必修2机械能复习.doc

江苏省海门实验学校高一物理组期末复习系列讲义（三） 8 2012-6-29期末复习（二）必修二 第七章机械能复习【知识梳理】一、功1、意义：是力对空间（位移）的积累效应。2、数值：功=“力”“力的方向上的位移”=“位移方向上的分力”“位移” 即 3、正、负功：由的大小决定。表示“动力功”、“阻力功”；表示“能量增加”、“能量减少”。力对物体做负功，也叫做物体克服这个力做功（取绝对值）。4、总功：“总功”=“合力功”=“各分力功的代数和”=“动能的增量” 即 二、功率：1、意义：表示力做功的快慢。2、数值：功率 = 单位时间内做的功 =“力”“力的方向上的速度”=“速度方向上的分力”“速度” 即3、平均功率与瞬时功率：上式计算的一般是平均功率，当为瞬时速度时计算的是瞬时功率。4、机车启动的两种方式：（1）以恒定功率启动： 由于m、P、f为定值，所以机车做加速度减小的加速运动，最大速度为： 。（2）以恒定加速度启动： 由知，当m、f一定时，要a恒定，则F为恒力。匀加速运动过程中，由知，。 当后，即机车做加速度减小的加速运动，最大速度为： 。 匀加速运动的时间为：三、能1、意义：反映物体做功的本领。2、基本形式：机械能、内能、电能、光能、核能和化学能等。3、机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。四、功和能的关系1、基本关系：功是过程量，能是状态量。功是能的转化的量度2、具体关系：（1）动能定理：合外力对物体做的功，等于物体动能的增加量。即 （2）重力做功与重力势能变化的关系：重力做功等于重力势能减少的量。即（3）机械能守恒定律：在只有重力和弹簧弹力做功的情形下，物体的动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。即，当时，即 或，即或（4）功能原理：除重力（和弹簧弹力）之外的其他的力做的功等于物体机械能的增加。 即【例题分析】例1（巩固功和功率的基本计算）质量m10kg的物体，在倾角37，长L8.0m的斜面顶端由静止开始滑下，物体与斜面间摩擦系数为0.5。求：（1）物体滑到斜面底端的过程中重力所做的功。（2）物体滑到斜面底端的过程中摩擦力做的功。（3）物体到达底端时的重力的即时功率。课堂练习：1一小球做自由落体运动，在第1秒内重力做功W1，在第2秒内重力做功W2；第1秒末重力的即时功率P1，第2秒末重力的即时功率P2。则W1:W2_，P1:P2_。2如图所示，固定在地面上的斜面，h6m，s8m，F20N的水平力，将G10N的木块由斜面底端推到顶端，木块受的摩擦力f5N。此过程中，F对木块做功_J，合力对木块做功_J。3一质量为的物体以速度V0在光滑平面上向右运动，现有一个大小为的向右的水平恒力作用在这个物体上，当这个水平恒力做功的功率为时，则该水平恒力的作用时间为：（ ）AV0/F； BP/F2； C(PFV0)/F2； D(PFV0)/F2。4一台拖拉机的额定功率是1.5104W，运动中的阻力恒为1.0103N，它的最大行驶速度是_m/s；如果它以5m/s的速度匀速行驶，发动机的实际功率是_W。 例2（巩固机车功率问题）一辆汽车的质量为m=2000kg，其最大功率为80kw，其行驶时所受到的摩擦力恒为车重的0.2倍。现在汽车在笔直的马路上由静止开始做加速度为0.5m/s2的匀加速直线运动，经过一段时间汽车的功率达到最大以后，一直保持不变。则：(1)汽车做匀加速直线运动能够持续的时间；(2)定性描述汽车接下来的运动；(3)接(1)和(2)，汽车由静止开始运动直到最后匀速，一共经历了100秒，则汽车在100秒内的位移是多少？课堂练习：1、一台拖拉机的额定功率是1.5104W，运动中的阻力恒为1.0103N，它的最大行驶速度是_m/s；如果它以5m/s的速度匀速行驶，发动机的实际功率是_W。2、（多选）一辆质量为m的汽车，起动后发动机的功率P保持不变，行驶t秒前进距离s，达到最大速度若行驶中汽车受到的摩擦阻力恒为f，则秒内发动机做的功为 （ ）3、电动机通过一绳子吊起质量为8kg的物体，绳子能承受的最大拉力为120N，电动机的额定功率为1200W，要将此物体由静止起用最快的方式吊高90m(已知此物体在被吊高接近90m时开始以最大速度匀速上升)，求（1）物体匀速上升时的速度Vm是多少？（2）吊高90m所需的时间为多少？例3、（巩固动能定理及其他功能关系）如图，AB为粗糙的长直轨道，与水平方向的夹角为370，BCD为光滑曲线轨道，两段轨道在B处平滑连接。B、C、D三点离水平地面的高度分别为h1=0.50m，h2=1.75m和h3=1.50m。一质量m=0.20kg的小环套在轨道AB上，由静止释放，经过t=1.2s到达B点，速度vB=6.0m/s。求：（sin370=0.6，cos370=0.8,g取10m/s2）(1) 小环沿AB运动的加速度a的大小；（2）小环沿AB运动时所受摩擦力Ff的大小；DABC小环370h1h3h2(3)小环离开轨道D处时速度v的大小。（4）若使小环以最小速度落地，求小环在AB上释放处离地的高度h。x /mFx/N1234544O课堂练习：1、质量为m=2.0kg的物体从原点出发沿x轴运动，当x0时物体的速度为4.0m/s。作用在物体上的合力F随位移的变化情况如图所示。则在第1个1m的位移内合力对物体做的功W_J；在x0至x5.0m位移内，物体具有的最大动能是_J。2、一质量为m的物体从静止开始以的加速度下落h，则 ( )（A）重力做功mgh/2 （B）合力做功mgh （C）机械能增加了mgh/2 （D）重力势能减少mgh3、一物体沿倾角为的斜面从底端以速度v1向上滑去，滑至某一高度后又返回底端时的速度为v2，且v2v1，则物体沿斜面上滑的距离为_，物体与斜面间的滑动摩擦系数为_。4、质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t0开始，将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上，在tt1时刻力F的功率大小是_，此时木块的动能大小为_。5、如图所示，半径R20cm竖直放置的圆轨道与平直轨道相连接。质量m50g的小球A以一定的初速度由直轨道冲上圆轨道，并沿圆轨道内侧冲上去，若A经过N点时的速度V4m/s，A经过轨道最高点M时对轨道的压力为0.5N，则A由N到M的过程中重力做功为_J，克服阻力做的功为_J。 6、（多选）如图所示，一个滑雪运动员从左侧斜坡距离坡底8m处自由滑下，当下滑到距离坡底s1处时，动能和重力势能相等（以坡底为参考平面）；到坡底后运动员又靠惯性冲上斜坡（不计经过坡底时的机械能损失），当上滑到距离坡底s2处时，运动员的动能和重力势能又相等，上滑的最大距离为4m关于这个过程，下列说法中正确的是： ( ) （A）摩擦力对运动员所做的功等于运动员动能的变化（B）重力和摩擦力对运动员所做的总功等于运动员动能的变化（C）s14m，s22m （D）s14m，s22m例4、（巩固机械能守恒定律及其应用）滑板是年轻人十分喜欢的极限运动，现有一场地形状如图所示，场地对滑板的阻力非常小，可以忽略，g取10m/s2。求：（1）一人以4m/s的速度从4m的高台滑下，此人到1.6m高台处的速度大小；（2）若他从B处飞出后所能到达的最大离地高度；（3）若他从1.6m高台开始下滑，为能到达4m高台，下滑的最小速度。4m1.6mAB课堂练习：1、在下面列举的各个实例中，除A外都不计空气阻力，哪些情况机械能是守恒的：A跳伞运动员带着张开的降落伞在空气中匀速下落时；B被抛出的手榴弹在空中飞行时；C物体在拉力作用下沿着光滑的斜面匀速上升时；（如图甲所示）D对光滑水平面上的小球和轻质弹簧而言，在小球碰到弹簧上把弹簧压缩及又被弹簧弹回来的过程中。（如图乙所示）2、两个质量不相等的小铁块A和B，分别从两个高度相同的光滑斜面和光滑圆弧斜坡的顶端由静止开始滑向底部，如图所示，则下面说法正确的是 ( )（A）下滑过程中重力所做的功相等 （B）它们到达底部时动能相等 （C）它们到达底部时速率相等 （D）它们的机械能都相等 3物体做下列几种运动，其中遵守机械能守恒的是 ( )（A）自由落体运动 （B）在竖直方向做匀速直线运动（C）在水平面内做匀变速直线运动 （D）在竖直平面内做匀速圆周运动（多选）4如图所示，A、B两球质量相同，悬线长度，将它们的悬线都拉至同一水平位置后，无初速释放，则两小球摆到最低点时：（取同一零势能参考面）A两球机械能相等； B两球加速度相等；C两悬线拉力相等； D两球角速度相等。（多选）5质量为的物体，在距地面高处以/的加速度由静止竖直下落到地面，下列说法中正确的是：A物体的重力势能减少mgh/3； B物体的机械能减少2mgh/3； C物体的动能增加mgh/3； D重力做功mgh。6、一质量不计的直角形支架两端分别连接质量为m和2m的小球A和B，支架的两直角边长度分别为2L和L，支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动，如图所示，开始时OA边处于水平位置，由静止释放。(1)求A球的最大速度；(2)以B球所在初始位置为零势能面，求B球的最大重力势能。例5、（巩固动能定理或机械能守恒定律与竖直面圆周运动相结合的问题）游乐园里过山车原理的示意图如下所示。设过山车的总质量为m400kg（可视为质点），由静止开始从高为h38.8m的倾斜轨道顶端A点开始下滑，到半径为r14.4m的圆形轨道最高点B时恰好对轨道没有压力。求：（1)过山车到达B点时的速度大小、(2)过山车从A到B过程中克服摩擦力所做的功W课堂练习：1、如图所示，光滑水平面AB与竖直面的半圆形导轨在B点相连接，导轨半径为R，一个质量为m的静止的木块在A处压缩