【新会考丛书】高中物理 （知识梳理+例题解析+检测卷）第七章 机械能及其守恒定律 新人教版必修2.doc

第七章 机械能及其守恒定律知识梳理：一追寻守恒量1、能量的概念2、动能：物体由于运动而具有的能量。势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。二功1、功与能量变化的关系：如果物体在力的作用下能量发生了变化，那么这个力一定对物体做了功。2、做功的两个不可缺少的因素：力和物体在力的方向上发生的位移。3、功的定义：力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。功是标量。计算式：w=flcos 单位：焦耳，j。4、正功和负功（1）当时，。表示力f不做功；（2）当时，。表示力f做正功；图必218（3）当时，。表示力f做负功，力f做负功往往说成“物体克服力f做功”。5、用公式w=flcos计算恒力功三功率1、功率：功w跟完成这些功所用时间t的比值。定义式：p=w/t 单位：瓦特w2、额定功率：动力机械在正常条件下可以长时间工作的最大功率。3、功率与速度：p=fv四重力势能1、重力做功的特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关。2、重力势能的表达式： 单位：焦耳，j。3、重力做功与重力势能改变的关系：表示物体在初位置的重力势能，表示物体在末位置的重力势能。4、重力势能的相对性：重力势能的数值与选择的参考平面有关。5、重力势能是系统所共有的。五探究弹性势能的表达式1、弹性势能：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有的势能。2、弹力做功与弹性势能变化的关系：弹力所做的功等于弹性势能的增加。3、变力功计算的思想方法：把拉伸弹簧的过程分为很多小段，拉力在每小段可以认为是恒力，它在各段做功之和可以代表拉力在整个过程做的功。功的大小可以等于图象下一个梯形的面积。六实验：探究做功与物体速度变化的关系1、探究中需测定的物理量：弹力做功大小和小车速度大小2、弹力做功大小与橡皮筋条数成正比，并且以一根橡皮筋所做的功为功的单位3、平衡摩擦力的方法：木板倾斜，小车刚好能匀速下滑。4、速度测量点的选择及计算，并用图象研究w与v关系七动能和动能定理1、动能的表达式： 单位：焦耳，j。2、动能定理：力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。数学表达式：八机械能守恒定律1、动能和势能的相互转化2、机械能守恒定律的条件和内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。表达式：九实验：验证机械能守恒定律1、验证机械能守恒定律：2、需要测量的物理量：物体下落的高度即纸带上某两点间的距离和这两点的瞬时速度。3、瞬时速度的计算：做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度，等于相邻两点间的平均速度。十能量守恒定律与能源1、能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。2、能源和能量耗散例题解析：例题：如图必219所示，光滑1/4圆弧的半径为0.8m，有一质量为1.0kg的物体自a点从静止开始下滑到b点，然后沿水平面前进4.0m，到达c点停止.g取10m/s2，求：图必219（1）物体到达b点时的速率；（2）物体在沿水平面运动的过程中克服摩擦力做的功；（3）物体与水平面间的动摩擦因数.分析和解：（1）由于圆弧光滑，物体自a点从静止开始下滑到b点过程中只有重力做功，由机械能守恒定律 得：（2）物体在沿水平面运动的过程中克服摩擦力做功，动能减小，由动能定理物体克服摩擦力做功为8j。（3）由功的定义可知： 检测卷：一、选择题（每小题均只有一个正确答案）abhh图必2201如图必220所示，在伽利略的斜面实验中，小球从斜面a上某一点由静止开始滚下，然后滚上一对接的斜面b。无论斜面b比斜面a陡些或缓些，小球最后总会在斜面上的某点速度为零，这点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度相同。这一事实表明，在这个运动过程中，有一量是守恒的，这个量叫做（ a ）a能量 b速度 c功 d 质量图必2212如图必221，几个斜面都光滑，它们的高度相同，倾角不同。完全相同的小球沿斜面由静止从顶端运动到底端。下面说法中正确的是（ c ）a三个小球滑到底端时的速度相同b三个小球滑行的时间相等c三个小球滑到底端时的动能相同d三个小球所受重力做功不相等3如图必222所示，质量为m的小球从光滑曲面上滑下，当它到达高度为的位置a时，速度的大小为；当它继续滑到高度为的位置b时，速度大小为。则对于这个过程，下面的计算式中正确的是（ a ）图必222abc d图必2234在如图必223所示的“蹦极跳”运动中，质量为m的游戏者身系一根长为l、弹性优良的轻质柔软橡皮绳，从高处由静止开始下落1.5l时到达最低点，若在下落过程中不计空气阻力，则以下说法正确的是 ( a )a游戏者速度先增大后减小 b游戏者加速度先不变后减小c游戏者动能增加了mgl d游戏者重力势能减小了mgl图必2-245如图必2-24所示，静止于水平地面的车厢内，一个人用力向前推车厢，若人与车始终保持相对静止，则以下结论中哪个是正确的( c )a人对车厢作正功 b车厢对人作正功c人对车厢不作功 d条件不足，无法确定6汽车发动机的转动通过变速箱中的齿轮传递到车轮上，转速比可以通过变速杆来改变。发动机输出功率不能无限制地增大，所以汽车上坡时必须“换档”，图必2-25如图必2-25所示。有关汽车上坡“换档”动作，下列说法正确的是（ c ）a换高速档，增大牵引力 b换高速档，减小牵引力c换低速档，增大牵引力 d换低速档，减小牵引力7某人用一水平力f先后两次拉同一物体，第一次使物体沿光滑水平面前进s，第二次使物体沿粗糙水平面也前进s，若两次人做的功分别为w1、w2，功率分别为p1、p2，则它们的大小关系为（ b ）aw1=w2 p1=p2 bw1=w2 p1p2 cw1w2 p1p2 dw1w2 p1=p2图必2-268如图必2-26所示，质量为m的小球高出课桌h1，课桌高为h2，小球从a处由静止被释放沿竖直线下落，忽略空气阻力作用。则小球由a处下落到课桌面高度过程中（ d ）a若以桌面为参考平面，小球机械能减少了mgh1b若以桌面为参考平面，末位置小球的机械能为0c若以地面为参考平面，末位置小球的机械能为mgh2d若以地面为参考平面，末位置小球的机械能为mgh1+mgh2图必2-279如图必2-27所示，在“探究功与物体速度变化的关系”实验中，为了保证橡皮筋做的功等于总功，必须采取的步骤是“平衡摩擦力”。那么，在平衡摩擦力操作时，下列步骤中正确的是（ c ）a让木板保持水平状态b小车运动时，纸带不需要穿过打点计时器c是否已经“平衡摩擦力”可以用眼睛目测小车是否做匀速直线运动d本操作要让小车在橡皮筋的牵引下运动10在下列几种运动过程中，机械能守恒的是（ b ）a沿粗糙斜面匀速下滑的物体 b做自由落体运动的小球c在空中匀速下落的雨滴 d在水平路面上做减速滑行的汽车图必2-2811质量是500g的足球被踢出后，某人观察它在空中的飞行情况，估计上升的最大高度是10m，在最高点的速度为20m/s，如图必2-28所示。则此人就可以推断出运动员对球做的功最接近（ b ）a100j b150jc200j d250j图必22912为节约能源，地铁车站站台建得高些，车辆进站时要上坡，出站时要下坡，如图必229所示。设站台高度为2m，进站车辆速度为28.8km/h，车冲上站台后刹车停下。问当车开启并出站时，由于站台的这种设计，车子上坡时的能量中有百分之多少可以被下坡时重新利用（ a ）a63% b18%c41% d36%13在“探究功与物体速度变化的关系”实验中，某同学得到了如图必230所示的一条纸带，上面的点迹为“中间疏，两头密”，出现这种情况的可能原因是( a )图必230a木板是水平放置的b木板的倾斜程度太大图必231c橡皮筋没有从同一位置释放d电源频率不稳14如图必231所示，一个小球从由静止落向一竖直放置的弹簧，直至将弹簧压缩到不能再压缩为止。已知整个过程弹簧都处在弹性限度以内，则下列说法中正确的是（ d ）a整个过程小球的机械能守恒b小球速度最大时，弹簧的弹性势能最小c小球从一接触弹簧开始就立刻做减速运动d整个过程小球的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能图必2-32f二填空题15如图必232所示，劲度系数为k的轻质弹簧一端固定，另一端与物块拴接，物块放在光滑水平面上。现用外力缓慢推动物块，将弹簧压缩了长度l，求在此过程中外力所做的功 。（试用图象法求解）16在“探究功与速度变化关系”实验中，小车先后经历了变速和匀速阶段，纸带上的点距并不都是均匀的，应该采用 匀速 阶段（填“变速”或“匀速”） 的测量点来计算小车的速度，探究过程中，我们 不需要 测出橡皮筋做功的具体数值。（填“需要”或“不需要”）图必2-3417在用自由落体运动做“验证机械能守恒定律”实验中，用天平称得重物的质量为图必2-33，所用电源的频率为50hz，某同学通过正确的实验操作得到了一条理想的纸带。纸带上打出的点如图必2-33所示（纸带上的o点是第一个打印点，a、b、c、d、e分别是每打两个点的时间作为计时单位取的记数点，图中数据单位为mm），已知当地的重力加速度。选择b点为初始点，d点为终点，则从打下b点到打下d点的过程中，重物的重力势能的减少量为0.933j；重物动能的增加量为0.909j。（保留三位有效数字）三计算题18如图必2-34所示，把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆，摆长为，最大偏角为。试求小球运动到最低点的速度大小。19某汽车发动机的额定功率为60kw，在水平路面上行驶时受到的阻力为2000n，求发动机在额定功率下汽车匀