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文档简介
浙江物理会考复习第二站 -万有引力与功(必修二)目录第一章 圆周运动第二章 万有引力第三章 机械能第四章 综合练习 班级: 姓名: 第一章 圆周运动一、重点提炼一,匀速圆周运动的基本概念和公式:1,速度(线速度): 概念:_;公式表示:; 速度的其他计算公式:、 , n 是转速2,角速度:概念:_;公式表示: ; 角速度的其他计算公式:、线速度与角速度的关系:3,向心加速度:计算公式:、。(1)上述计算向心加速度的两个公式也适用于计算变速圆周运动的向心加速度,计算时必须用该点的线速度(或角速度)的瞬时值;(2)v一定时,a与r成反比;一定时,a与r成正比.4,向心力:概念:_;计算公式:。(1)匀速圆周运动的速度、向心加速度、向心力都大小不变,方向时刻改变. 是变速运动,也是一种变加速运动. 匀速圆周运动的速度、加速度和所受向心力都是变量,但角速度是恒量(2)线速度、角速度和周期都表示匀速圆周运动的快慢;(3)匀速圆周运动时物体所受合外力必须指向圆心,作为使物体产生向心加速度的向心力。二,圆周运动题型分析:1,竖直面上变速圆周运动,可归纳为线吊小球、杆连小球、壳外小球型。模型共同点不同点线吊小球(1)只受重力和弹力作用;(2)只有重力做功,因而机械能守恒.(1) 小球所受弹力指向圆心;(2)若恰能通过圆周的最高点A,则mg = F向 杆连小球(1)小球所受弹力方向可以指向圆心或也可指离开圆心;(2)如恰能通过圆周最高点A,则vA=0; 2,在水平面上的匀速圆周运动:飞机绕水平圆周盘旋、圆锥摆、火车转弯,均属次类运动。此时物体所受合外力作为向心力。 四,曲线运动: 曲线运动中质点的速度沿_方向,曲线运动中,物体的速度方向随时间而变化,所以曲线运动是一种_运动,必定有_.物体做曲线运动的条件是_.五,平抛运动:特征:初速度方向_,加速度_。性质和规律:水平方向:做_运动, vx=v0 、x=v0t 。竖直方向:做_运动, vy=gt 、 。二、知识讲解1.曲线运动 (1)物体作曲线运动的条件:运动质点所受的合外力(或加速度)的方向跟它的速度方向不在同一直线上. (2)曲线运动的特点:质点在某一点的速度方向,就是通过该点的曲线的切线方向.质点的速度方向时刻在改变,所以曲线运动一定是变速运动. (3)曲线运动的轨迹:做曲线运动的物体,其轨迹向合外力所指一方弯曲,若已知物体的运动轨迹,可判断出物体所受合外力的大致方向,如平抛运动的轨迹向下弯曲,圆周运动的轨迹总向圆心弯曲等. 2.运动的合成与分解 (1)合运动与分运动的关系:等时性;独立性;等效性. (2)运动的合成与分解的法则:平行四边形定则. (3)分解原则:根据运动的实际效果分解,物体的实际运动为合运动. 3. 平抛运动 (1)特点:具有水平方向的初速度;只受重力作用,是加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动. (2)运动规律:平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动. 建立直角坐标系(一般以抛出点为坐标原点O,以初速度v 0 方向为x轴正方向,竖直向下为y轴正方向); 由两个分运动规律来处理(如右图). 4.圆周运动 (1)描述圆周运动的物理量 线速度:描述质点做圆周运动的快慢,大小v=s/t(s是t时间内通过弧长),方向为质点在圆弧某点的线速度方向沿圆弧该点的切线方向 角速度:描述质点绕圆心转动的快慢,大小=/t(单位rad/s),是连接质点和圆心的半径在t时间内转过的角度.其方向在中学阶段不研究. 周期T,频率f -做圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期. 做圆周运动的物体单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数叫做频率. 向心力:总是指向圆心,产生向心加速度,向心力只改变线速度的方向,不改变速度的大小.大小注意向心力是根据力的效果命名的.在分析做圆周运动的质点受力情况时,千万不可在物体受力之外再添加一个向心力. (2)匀速圆周运动:线速度的大小恒定,角速度、周期和频率都是恒定不变的,向心加速度和向心力的大小也都是恒定不变的,是速度大小不变而速度方向时刻在变的变速曲线运动. (3)变速圆周运动:速度大小方向都发生变化,不仅存在着向心加速度(改变速度的方向),而且还存在着切向加速度(方向沿着轨道的切线方向,用来改变速度的大小).一般而言,合加速度方向不指向圆心,合力不一定等于向心力.合外力在指向圆心方向的分力充当向心力,产生向心加速度;合外力在切线方向的分力产生切向加速度. 如右上图情景中,小球恰能过最高点的条件是vv临 v临由重力提供向心力得v临如右下图情景中,小球恰能过最高点的条件是v0。三、巩固与练习1关于曲线运动的性质,下列说法中正确的是( ) A曲线运动一定是变速运动 B变速运动一定是曲线运动 C做曲线运动的物体所受合力必是变力 D做曲线运动的物体所受合力必是恒力2曲线运动的物体,在运动过程中一定发生变化的是( ) A速度大小 B速度方向 C加速度大小 D加速度方向3关于曲线运动的速度,下列说法中正确的是( ) A速度的大小与方向都时刻变化 B速度的大小一定发生变化,速度的方向不一定发生变化 C速度的大小不一定发生变化,速度的方向也不一定发生变化D速度的大小不一定发生变化,速度的方向一定发生变化4关于曲线运动,下列说法中正确的是( )A曲线运动的加速度可以为零 B曲线运动的速度大小一定变化C曲线运动的速度方向一定变化 D曲线运动的加速度一定变化5如图3-2所示,小铁球在光滑水平桌面上以速度做直线运动,当它经过磁铁附近后的运动轨迹可能是( ) A B C D6质点在三个恒力的共同作用下保持平衡状态,若突然撤去,则质点( ) A一定做匀变速运动 B一定做直线运动 C一定做匀速圆周运动 D一定做曲线运动7关于质点做瞳线运动,下列说法中正确的是( ) A曲线运动一定是变速运动 B变速运动一定是曲线运动 C某些曲线运动也可能是匀速运动 D曲线运动轨迹上任一点的切线方向就是质点在这一点的瞬时速度方向8对于两个分运动的合运动,下列说法中正确的是( ) A合运动的速度一定大于两个分运动的速度 B合运动的速度一定大于一个分运动的速度 C合运动的方向就是物体实际运动的方向 D由两个分速度的大小可以确定合速度的大小9下列说法中正确的是( ) A两个匀速直线运动的合运动的轨迹必是直线 B两个匀变速直线运动的合运动的轨迹必是直线 C两个匀变速直线运动的合运动的轨迹必是曲线 D一个匀变速直线运动和一个匀速直线运动的合运动的轨迹必是直线10红蜡块在静止玻璃管的水中由A点匀速上升到B点的位移为,若红蜡块在水平向右做匀加速直线运动的玻璃管的水中,从A点运动到D点的位移为,如图3-3所示,则( ) A B C D无法确定11小船以一定的速率垂直于河岸向对岸划去,当水流匀速时,它渡河的时间、发生的位移与水速的关系是( ) A水速小时,位移小,时间短 B水速大时,位移大,时间短 C水速大时,位移大,但时间不变 D位移大小、时间长短与水速大小无关12雨滴从高层建筑的屋檐边自由下落,遇到水平方向吹来的风,关于雨滴的运动,下列判断中正确的是( ) A风速越大,雨滴下落的时间越长 B无论风速多大,雨滴下落的时间不变C风速越大,雨滴落地的速度越大 D无论风速多大,雨滴落地时的速度不变13一条河宽80m,水流速度是,船在静水中的速度为求船渡河的最短时间是多少?此时渡河发生的位移为多大?14如图3-4甲所示,船匀速直线行驶,船的桅杆上用绳悬挂了一个重物,当绳断后,若空气阻力可忽略,相对于站在船上的观察者,重物的运动轨迹是图乙中的( )15关于平抛运动分解成水平方向和竖直方向的两个分运动,下列说法中正确的是( ) A水平方向和竖直方向都是匀速运动 B水平方向和竖直方向都是匀加速运动 C水平方向是匀速运动,竖直方向是匀加速运动 D水平方向是匀加速运动,竖直方向是匀速运动16做平抛运动的物体在空中运动的时间决定于( ) A初速度 B下落的高度 C下落的高度和初速度 D物体受到的重力17关于平抛运动,下列说法中正确的是 A不受任何外力 B速度方向不断改变,不可能是匀变速运动 C加速度方向不变、大小变化的曲线运动 D加速度不变、速度变化的匀变速曲线运动18如图3-5所示,以的水平初速度抛出的物体,飞行一段时间后,垂直地撞在倾角的斜面上则物体在空中飞行的时间是多少?()19距离水平地面高为20m的楼顶以的水平速度抛出一物体,最后落到水平地面上试求: (1)物体在空中运动的时间; (2)物体运动的水平位移20关于做匀速圆周运动的两个物体,下列说法中正确的是( ) A若它们线速度相等,则角速度一定相等 B若它们角速度相等,则线速度一定也相等 C若它们周期相等,则角速度一定也相等 D若它们稠期相等,则线速度一定也相等21质点做匀速圆周运动,则( )A在任何相等的时间内,质点的位移都相同 B在任何相等的时间内,质点通过的路程都相同C在任何时刻,质点的线速度都相同 D在任何时刻,质点的角速度都相同22关于匀速圆周运动向心加速度的方向,下列说法正确的是( )A始终指向圆心 B始终保持不变 C沿圆周的切线方向 D与线速度方向保持一致23关于角速度和线速度,下列说法中正确的是A半径一定,角速度与线速度成反比 B半径一定,角速度与线速度成正比C线速度一定,角速度与半径成正比 D角速度一定,线速度与半径成反比24甲、乙两个做匀速圆周运动的质点,它们的角速度之比为1:3,半径之比为2:3,则( )A它们的线速度之比为1:3 B它们的线速度之比为3:2C它们的周期之比为2:3 D它们的周期之比为3:125静止在地球上的物体都要随地球一起转动,则它们的( )A运动周期都是相等的 B线速度都是相同的 C线速度大小都是相同的 D角速度是不同的26时针、分针和秒针转动时,下列说法中正确是( )A时针的角速度是分针的60倍 B分针的角速度是时针的60倍C秒针的角速度是时针的360倍 D秒针的角速度是时针的720倍27半径为l0cm的转轮,每秒转5圈,则该转轮的周期为_,在转轮的边缘某点A的角速度为_,线速度为_28如图3-6所示,两轮用皮带传动,皮带不打滑,图中A、B、C三点所在处半径,则这三点的向心加速度关系是( )A B C D29如图3-7所示,一个大轮拉动着小轮转动,皮带和两轮之间不打滑,大轮的半径是小轮的2倍,当大轮的角速度为1. 2rad/s时,小轮的角速度为( )A2. 4rad/s B1.2rad/sC0. 6rad/s D0.4rad/s30同一物体分别在北京和广州随地球自转,关于它分别在两地的向心加速度,下列说法中正确的是( )A它们的方向都沿半径指向地心 B它们的方向都在平行于赤道的平面内指向地轴C北京的向心加速度比广州的向心加速度大 D北京的向心加速度与广州的向心加速度一样大31做匀速圆周运动的物体,在相等的时间内( )A通过的路程相等 B通过的弧长相等 C发生的位移相等 D转过的角度相等32向心加速度的表达式为( ) A B C D33关于向心力,下列说法中正确的是( ) A物体由于做圆周运动而产生了向心力 B向心力不改变做圆周运动物体速度的大小 C做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的 D做圆周运动的物体所受各力的合力一定是向心力34下列关于向心力的说法中正确的是( ) A向心力是一种特殊性质的力 B向心力是指向圆心方向的力,是根据力的作用效果命名的 C向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力,也可以是某个力的分力 D向心力改变物体运动的方向,有时也能改变物体运动的快慢35质量为m的物体,以速率口做半径为,的匀速圆周运动,则物体运动时的向心力为_36如图3-8所示,在匀速转动的水平转盘上,有一个相对于盘静止的物体,随盘一起转动,关于它的受力情况,下列说法中正确的是( ) A只受到重力和盘面的支持力的作用 B只受到重力、支持力和静摩擦力的作用 C除受到重力和支持力外,还受到向心力的作用 D受到重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用37当汽车行驶在凸形桥上时,为了减小汽车通过桥顶时对桥的压力,下列说法中正确的是( ) A司机应增大速度 B司机应减小速度 C司机应保持速度大小不变 D无法改变压力大小38如图3-9所示,一质量为0.5kg的小球,用0.4m长的细线拴住在竖直面内做圆周运动(),求: (1)当小球在圆周最高点速度为4m/s时,细线的拉力大小; (2)当小球在圆周最低点速度为时,细线的拉力大小39火车转弯时,若速度超过规定的速度,则( ) A轮缘对外轨的侧压力减小 B轮缘对内轨侧压力增大 C轮缘对内、外轨无侧压力 D轮缘对外轨侧压力增大40如图3 -10所示,在水平路面上转弯不打滑的汽车,其向心力是( )A汽车的重力与地面对车的支持力的合力B地面对车的静摩擦力C地面对车的滑动摩擦力D汽车的重力、地面对车的支持力、发动机牵引力的合力41汽车以的速度在水平路面上匀速行驶,汽车对路面的压力为,该汽车以同样的速率驶过半径R=40m的凸形桥顶时,汽车对桥面的压力为多大?()42如图3-11所示,汽车质量为,以不变速率先后驶过凹形路面和凸形路面,路面圆弧半径为15m如果路面承受的最大压力为汽车允许的最大速率是多少?汽车以此速率驶过路面的最小压力是多少?()43下列实验中,可在运行的太空舱里进行的是( ) A用弹簧秤测物体受的重力 B用测力计测力 C用天平测物体质量 D用水银气压计测舱内气压44关于列车转弯处内、外铁轨间的高度关系,下列说法中正确的是( ) A内、外轨一样高,以防列车倾倒造成翻车事故B因为列车转弯处有向内倾倒的可能,故一般使内轨高于外轨,以防列车倾倒 C外轨比内轨略高,这样可以使列车顺利转弯,减少车轮与铁轨间的挤压 D以上说法都不对45关于洗衣机脱水时的有关问题,下列说法中正确的是( ) A脱水桶工作时衣服做离心运动 B脱水桶工作时衣服上的水做离心运动 C离心运动的原因是受到力的作用 D离心运动是物体惯性的表现46平抛运劝是物体以一定的初速度沿_方向抛出,物体只在_作用下所做的运动,其轨迹是_47在做“探究平抛物体运动的规律”的实验中,在调整斜槽时,必须使斜槽末端切线方向水平,这样做的目的是( ) A为了使小球初速度大小每次相同 B为了使小球运动轨迹是抛物线 C为了使小球飞出时,初速度方向水平 D为了使小球在率中运动的时间每次都相等48如图3-12所示,在做“探究平抛物体运动的规律”的实验中,可以测出小球做平抛运动的初速度实验简要步骤如下: A让小球多次从同一位置由静止开始滚下,并设法用铅笔在竖直白纸上描出小球经过的一系列位置; B安装好器材,注意使斜槽末端切线要调到水平,木反要调到竖直位置,并记下斜槽末端O点和用重垂线确定过O点的竖直线;C测出曲线上某点的坐标,计算出小球做平抛运动的初速度;D取下白纸,以O为原点,以竖直线为y轴、以水平线为T轴建立坐标系,用平滑曲线画出平抛运动物体的轨迹以上实验步骤的合理顺序是_49如图3-13所示,在探究平抛运动规律的实验中,用小锤击打弹性金属片,金属锤把P球沿水平方向抛出,同时Q球被松开而自由下落,P、Q两球同时开始运动,则( ) AP球先落地 BQ球先落地 C两球同时落地D两球落地先后由小锤击打力的大小而定第二章 万有引力一、重点提炼一,万有引力定律:_公式: , G=6.6710-11Nm2/kg2二,万有引力定律的应用:1, (M为地球的质量、R为地球的半径, 由推得)2,中心天体的质量公式; (,m为卫星的质量)3,推导人造地球卫星的速度,当r = R(r为卫星的运行半径、R为地球半径)时,v=7.9103米/,称为第一宇宙速度,也可由11.2103米/秒称为第二宇宙速度;16.7103米/秒称为第三宇宙速度。通讯卫星(又称同步卫星)相对于地面静止不动,其轨道位于赤道上空,其周期与地球自转周期相同,其离地高度由=3.6107m卫星在发射时加速升高过程中,发生超重现象,进入圆周运动轨道后,发生完全失重现象。二、知识讲解(1)万有引力定律:宇宙间的一切物体都是互相吸引的.两个物体间的引力的大小,跟它们的质量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比.公式:(2)应用万有引力定律分析天体的运动 基本方法:把天体的运动看成是匀速圆周运动,其所需向心力由万有引力提供.即 F引=F向得: 应用时可根据实际情况选用适当的公式进行分析或计算.天体质量M、密度的估算:(3)三种宇宙速度 第一宇宙速度:v 1 =7.9km/s,它是卫星的最小发射速度,也是地球卫星的最大环绕速度. 第二宇宙速度(脱离速度):v 2 =11.2km/s,使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度. 第三宇宙速度(逃逸速度):v 3 =16.7km/s,使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度. (4)地球同步卫星 所谓地球同步卫星,是相对于地面静止的,这种卫星位于赤道上方某一高度的稳定轨道上,且绕地球运动的周期等于地球的自转周期,即T=24h=86400s,离地面高度一定,同步卫星的轨道一定在赤道平面内,并且只有一条.所有同步卫星都在这条轨道上,以大小相同的线速度,角速度和周期运行着. (5)卫星的超重和失重 “超重”是卫星进入轨道的加速上升过程和回收时的减速下降过程,此情景与“升降机”中物体超重相同.“失重”是卫星进入轨道后正常运转时,卫星上的物体完全“失重”(因为重力提供向心力),此时,在卫星上的仪器,凡是制造原理与重力有关的均不能正常使用. 三、巩固与练习1“地心说”认为_是宇宙的中心,其他天体都围绕_运动,“日心说”认为_是整个宇宙的中心,地球和其他天体都围绕_运动。2关于日心说被人们所接受的原因是( ) A观察到地球围绕太阳转 B科学家演示了下列模拟实验:将两端连着一大一小两个球的“哑铃”状物体旋转后放在冰面上,发现是小物体围绕大物体旋转 C以地球为中心来研究天体的运动有很多很难解释的问题 D以太阳为中心,许多问题都可以解决,对行星运动的描述也变得简单了3 16世纪,哥白尼根据天文观测的大量资料,经过40多年的潜心研究,提出“日心说”的如下四个基本观点,你认为其中不够科学的观点是( ) A宇宙的中心是太阳,所有行星都在绕太阳做匀速圆周运动 B地球是绕太阳做匀速圆周运动的行星,月球是绕地球做匀速圆周运动的卫星,它在绕地球运转的同时还跟着地球一起绕太阳运动 C因为地球一天自西向东转一周,所以地球上的人每天看到其他天体东升西落的现象 D与日地距离相比,其他恒星距离地球都十分遥远,比日地间的距离大得多4开普勒关于行星运动的描述为_定律的发现奠定了基础5太阳对地球有相当大的引力,这么长时间它们还不靠在一起的原因是 A太阳对地球的引力还不够大 B太阳对地球的引力与地球对太阳的引力,这两个力互相平衡 C太阳对地球的引力和太阳系里其他星体对地球引力的合力为零 D大阳对地球的引力不断改变地球的运动方向,使得地球绕太阳运行6下列说法中正确的是( ) A地球围绕太阳运转的向心力来源于太阳对地球的万有引力 B地球围绕太阳运转的向心力来源于太阳对地球的强相互作用力 C地球围绕太阳运转是由于太阳对地球有引力和向心力的作用 D地球围绕太阳运转是由于地球对太阳的引力比太阳对地球的引力小得多7在绕地球做匀速圆周运动的同步人造地球卫星内,有一物体,这个物体的受力情况是( ) A受到地球引力和重力的作用 B受到地球引力和向心力的作用 C物体不受任何力作用 D只受到地球引力作用8陨石落向地球是因为( ) A陨石的初速度为零,做落体运动 B陨石受到了地球对它的引力 C地球对陨石的引力大于其他天体对它的引力 D地球对陨石的引力大于陨石绕地球运动所需的向心力9关于万有引力公式,下列说法中正确的是( ) A该公式只适用于天体之间的引力计算 B当两物体间的距离趋近于零时,万有引力趋于无穷大 C两物体间的万有引力也遵守牛顿第三定律 D公式中引力常量G是牛顿测得的10如图3-14所示,我国“嫦娥一号”绕月探测卫星进入奔月轨道,在从口点向6点运动的过程中( ) A地球对卫星的引力增大,月球对卫星的引力增大 B地球对卫星的引力增大,月球对卫星的引力减小 C地球对卫星的引力减小,月球对卫星的引力增大 D地球对卫星的引力减小,月球对卫星的引力减小11若已知某行星绕太阳公转的半径为,公转的周期为T,引力常量为G,则由此可求出( ) A某行星的质量 B某行星的密度 C太阳的质量 D太阳的密度12人造卫星绕地球做匀速圆周运动,已知下列哪一组数据可以求出地球的质量( ) A卫星的轨道半径和质量 B卫星的轨道半径和周期 C卫星的质量和周期 D卫星的质量和环绕速度13某星球正在收缩,若它的质量保持不变,则在收缩过程中该星球表面重力加速度值将( ) A变大 B变小 C不变 D先变大,后变小14在1687年出版的自然哲学的数学原理一书中,牛顿曾设想在高山上水平抛出物体若速度一次比一次大,落点就一次比一次远当速度足够大时,物体就不会落回地面而成为人造卫星了,这个足够大的速度至少为(不计空气阻力)( ) A0.34km/s B7.9km/s C11. 2km/s D16. 7km/s15假设人造卫星进入轨道绕地球做匀速圆周运动,则卫星的轨道离地面越高,卫星的( ) A线速度越小,周期越小 B线速度越小,周期越大 C线速度越大,周期越小 D线速度越大,周期越大16绕地球做匀速圆周运动的人造卫星,其轨道半径增大到原来的2倍(仍做匀速圆周运动),则( ) A根据公式可知,卫星运动的线速度将增大为原来的2倍 B根据公式可知,卫星所需的向心力将减小到原来的 C根据公式可知,地球提供的向心力将减小到原来的 D根据公式和可知,卫星运动的线速度将减小到原来的17在经典力学中,物体的质量不随运动状态的改变而改变,而狭义相对论指出,质量要随物体运动速度的增大而_相对论和量子力学的出现,并不说明经典力学失去了意义,它只说明其有一定的适用范围,经典力学只适用于_运动,不适用于运动;只适用于_世界,不适用于 _世界。第三章 机械能一、重点提炼基本线索:做多少功,能量就改变多少。功是能量转化的量度。一,功和功率:1,功: 功的计算公式: 做功的两个不可缺少的因素:(1)力;(2)在力的方向上发生的位移;功是标量、是过程量。当 =时,W=0. 当 时,力对物体做负功,也说成物体克服这个力做了功2,功率:概念: _; 公式_;物理意义:_;国际单位:_;其他单位:1千瓦=1000瓦特、1马力=0.735千瓦。其他计算公式:平均功率; 瞬时功率额定功率是发动机正常工作时的最大功率;实际输出功率小于或等于额定功率。二,动能和动能定理:1,动能:概念:文字表述:_;公式表示: 性质:动能是标量.2,动能定理:_;公式表示: W=EK2EK1 ;外力对物体所做的总功等于物体受到的所有外力的功(包括各段的运动过程)的代数和。三,重力势能和弹性势能:1,重力势能:(1)重力做功的特点:重力对物体做的功只跟起点和终点的位置有关,而跟物体的运动的路径无关.(2)重力势能:EP=mgh,重力势能是标量。当物体位于所选择的参考平面(零势面)的上方(下方)时,重力势能为正直(负值).但重力势能的差值与参考平面的选择无关. 重力势能实际是属于物体和地球组成的系统.(3)重力势能与重力做功的联系:重力做的功等于物体的重力势能的减小,即WG=mgh1mgh2;如重力做负功,即mgh1mgh2,重力势能增加。2,弹性势能:四,机械能守恒定律:内容:_条件:只有重力做功,其他力不做功。表达式:EK2+ EP2= EK1+ EP1 或 二、知识讲解1.功 (1)功的定义:力和作用在力的方向上通过的位移的乘积.是描述力对空间积累效应的物理量,是过程量. 定义式:W=Fscos,其中F是力,s是力的作用点位移(对地),是力与位移间的夹角. (2)功的大小的计算方法: 恒力的功可根据W=FScos进行计算,本公式只适用于恒力做功.根据W=Pt,计算一段时间内平均做功. 利用动能定理计算力的功,特别是变力所做的功.根据功是能量转化的量度反过来可求功. (3)摩擦力、空气阻力做功的计算:功的大小等于力和路程的乘积. 发生相对运动的两物体的这一对相互摩擦力做的总功:W=fd(d是两物体间的相对路程),且W=Q(摩擦生热) 2.功率 (1)功率的概念:功率是表示力做功快慢的物理量,是标量.求功率时一定要分清是求哪个力的功率,还要分清是求平均功率还是瞬时功率. (2)功率的计算 平均功率:P=W/t(定义式) 表示时间t内的平均功率,不管是恒力做功,还是变力做功,都适用. 瞬时功率:P=Fvcos P和v分别表示t时刻的功率和速度,为两者间的夹角. (3)额定功率与实际功率 : 额定功率:发动机正常工作时的最大功率. 实际功率:发动机实际输出的功率,它可以小于额定功率,但不能长时间超过额定功率. (4)交通工具的启动问题通常说的机车的功率或发动机的功率实际是指其牵引力的功率. 以恒定功率P启动:机车的运动过程是先作加速度减小的加速运动,后以最大速度v m=P/f 作匀速直线运动, . 以恒定牵引力F启动:机车先作匀加速运动,当功率增大到额定功率时速度为v1=P/F,而后开始作加速度减小的加速运动,最后以最大速度vm=P/f作匀速直线运动。 3.动能:物体由于运动而具有的能量叫做动能.表达式:Ek=mv2/2 动能是描述物体运动状态的物理量. 4. 动能定理:外力对物体所做的总功等于物体动能的变化.表达式(1)动能定理的表达式是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的.但它也适用于变力及物体作曲线运动的情况. (2)功和动能都是标量,不能利用矢量法则分解,故动能定理无分量式. (3)应用动能定理只考虑初、末状态,没有守恒条件的限制,也不受力的性质和物理过程的变化的影响.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用时间的动力学问题,都可以用动能定理分析和解答,而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷. (4)当物体的运动是由几个物理过程所组成,又不需要研究过程的中间状态时,可以把这几个物理过程看作一个整体进行研究,从而避开每个运动过程的具体细节,具有过程简明、方法巧妙、运算量小等优点. 5.重力势能 (1)定义:地球上的物体具有跟它的高度有关的能量,叫做重力势能,EP=mgh. 重力势能是地球和物体组成的系统共有的,而不是物体单独具有的.重力势能的大小和零势能面的选取有关.重力势能是标量,但有“+”、“-”之分. (2)重力做功的特点:重力做功只决定于初、末位置间的高度差,与物体的运动路径无关.WG =mgh. (3)做功跟重力势能改变的关系:重力做功等于重力势能增量的负值.即WG =-E P . 6.弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能量. 7.机械能守恒定律 (1)动能和势能(重力势能、弹性势能)统称为机械能,E=E k +E p . (2)机械能守恒定律的内容:在只有重力(和弹簧弹力)做功的情形下,物体动能和重力势能(及弹性势能)发生相互转化,但机械能的总量保持不变. (3)机械能守恒定律的表达式(4)系统机械能守恒的三种表示方式: 系统初态的总机械能E 1 等于末态的总机械能E 2 ,即E1 =E2 系统减少的总重力势能E P减 等于系统增加的总动能E K增 ,即E P减 =E K增 若系统只有A、B两物体,则A物体减少的机械能等于B物体增加的机械能,即E A减 =E B增 注意解题时究竟选取哪一种表达形式,应根据题意灵活选取;需注意的是:选用式时,必须规定零势能参考面,而选用式和式时,可以不规定零势能参考面,但必须分清能量的减少量和增加量. (5)判断机械能是否守恒的方法 用做功来判断:分析物体或物体受力情况(包括内力和外力),明确各力做功的情况,若对物体或系统只有重力或弹簧弹力做功,没有其他力做功或其他力做功的代数和为零,则机械能守恒. 用能量转化来判定:若物体系中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化,则物体系统机械能守恒. 8.功能关系 (1)当只有重力(或弹簧弹力)做功时,物体的机械能守恒. (2)重力对物体做的功等于物体重力势能的减少:W G =E p1 -E p2 . (3)合外力对物体所做的功等于物体动能的变化:W 合 =E k2 -E k1 (动能定理) (4)除了重力(或弹簧弹力)之外的力对物体所做的功等于物体机械能的变化:W F =E 2 -E 1 4. 能量转化和守恒定律 能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,它只能从一种形式转化为别的形式,或从一物体转移到别的物体上. 三、巩固与联系1人用脚将足球踢出去时,人体内一部分化学能转化为足球的_ 能,此时能的转化是通过_过程实现的 2能的最基本性质是:不同形式的能量之间可以相互_,而且在转化的过程中能的总量保持_3下面现象中,机械能转化为内能的是( )A钻木取火 B冬天在太阳的照射下,人感到暖烘烘的C冷天里喝一杯热水,马上感到暖和 D摩擦手掌,会有热的感觉4在光滑的水平面上,分别用两个水平力由静止开始拉两个物块,使它们获得相同的动能,那么可以判定( )A.两水平拉力的大小相等 B两物块的质量相等C两物块的速度变化相等 D两水平拉力对两物块做的功相等5冲击钻是一种打孔的工具,工作时,钻头在电动机带动下不断地冲击墙壁打出圆孔,冲击钻在工作过程中( ) A有电能和机械能、内能的转化 B只有电能和机械能的转化C只有电能和内能的转化 D只有机械能和内能的转化6如图3-15所示,小车在与水平方向成角的恒力F作用下,沿水平地面向左运动一段距离,此过程中力F对小车所做的功为( )A BC D7下列说法中正确的是( )A力越大,位移越大,做的功就越多 B功的大小是由力的大小和位移的大小决定的C力很大,位移很大,这个力所做的功可能等于零D合力对物体所做的功,并不等于各分力所做功之和8以下关于功的说法中,正确的是( )A力是矢量,所以功也是矢量 B力和位移是矢量,功也是矢量C因为功有正功和负功的区别,所似功是矢量 D因为功没有方向性,所以功是标量9如图3 -16所示,斜面体固定在水平面上,小物块A与斜面体间的接触面光滑,在小物块沿斜面体下滑的过程中,斜面体对小物块的作用力( )A垂直于斜面,做功为零B垂直于斜面,做功不为零C不垂直于斜面,做功为零D不垂直于斜面,做功不为零10关于摩擦力做功,下列叙述中正确的是( )A静摩擦力一定不做功 B滑动摩擦力一定不做功C静摩擦力和滑动摩擦力都可能做正功 D滑动摩擦力一定做负功11物体在两个相互垂直的力作用下运动,力对物体做功6J,物体克服力 做功8J,则的合力对物体做功为( )A14J B10J C2J D12某同学从教学楼一楼走到二楼用了5s,这一过程中他克服重力做功的平均功率约为( )A30W B50W C D13如图3-17所示,滑轮的质量及摩擦不计,用竖直向上的力F提升原来静止的质量m =l0kg的物体,使其以的加速度匀加速竖直上升,求开始运动的3s内,力F所做的功()14下列关于功和功率的叙述中,正确的是( )A物体做功越多,功率越大 B物体做功越快,功率越大C物体做功所用时间越短,功率越大 D物体做功所发生的位移越大,功率越大15一艘轮船发动机的额定功率为,当它的输出功率等于额定功率时达到最大速度,此时它所受的阻力为,轮船航行的最大速度是 _m/s.16一物体在光滑水平面上受到水平方向10N的恒定拉力的作用,从静止开始经3s速度达到8 m/s求:(1)这一过程中,拉力所做的功;(2)第3秒末拉力的瞬时功率17起重机吊起重为的货物,以的速度匀速上升则升降机的输出功率是_W18汽车在平直公路上行驶,它受到的阻力大小不变,若发动机的功率保持恒定,汽车在加速行驶的过程中,它的牵引力F和加速度口的变化情况是( )AF逐渐减小也逐渐减小 BF逐渐增大,逐渐减小 CF逐渐减小,逐渐增大 DF逐渐增大,也逐渐增大19起重机的额定功率为60kW,起吊某一货物时的最大速度可达,则此货物的质量为()( )Al000kg B2000kg C3000kg D4000kg20小强用大小不变的水平恒力,拉着一辆小车在平直的路面上行进了一段距离,经分析可知A若路面比较光滑,拉力所做的功较小 B若路面比较粗糙,拉力所做的功较大C若小车载有货物,拉力所做的功更大 D以上三种情况下,拉力做的功一样大21如图3-18所示,汽车上坡的时候,司机必须换挡,其目的是( )A减小速度,得到较小的牵引力B增大速度,得到较小的牵引力C减小速度,得到较大的牵引力D增大速度,得到较大的牵引力22把一本质量为1.0kg的书,从距地面1.2m高的书架移到距地面2.0m高的书架,这本书的重力势能增加了( )A0. 8J B8J C D20J23关于重力势能,下列说法中正确的是( )A重力势能由重物自身所决定 B重力势能是标量,不可能有正、负值C重力做功与路径无关,所以重力势能具有绝对性D物体重力势能的增加值等于物体克服重力所做功的值24若选择不同的水平面作参考平面,则重力势能与重力势能的改变量( )A都具有不同的数值 B都具有相同的数值C前者具有相同的数值,后者具有不同数值 D前者具有不同的数值,后者具有相同数值25物体在运动过程中,克服重力做功为50J,则( )A重力做了50J的正功 B物体的重力势能一定增加了50J C重力做了50J的负功 D物体的重力热能一定减少了50J26桌面距离地面0. 8m,一质量为2kg的物体,放在距桌面0.4m高的支架上(),如图3-19所示 (1)如果以地面为参考面,计算物体的重力势能,并计算物体从支架上落到桌面的过程中,重力势能的减少量; (2)如果以桌面为参考面,计算物体的重力势能,并计算物体从支架上落到桌面的过程中,重力势能的减少量27下列运动的物体中,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跳伞运动员在空中下降 D随摩天轮做匀速圆周运劫的小孩 28如图3-20所示,用细线悬挂的小球从A点开始摆动,经过最低点B时摆线被直尺P挡住,球继续摆动至C点若不计空气阻力,下列说法正确的是( ) AA到B过程小球的机械能增加 BB到C过程小球的机械能减小 CA到C过程小球的机械能守恒 DA到C过程小球的机械能增加 29弹簧的弹性势能与下列因素有关的是( ) A弹簧的长度 B弹簧的原长 C弹簧的形变量 D弹簧的劲度系数 30动能的单位是_,符号是_ 31改变物体的质量和速度,都能使物体的动能发生变化在下面四种情况中,能使物体的动能变为原来的4倍的是( ) A质量不变,速度增大到原来的4倍 B质量不变,速度增大到原来的2倍C速度不变,质量增大到原来的2倍 D速度不变,质量增大到原来的8倍32合外力在一个过程中对物体所做的功,等于物体在这个过程中_,这个结论就叫动能定理其数学表达式为:,其中表示_,表示_,W为_33一质量为1.0kg的滑块,以4m/s的初速度在光滑水平面上向左滑行,从某一时刻开始一个水平向右的恒力作用于滑块,经过一段时间,滑块的速度方向变为向右,大小仍为4 m/s,则
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