度为v，与A点的竖直高度差为h，则()图541A由A至B重力做功为mghB由A至B重力势能减少mv2C由A至B小球克服弹力做功为mghD小球到达位置B时弹簧的弹性势能为(mghmv2)【解析】由A到B，高度减小h，重力做功mgh，重力势能减少mgh，但因弹簧伸长，弹性势能增加，由能量守恒得：mghmv2Ep，可得：Epmghmv2，小球克服弹力做功应小于mgh，故B、C错误，A、D正确【答案】AD3能的转化与守恒的理解 (多选)如图542所示，美国空军X37B无人航天飞机于2010年4月首飞，在X37B由较低轨道飞到较高轨道的过程中()图542AX37B中燃料的化学能转化为X37B的机械能BX37B的机械能要减少C自然界中的总能量要变大D如果X37B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【解析】在X37B由较低轨道飞到较高轨道的过程中，必须启动助推器，对X37B做正功，X37B的机械能增大，A对，B错；根据能量守恒定律，C错；X37B在确定轨道上绕地球做圆周运动，其动能和重力势能都不会发生变化，所以机械能不变，D对【答案】AD基础知识回顾一、功能关系1内容(1)功是能量转化的量度，即做了多少功就有多少能量发生了转化(2)做功的过程一定伴随着能量的转化，而且能量的转化必须通过做功来实现2功与对应能量的变化关系合外力做正功动能增加重力做正功重力势能减少弹簧弹力做正功弹性势能减少外力(除重力、弹力)做正功机械能增加滑动摩擦力做功系统内能增加电场力做正功电势能减少分子力做正功分子势能减少二、能量守恒定律1内容能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变2表达式：E减E增基本能力提升一、判断题(1)力对物体做了多少功，物体就有多少能()(2)物体在速度增大时，其机械能可能在减小()(3)滑动摩擦力做功时，一定会引起机械能的转化()(4)物体只发生动能和势能的相互转化时，物体的机械能一定守恒()(5)重力和弹簧弹力之外的力做功的过程是机械能和其他形式能量转化的过程()(6)一对互为作用力和反作用力的摩擦力做的总功、等于系统增加的内能()二、选择题(多选)2012年8月3日晚，伦敦奥运会男子蹦床项目进行决赛，中国队的董栋以62.99分的成绩为中国军团赢得第19枚金牌如图543所示是董栋到达最高点的照片及下落过程的示意图，图中虚线MN是弹性蹦床的原始位置，A为运动员抵达的最高点，B为运动员刚抵达蹦床时的位置，C为运动员抵达的最低点不考虑