第七章机械能守恒定律.doc

第七章 机械能守恒定律 学习目标学习内容知识技能过程与方法情感态度与价值观追寻守恒量1了解“追寻守恒量”这一物理学的基本观点和思想2知道动能和势能的概念1通过伽利略的斜面实验，体会他所用的科学推理方法，了解能量概念的引入过程2体会“追寻守恒量”这种变化之中抓不变的研究策略1通过了解伽利略的科学贡献，培养勇于探索、尊重事实的科学态度2调查自己周围的各种机械功率，观察自己身边的事物，激发学习兴趣3通过实验，体会理论联系实际的重要性，培养科学探究的兴趣4在实验中，培养与他人合作的精神5体会能源的开发和利用，是关系人类生存和发展的重大社会问题，树立科学的世界观、形成可持续发展的意识功1知道功的概念，知道做功的两个不可缺少的因素掌握计算功的公式WFlcosa2知道功是标量，没有方向，理裨正功和负功的物理意义1通过实例，体会功和能量的关系2通过求任意角度力的功，体会分解法的应用以及特殊与一般的联系功率1理解功率的概念，能运用进行有关的计算2知道平均功率和瞬时功率的区别，理解公式pFvcosa的意义，能用它解释现象和进行计算3知道动力机械的额定功率和实际功率1与速度、加速度的定义方式相比较，体会利用比值定义物理量的研究方法2通过控制变量讨论发动机工作的不同情景，体会P、F、v三者间的关系重力势能1了解重力做功的特点2理解重力势能的概念知道重力势能的相对性知道重力势能是地球与物体所组成的“系统”所共有的3掌握重力势能的变化和重力做功的关系在物体沿任意曲线运动的情况中，计算重力对物体做了多少功又一次用到了极限的思想，在这里进一步体会这种科学方法探究弹性势能的表达式1知道弹性势能的定义2知道弹力做功与弹性势能变化的关系在探究弹力做功表达式的过程中，体会类比法、图像法、以及极限的思想方法探究功和物体速度问的关系1了解实验要探究的内容，理解探究的思路和方法2掌握实验中平衡摩擦力的方法1体会利用实验探究物理规律的方法2通过探究功和物体速度间关系的过程，体会猜想验证、替代简化、图像法等研究方法续表学习内容知识与技能过程与方法情感态度与价值观动能和动能定理1理解动能概念会用动能的定义式进行计算2理解动能定理，掌握运用动能定理解题的一般步骤3掌握计算总功的方法1通过实验探究和牛顿运动定律的推导，得到动能定理的过程，体会理论与实验相结合的研究方法通过动能的定义，体会科学的简单美2通过例题，对比运用牛顿运动定律和动能定理解题的过程和使用范围机械能守恒定律1会推导机械能守恒定律2掌握机械能守恒定律掌握机械能守恒定律的条件，知道机械能守恒与机械能不变的区别3掌握应用机械能守恒定律的解题步骤1通过推导机械能守恒定律，加深对这个定律的认识，提高推导论证的能力2通过应用机械能守恒定律解题比较与用牛顿运动定律、运动学公式解题的优越性，体会“追寻守恒”思想的简洁实验：验证机械能守恒定律1理解实验原理、实验目的，知道实验步骤2会使用打点计时器会利用纸带测量、计算各点的速度，进而计算各点的动能3会确定重力势能的变化量1.通过实验中瞬时速度的测定，体会近似处理的方法2通过对数据处理和实验误差的分析，进一步体会机械能守恒的条件能量守恒定律与能源1了解发现能量守恒定律的历史2理解能量守恒定律的内容3了解各种能源和能量耗散通过了解能量守恒定律的发现过程，体会它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一，体会科学的和谐美 学习指导一、本章知识结构(详见下页图)二、本章重难点分析1使用功的计算式WFlcosa，须注意的问题(1)公式的适用条件：公式WFlcosa只适用于：在所研究的过程中，大小和方向均不变的恒力做功(2)某一个客观的运动，相对于不同的参考系，位移是不同的因此，对不同的参考系，同一过程中某力做功也会不同一般在中学物理中我们计算功都以地面为参考系，而不随便取其他物体为参考系例1 如图71所示，小物块位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平地面上从地面上看，在小物块沿斜面下滑的过程中，斜面对小物块的作用力( )图71A垂直于接触面，做功为零B垂直于接触面，做功不为零C不垂直于接触面，做功为零D不垂直于接触面，做功不为零(3)使用公式WFlcosa时，应注意F与l必须具备同时性，即l必须是力F作用过程中物体的位移如果力消失后物体继续运动，力所做的功，就只跟力作用的那段位移有关，跟其余的位移无关例2 一粒质量为m的钢珠从静止状态开始自由下落，然后陷入泥潭中设泥潭对钢珠的阻力为f，钢珠在空中下落的高度为h1，进入泥潭后又下落了h2，然后停住则在钢珠下落的全过程中，重力所做的功等于_，钢珠克服泥潭阻力所做的功等于_(4)功是标量，没有方向公式WFlcosa中，F和l分别指“力的大小”和“位移的大小”，a角是“力的方向和位移方向的夹角”公式中F和l均取正值W是可正可负的，W的正负完全决定于cosa的正负，也就是a的大小不过W的正负并不表示功有方向，正功和负功仅表示力的不同的作用效果当0a90时，cosa0，意味着力F对物体充当动力，使物体加速运动，力F做正功当90a180时，cosa0，意味着力F对物体充当阻力，阻碍物体运动，力F做负功2求变力做功的方法利用无限分割的思想，求变力做功如图72所示，一个物体在变力作用下做曲线运动，由O点运动到O点，我们可以把曲线分成很多小段，如图中AB小段、CD小段等，每小段都足够小，可认为是直线，且力的变化很小，可以认为是恒定的这样，对每小段来说，就可以用WFlcosa计算功所以求变力做功的方法是：把物体通过各个小段所做的功加在一起，就等于变力在整个过程中所做的功例如：物体在水平地面上沿曲线滑动，滑动摩擦力的大小不变，利用上述方法可求克服摩擦力所做的功Wfs，其中s为物体运动的路程图723平均功率与瞬时功率的计算平均功率： 瞬时功率：PFvtcosq例3 质量为0.5kg的物体，从100m高处自由下落，在下落前3s内重力对物体做功_J，前3s内重力的平均功率是_W，第3s末重力对物体做功的瞬时功率是_W例4 质量为m的物体，沿倾角为a的光滑斜面，由静止开始下滑当物体下滑了距离s时，重力做功的瞬时功率为_4汽车的两种起动方式(1)以恒定的功率起动起动过程：P恒定、v增大F减小a减小当F减小到等于f时：Fminfa0，速度不再变化，达到最大值之后汽车以nm匀速运动(2)以恒定的牵引力起动(设额定功率为P额)起动过程：F恒定、v增大P实增大P实增大到与额定功率P额相等之后汽车在恒定的P额下继续加速，牵引力F不再保持恒定：F恒定、v增大F减小a减小当F减小到等于f时：Fminfa0，速度不再变化，达到最大值，之后汽车以nm匀速运动例5 汽车发动机的额定功率为60kW，汽车的质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，所受阻力是车重的0.1倍，g10m/s2求：(1)若汽车保持额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少？(2)若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度作匀加速直线运动，这一过程通过的位移是多大？用了多长时间？5动能定理(1)在中学阶段，动能定理中的研究对象为可当做质点的单个物体它不仅适用于物体在恒力作用下的运动，也适用于物体在变力作用下的运动；不仅适用于直线运动，也适用于曲线运动(2)公式中动能的变化DEk是对一个过程中物体末态动能Ek2、初态动能Ek1相比较而言的，所以一定是DEkEk2Ek1DEk若为正值，则表示动能增大，DEk若为负值，则表示动能减小(3)W总是指在研究的过程中，物体所受到的各个力做功的代数和，也可以理解为合力对物体所做的功(4)在使用动能定理解题时，位移和速度要选择统一的参考系一般在中学物理中我们规定，都以地面为参考系(5)使用动能定理解题时的一般步骤：(a)明确研究对象(b)明确研究的运动过程，确定物体的初态动能Ek1和末态动能Ek2(c)分析物体的受力情况，判断各力是否做功，是做正功还是做负功，进一步求W总(d)根据动能定理列方程求解例6 质量为m的物体从距地面高H处自由下落(不计空气阻力)，落至地面后，陷入沙坑的深度为h求物体在沙坑中所受到的阻力(设该过程中阻力大小不变)(请你分别用三种方法求解)方法一：用牛顿定律和运动学公式求解方法二：分过程用动能定理求解方法三：全过程用动能定理求解(6)可以利用动能定理求解某个力所做的功例7 一辆汽车，质量为m，它沿平直公路以恒定功率P0由静止开始运动经过时间t，汽车达到最大速度vmax，则此过程中阻力所做的功为_若此过程汽车的位移为s，则汽车所受阻力的大小为_(设汽车所受阻力恒定)例8 如图73所示，一个质量为m的小球，用长为l的轻绳在水平拉力F的作用下，从最低点A缓慢地移到B点，此时轻绳与竖直方向的夹角为q则在这个过程中力F所做的功为多少？图736机械能守恒定律(1)机械能包括：动能、重力势能和弹性势能重力势能属于物体和地球组成的重力系统，弹性势能属于弹簧的弹力系统，所以，机械能守恒定律的适用对象是系统(2)机械能守恒的条件：在系统内，只有重力和弹力做功，其他内力和外力都不做功(3)使用机械能守恒定律解题的基本步骤：(a)明确研究对象(b)分析研究对象的受力及其做功的情况，判断是否满足机械能守恒的条件(c)确定研究过程，选择合适的零势能参考平面，分析物体在初、末状态时的动能和势能的情况(d)根据机械能守恒定律，列方程求解例9 一个物体从光滑斜面顶端由静止开始下滑，斜面的高为1m，长为2m，不计空气阻力，物体滑到斜面底端时的速度是多大？(分别用三种方法求解)方法一：用牛顿定律和运动学公式求解方法二：用动能定理求解方法三：用机械能守恒定律求解7功能关系：功是能量转化的量度(1)合力的功是物体动能变化的量度：W总DEk(2)重力的功是重力势能变化的量度：WGDEp(3)弹簧弹力的功是弹性势能变化的量度：W弹DEp弹(4)除重力和弹簧弹力以外的其他力的功是机械能变化的量度：W其他力DE例10 一台起重机沿竖直方向以加速度a吊起一质量为M的重物在上升h高度的过程中( )A物体的重力势能增加了MghB物体的动能增加了MahC物体的动能增加了M(ga)hD物体的机械能增加了M(ga)h 探究实践做一做1估算自己上楼的功率，与其他同学比一比，看看谁的功率大想一想需要测量哪些物理量，才能计算出上楼的功率2估测自行车受到的阻力骑自行车时，如果停止蹬脚蹬(设此时的速度为v0)，由于受到阻力f的作用，自行车前进一段距离s后就会停下来根据动能定理有，可得实验中需测出人停止蹬脚蹬后自行车前进的距离s，自行车和人的总质量m，以及v0初速度v0可通过以下三种方法测得：(1)在停止用力前，尽可能使自行车做匀速直线运动，通过测量时间和距离，计算出平均速度，以它为初速度v0.(2)测出自行车从停止用力到静止时前进的距离和时间，再根据匀减速运动的规律，求出初速度v0(3)停止用力时，从车上自由释放一个小石块，测出释放的高度和石块在水平方向通过的距离，即可求得初速度v0联系生活、科技与社会1观察汽车中的变速杆，咨询驾驶员，了解在什么情况下用低速挡，在什么情况下用高速挡，并从功率的角度分析一下2调查自己周围的各种机械、电器，看看它们的功率与它们的体积和耗油量(耗电量)有什么关系？想一想，它们在工作时，能量转化的情况是怎样的？3结合图74，试说明汽油燃烧时释放的化学能，能通过哪些途径转化成周围环境的内能图744查找相关资料，了解什么是常规能源，常规能源的储量与人类需求的矛盾，了解常规能源的使用与环境污染的关系了解哪些能源是清洁能源，哪些能源是可再生能源想一想1在初中物理课中，我们学过杠杆、轮轴、斜面、滑轮和滑轮组等简单机械的工作原理我们发现，使用这些机械时，有的可以省力，有的可以改变力的方向，有的可以省距离，但就是不能省功试思考这种情况和机械能守恒有何内在的联系2科学概念的力量在于它具有解释和概括一大类自然现象的能力可否尽可能多地历数能量在这方面的表现？试举出尽可能多的事例，说明不同形式的能之间的相互转化3历史上有不少人希望设计一种机器，这种机器不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功这种机器被称为永动机历史上，人们提出了很多种永动机的设计方案，经过多次尝试，做了各种努力，但永动机无一例外的归于失败想一想，这是为什么？下面是两种永动机的设计方案，分析一下设计方案一：如图75所示，有人设计了这样一台“永动机”：距地面一定高度架设一个水槽，水从槽底的管中留出，冲击一个水轮机，水轮机的轴上安装一个抽水机和一个砂轮方案的设计者指望抽水机把地面水槽里的水抽上去，这样循环不已，机器不停地转动，就可以永久地用砂轮磨制工件做功了请你分析一下，高处水槽中水的势能共转变成哪几种形式的能，说明这个机器是否能够永远运动下去图75设计方案二：如图76所示，轮子中央有一个转动轴，轮子的边缘安装着12个可以活动的短杆，每个短杆的一端装有一个铁球方案的设计者认为，右边的球比左边的球离轴远些，因此右边产生的力矩比左边的大这样轮子就会永无休止地沿着箭头所指的方向转动下去，并可以带动机器转动你认为它真会那样吗？图76读一读1衡量能量传递的尺度“本公司向贵矿提供蒸汽机，所要求的回报仅为使用此机器所耗的煤比用马完成同样的功所耗的草料节省的钱的三分之一”这是瓦特与他的同事在1770年左右首次将他们的蒸汽机做成商品时在广告中的话在与矿产主的谈判中，他们澄清了如何理解“同样的功”他们发现，机器或马所施加的力愈大，消耗的煤或草料也就愈多，而且在力的作用下运动的物体在力的方向上的位移也就愈大(将愈重的负荷从愈深的地方向上提升，蒸汽机消耗的煤就愈多但是如果不提升负荷而只是保持在原位，则不需要消耗煤)用今天的话说：蒸汽机在燃烧一定量的煤以后获得了能量，它就能完成给定数量的功；马则是吃完一定的草料经过生物过程的加工，也能够获得做功所需要的能量做功将导致做功对象的物体状态的变化；形状改变、速度大小改变或温度升高等等这些变化表明物体能量的变化功是衡量能量传递的尺度摘自“外星人”学物理22能量守恒定律的建立能量守恒定律是建立在自然科学发展的基础上的从16世纪到18世纪，经过伽利略、牛顿、惠更斯、莱布尼兹以及伯努利等许多物理学家的认真研究，使动力学得到了较大的发展机械能的转化和守恒的初步思想，在这一时期已经萌发18世纪末和19世纪初，各种自然现象之间的联系相继被发现伦福德、戴维的摩擦生热实验否定了“热质说”，把物体内能的变化与机械运动联系起来1800年发明伏打电池之后不久，又发现了电流的热效应、磁效应和其他一些电磁现象这个时期，电流的化学效应也被发现，并被用来进行电镀在生物界，证明了动物维持体温和进行机械活动的能量跟它摄取的食物的化学能有关自然科学的这些成就，为建立能量守恒定律作了必要的准备能量守恒定律的最后确定，是在19世纪中叶由迈尔、焦耳和亥姆霍兹等人完成的德国医生迈尔是从生理学开始对能量进行研究的1842年，他从“无不生有，有不生无”的哲学观念出发，表达了能量转化和守恒的思想他分析了25种能量的转化和守恒的现象，成为世界上首先阐述能量守恒思想的人美国物理学家焦耳从1840年到1878年的将近40年的时间里，研究了电流的热效应，压缩空气的温度升高以及电、化学和机械作用之间的联系，做了400多次实验，用各种方法测定了热和功之间的当量关系，为能量守恒定律的发现奠定了坚实的实验基础在1847年，当焦耳宣布他的能量观点的时候，德国学者亥姆霍兹在柏林也宣读了同样课题的论文，在这篇论文中，他分析了化学能、机械能、电磁能、光能等不同形式能量的转化和守恒，并且把这个结果跟永动机不可制造成功联系起来他认为不可能无中生有地创造一个永久的推动力，机器只能转化能量，不能创造和消灭能量亥姆霍兹在论文里对能量守恒定律作了清晰、全面而且概括的论述，使这一定律为人们广泛接受在19世纪中叶，还有一些人也致力于能量守恒的研究，他们从不同的角度出发，彼此独立地进行研究，却几乎同时发现了这一伟大的定律因此，能量守恒定律的发现是科学发展的必然结果摘自全日制普通高级中学教科书物理第一册 诊断反馈第一节 追寻守恒量1理想实验是科学研究中的一种重要方法如图77所示的是伽利略根据可靠的事实进行的理想实验和推论的示意图请在下面的空格里填入合适的内容，完成对各示意图的说明(1)如图77(1)所示，把两个斜面对接，让小球由静止开始从斜面上高为h处滚下，它将冲上第二个斜面如果没有摩擦，小球在第二个斜面上上升的最高点将与在第一个斜面上的出发点等高，决不会高一点，也不会低一点这说明有某种“东西”在小球运动过程中是不变的，物理学上将这种“东西”叫做_；(2)如图77(2)所示，如果减小第二个斜面的倾角，小球到达第二个斜面上的高度_(填“大于”、“等于”或“小于”)原来的高度h，但在第二个斜面上要通过更长的距离小球沿第一个斜面下降时，将_能转化为_能；小球沿第二个斜面上升时，又将_能转化为_能；(3)如图77(3)所示，继续减小第二个斜面的倾角，直到使它水平，小球永远不可能达到原来的高度h，只能在水平方向以_(填“恒定”或“变化”)的速度运动下去，即小球将在第一个斜面上刚向下运动时具有的_能转化为了在水平面上运动的_能图77第二节 功1物体在拉力F的作用下，沿水平面做直线运动，如图78所示已知拉力的方向与水平方向的夹角是37，拉力的大小为300N在物体移动50m的过程中，拉力F对物体做的功为_J若车受到的阻力是200N，则这个过程中，物体克服阻力做功为_J (cos370.8)图782用水平力分别推在光滑水平面上的物块和在粗糙水平面上的物块，如果推力相同，物块通过的位移也相同，则( )A推力对物块做的功一样多B在光滑水平面上推力做的功较多C在粗糙水平面上推力做的功较多D无法确定哪种情况做功较多3用起重机将质量为m的物体在竖直方向上匀速地吊起一段距离下列关于作用在物体上的各力做功情况的说法中，正确的是( )A重力做正功，拉力做负功，合力不做功B重力做负功，拉力做正功，合力做正功C重力做负功，拉力做正功，合力不做功D重力不做功，拉力做正功，合力做正功4关于功的概念，下列说法正确的是( )A物体受力越大，位移越大，力对物体做功越多B由于功有正负，所以功是矢量C摩擦力一定对物体做负功D摩擦力可能对物体做正功5某固定斜面，高3m，长5m质量为1kg的物体从斜面顶端沿斜面下滑，物体与斜面间的动摩擦因数为0.1重力加速度g10m/s2则物体从顶端滑到底端过程中，重力对物体做了多少功？滑动摩擦力对物体做了多少功？支持力对物体做了多少功？合力对物体做了多少功？(在图79中画出受力分析)图79第三节 功 率1质量60kg的人，从第1层登上大厦的第21层用了5min，如果该楼每层高3.0m，则登楼时这人克服重力做功的平均功率是(取g10m/s2)( )A0.12kWB0.36kWC0.40kWD1.2kW2升降机吊起重为1.4104N的货物，货物以0.5m/s的速度匀速上升这时升降机提升货物做功的功率是_W3质量为2kg的物体做自由落体运动，经过2s落地取g10m/s2这2s内重力所做的功是_J，重力做功的平均功率是_W，物体落地时，重力做功的瞬时功率是_W4一艘轮船发动机的额定功率为1.8105kW，在输出功率等于额定功率的情况下，轮船以最大速度航行时，所受的阻力为1.2107N，则轮船航行的最大速度是_m/s5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a的变化情况是( )AF逐渐减小，a也逐渐减小BF逐渐增大，a逐渐减小CF逐渐减小，a逐渐增大DF逐渐增大，a也逐渐增大6质量为2t的汽车，保持40kW的功率行驶，能达到的最大速度为20m/s求：(1)它以最大速度前进时，所受阻力的大小；(2)若汽车受阻力大小不变，它的速度为10m/s时加速度的大小7质量为m的物体从倾角为q 的光滑斜面顶端由静止开始下滑求：(1)物体下降的高度为h的过程中，重力做功的平均功率；(2)当物体下降的高度为h时，重力做功的瞬时功率图710第四节 重力势能1关于重力做功，下列说法正确的是( )A重力做负功，可以说物体克服重力做功B重力做正功，重力势能一定减小C重力做负功，重力势能一定减小D重力做功与物体运动的路径有关2关于重力势能，下列说法中正确的是( )A重力势能的大小只由重物本身决定B重力势能恒大于零C在地面上的物体具有的重力势能一定等于零D重力势能实际上是物体和地球所共有的3如图711所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为零，则小球落地前瞬间的重力势能为( )图711AmghBmgHCmg(hH)Dmgh4一人手托重20N的物体先竖直向下移动0.5m，接着水平移动0.5m，此过程中，重力做功为_J，物体重力势能_(填“增加”或“减少”)了_J5起重机以的加速度将质量为m的物体匀加速地沿竖直方向提升高度h求：(1)起重机钢索的拉力对物体做的功；(2)物体克服重力做的功；(3)物体的重力势能的变化量第五节 探究弹性势能的表达式1(1)首先，我们回顾一下，在运动学部分学习过的利用图像求位移的方法：图712为某物体运动的速度图像，在712甲图中，我们可知，在前20s内，物体的位移为_m；在712乙图中，我们可知，在前20s内，物体的位移为_m在这里，我们通过无限分割的思想可知，vt图像下的_可代表物体的位移图712(2)图713甲中，反映了物体受到的外力F随位移l变化的图象，由此可知，在物体发生位移10m的过程中，力F所做的功为_J图713(3)若我们在“探究弹簧弹力与伸长的关系”时，得到了图像713乙，则利用无限分割的思想可以推断，弹簧从原长伸长10cm的过程中，弹簧弹力所做功的绝对值为_J，此过程中，弹簧弹力做_(填“正”或“负”)功，弹性势能_(填“增加”或“减小”)_J2轻弹簧的劲度系数为k，一端固定，另一端用力缓慢把它由原长拉长Dl，弹簧弹力做功的绝对值为W1；继续用力缓慢把它再拉长Dl(弹簧处于弹性限度内)，弹簧弹力做功的绝对值为W2则( )图714AW1W2BW1W2CW1W2D无法确定W1、W2的大小关系第六节 探究功与物体速度变化的关系第七节 动能和动能定理1改变汽车的质量和速度，都能使汽车的动能发生变化在下面四种情况中，能使汽车的动能变为原来的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2质量为10g、以0.80km/s的速度飞行的子弹与质量为60kg、以 10m/s速度奔跑的运动员相比( )A运动员的动能较大B子弹的动能较大C二者的动能一样大D无法比较它们的动能3如图715所示，一个物体从O处自由下落，途经A、B两点已知OAAB12，物体经过A点时的动能是40J，那么，物体经过B点时的动能是_J图7154用恒力F竖直向上拉一物体，使其由地面加速上升到某一高度若不考虑空气阻力，则在此过程中( )A力F做的功等于物体动能的增量B力F做的功小于物体动能的增量C力F和重力的合力所做的功等于物体动能的增量D力F和重力的合力所做的功小于物体动能的增量5质量为100g的子弹离开枪口时的速度为400m/s，该枪枪管长0.5m设子弹在枪管中始终受到火药爆炸所产生的作用力求：(1)子弹离开枪口时的动能；(2)火药爆炸产生的作用力对子弹所做的功；(3)若将火药爆炸产生的作用力当作恒力，求此作用力的大小6一子弹射向若干块同样材料、同样厚度的固定木板，在每一块木板中子弹受阻力大小都相等若子弹以v0射穿第一块木板后速度减为0.8v0问子弹还能再射穿透几块木板？第八节 机械能守恒定律1打桩机重锤的质量是250kg，把它提升到离地面25m高处，然后让它自由落下，取地面作参考平面(取g10m/s2，不计空气阻力)(1)重锤在最高点时，重力势能Ep1_，动能Ek1_，机械能E1_(2)重锤下落10m时，重力势能Ep2_，动能Ek2_，机械能E2_(3)重锤下落到地面时，重力势能Ep3_，动能Ek3_，机械能E3_2在本节的例题(教材P71)中，是选择摆球的最低点O所在的水平面作为参考面的若我们现在选择图中的A点所在的水平面作为参考面，则(1)摆球在A点(或C点)时，重力势能Ep1_，动能Ek1_，机械能E1_(2)摆球在最低点O点时，重力势能Ep2_，动能Ek2_，机械能E2_(3)由E1E2求得v_(4)与例题的结果相同吗？你由此能得出结论：_3在下列几种运动中，遵守机械能守恒定律的是( )A雨点匀速下落B自由落体运动C汽车刹车时的运动D物体沿光滑斜面下滑4质量为m的石子从距地面高为H的塔顶以初速度v0竖直向下运动若只考虑重力作用，则石子下落到距地面高为h处时的动能为(g表示重力加速度)( )ABmgHmghCD5如图716所示，小球从高处落下碰到竖直放置的轻弹簧，在将弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于能量的叙述中正确的是( )图716A重力势能和动能之和总保持不变B重力势能和弹性势能之和总保持不变C动能和弹性势能之和总保持不变D重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变6如图717所示，一个物体从光滑曲面顶端由静止开始滑下，斜面高0.8m不计空气阻力，物体滑到斜面底端的速度是多大？(取g10m/s2)图7177一个质量为0.5kg的小球，从距地面高6m处开始做自由落体运动，小球与地面碰撞过程中损失的机械能为15J，那么小球与地面碰撞后，竖直向上跳起的最大高度是多大？(g10m/s2，不计空气阻力)8如图718所示，水平地面AB10.0mBCD是半径为R6.4m的光滑半圆轨道，O是圆心，DOB在同一竖直线上一个质量m1.0kg的物体静止在A点现用F22N的水平恒力作用在物体上，使物体从静止开始做匀加速直线运动物体与水平地面间的动摩擦因数m0.2当物体运动到B点时撤去F之后物体沿BCD轨道运动，离开最高点D后落到地上的P点(图中未画出)g10m/s2求：图718(1)物体运动到B点时速度的大小；(2)物体运动到D点时速度的大小；(3)物体落到P点时速度的大小全章练习(一)1给石块一个初速度，它在水平冰面上滑行一段距离后停下在石块滑行的过程中( )A前冲力对石块做正功，摩擦力对石块做负功B重力对石块做正功，支持力对石块做负功C重力对石块做负功，支持力对石块做正功D摩擦力对石块做负功，重力、支持力都不做功2起重机竖直向上提升货物某次提升中，质量为m1000kg的货物以a1.0m/s2的加速度由静止开始匀加速上升取g10m/s2在第1s内起重机对货物所做的功是( )A500JB4500JC5000JD5500J3大小相等的力F按如图719所示的四种方式作用在物体上，物体移动距离为x，其中力F做功最少的是( )图7194如图720，一个物体分别从高度相同、倾角不同的光滑斜面顶端由静止释放滑至底端，在这些过程中( )图720A增加的动能相同B重力做功相同C下滑加速度相同D下滑时间相同5做匀加速直线运动的物体，速度从0增大到v，动能增加了DEk1，速度从v增大到2v，动能增加了DEk2，则ADEk1DEk211BDEk1DEk212CDEk1DEk213DDEk1DEk2146两个物体在粗糙水平面上自由滑行直至停止如果它们的初动能相等，与水平面问的动摩擦因数相等，则下列说法正确的是( )A质量大的滑行距离长B质量小的滑行距离长C质量大的滑行时间长D质量小的滑行时间长7一台功率恒定的动力机器，竖直提升一个质量为1.0103kg的重物时，重物最大速度为1.0m/s若用这台机器竖直提升另一个质量为2.0103kg的重物，取g10m/s2，则重物最大速度为_m/s8一辆电动自行车的铭牌给出了如下的技术参数：规 格后轮驱动直流永磁毂电动车车型26电动自行车额定输出功率120W整车质量30kg额定电压40V最大载重120kg额定电流3.5A质量M70kg的人骑电动自行车沿平直公路行驶，所受阻力是人和车总重量的k0.02倍，取g10m/s2，仅以车的额定功率提供动力求：(1)人骑此车行驶的最大速度；(2)当车行驶的速度v1.0m/s时，车的加速度大小9额定功率为80kW的一辆汽车在水平公路上的最大行驶速度可达20m/s若汽车由静止开始起动后做匀加速直线运动，加速度为2m/s2，汽车在运动中阻力不变，汽车的质量为2103kg，求：(1)汽车在运动中阻力的大小；(2)汽车做匀加速运动的最大速度；(3)汽车做匀加速运动的时间；(4)汽车在3s末的瞬时功率10一弹性球质量为m，从高h处落下又弹起，由于有空气阻力的作用，每次弹起的高度都比上一次小设空气阻力的大小恒为f，不计球碰地时的能量损失，则直到小球停下时，它在空中通过的总路程为多少？(重力加速度为g)11如图721所示，质量为m的物块，从高为h的斜面顶端由静止开始下滑，最后停在水平面上的B点若改以初速度v开始沿斜面下滑，则停止在水平面上的C点已知ABBC求：图721(1)物体在BC段克服摩擦力做的功；(2)物体在斜面上克服摩擦力做的功全章练习(二)一、单选题1下列情况中，物体的机械能一定守恒的是( )A物体所受的合外力为零B物体不受摩擦力C物体受到重力和摩擦力D物体只受重力2当重力对物体做正功时，物体的( )A重力势能一定增加，动能一定减少B重力势能一定减少，动能一定增加C重力势能一定减少，动能不一定增加D重力势能不一定减少，动能不一定增加3如图722所示，斜面体和小物块一起以速度v水平向右做匀速直线运动，通过一段位移x在这个过程中，小物块受到的力对它做功的情况是( )图722A摩擦力做正功，支持力做正功B摩擦力做正功，支持力做负功 C摩擦力做负功，支持力做正功D摩擦力做负功，支持力做负功 4物体自由下落过程中，速度由零增加到5m/s和由5m/s增加到10m/s的两段时间内，重力做功的平均功率之比为( )A11B12C13D145木箱以一定的初速度沿粗糙斜面下滑，木箱的速度逐渐减小，这表明( )A摩擦力对木箱做正功B合力对木箱做正功C木箱的动能减小，机械能减少D木箱的重力势能减小，机械能守恒6某人在高h处抛出一个质量为m的物体，不计空气阻力，物体落地时速度为v，则人对物体所做的功为( )AmghBCD7质量为m1.0kg的物体在竖直向上的拉力作用下由静止开始向上运动，经过一段时间后物体的速度为2.0m/s不计空气阻力，取g10m/s2在这段时间内( )A合力对物体做功为2JB拉力对物体做功为2JC克服重力做功为2JD物体的机械能守恒8下列说法正确的是( )A物体受到的合力不为零，物体的动能一定增加B物体受到的合力不为零，物体的机械能一定增加C合力对物体做正功，物体的动能一定增加D合力对物体做正功，物体的机械能一定增加二、多选题9一物块由静止开始从粗糙斜面上的某点加速下滑到另一点在此过程中( )A重力对物块做的功等于物块动能的增加量B重力对物块做的功等于物块重力势能的减少量C重力和摩擦力做功之和等于物块动能的增加量D物体克服摩擦力做的功等于物块重力势能的减少量10竖直向上抛出的物体，运动中受到空气阻力作用，则( )A物体上升过程机械能减小B物体上升过程机械能增加C物体下落过程机械能减小D物体下落过程机械能增加11如图723所示，一个质量为m的物体以某一速度从A点冲上一个倾角为30的斜面，物体在斜面上运动的加速度大小为a，上升的最大高度为h则在这过程中( )图723A物体的重力势能增加了mghB物体的重力势能减小了mghC物体的动能减小了mghD物体的动能减小了2mah12如图724所示，下落的小球从A处开始接触弹簧，到达B处将弹簧压缩到最短，在小球由A运动到B的过程中( )图724A小球的动能逐渐减小，弹簧弹性势能逐渐增加B小球的动能逐渐增加，弹簧弹性势能逐渐减少C小球的重力势能逐渐减小，弹簧弹性势能逐渐增加D小球的动能先增大后减小，重力势能逐渐减小三、填空题13如图725所示，物体沿斜面匀速下滑，在这个过程中物体的动能_，重力势能_，机械能_(填“增加”、“不变”或“减少”)图72514用200N的拉力将地面上的一个质量为10kg的物体提升10m(取g10m/s2，不计空气阻力)拉力对物体所做的功是_J；物体被提高后具有的重力势能是_J(以地面为零势能参考面)；物体被提高后具有的动能是_J15一个质量为0.5kg的小球，从距地面高5m处开始做自由落体运动，与地面碰撞后，竖直向上跳起的最大高度为4m，小球与地面碰撞过程中损失的机械能为_J(取g10m/s2，空气阻力不计)16当汽车沿水平直路以60km/h的速率匀速运动