机械能(A).doc

专题五 机械能（A）考点1：功1定义：力与该力作用点的位移的乘积叫该力的功2.定义式：W = F S cos= F cos. S 思考：该公式中各字母所代表的物理量以及该公式的使用条件，试说明？功是标量，但有正负那么正负有什么含义？（选讲）例1：质量为m的物块在拉力F作用下，从斜面底端滑上顶端，已知斜面长S，倾角，并静止在水平面上。物块与斜面间的动摩擦因数为，试分别求出物块所受各力对物块所做的功。注意: 某个力做功仅与力 F位移 S及他们间的夹角有关,而与其它外界因素无关.F例3如图所示，一质量为m物体在力F的作用以v匀速上升ts，求力F做的功？（两种方法求解）改变：若物体以加速度a匀加速上升又如何？练习： A 组1.“你挑着担,我牵着马”.有人认为:西游记中,沙僧挑担千里没有做功,八戒扶唐僧上马是做功的.你怎么看?2.放在水平光滑地面上的静止物体,受F=10N的水平向右的力推动,运动8m时突然将此力反向,但大小不变,一直把物体推回原处(即全过程总位移为0),有人用WFCos 算出此力在全过程中做的功等于零 ，你怎么看?3.有人说：“同一个力在光滑和粗糙的水平面上移动相同的位移时，在粗糙的水平面时做的功多一些，因为粗糙的水平面上还要克服阻力做功”对吗？FV3703. 如图所示,一个质量为m=2kg的物体,受到推力F=10N的作用,在水平地面上移动了距离=2m后撤去推力,物体又滑行=1.6m的距离后停止,设物体与地面间的滑动摩擦力为它们间弹力的0.2倍,取g=10m/s2.求:推力F对物体做的功全过程中摩擦力对物体所做的功推力F作用时,合力对物体所做的功思考：F撤去后，物体的运动时间t？（选讲）4若足球运动员将质量为0.5kg的足球踢出,使足球获得20m/s的速度，在水平地面上运动了40m而停止,已知踢球时运动员对球的平均作用力为100N,则人对球所做的功是（ ）A.100J B.4000J C.0J D.条件不足,无法确定 F5.如图所示,质量为m的物体静止在倾角为的斜面体上,在水平推力F作用下,使物体与斜面体保持相对静止,一起匀速通过位移.则此过程中,斜面体对物体做的总功为（ ）A.0 B.F C.mgsin D.mgcos思考：物体所受各力做的功各是多少？总功多少？7-2-16. 如图7-2-1所示，木块A放在木块B的左上端，用恒力F将A拉至B的右端第一次将B固定在地面上，F做的功为 W1；第二次让B可以在光滑的地面上自由滑动，F做的功为W2比较W1与W2的大小？7. 重20N的铁球从离地面40m高处由静止开始下落，若空气阻力是球重的0.2倍，那么该球从下落到着地的过程中，重力对小球做功为_J，空气阻力对小球做功为_J，小球克服空气阻力做功为_J，合外力做功为_J8AB如图所示，质量为m的小球用长为l的轻绳系着悬挂于天花板上。现对小球施一方向水平恒力F，使小球由位置A移到位置B，若此过程中系绳转过角。那么此过程中小球重力做的功为 ，F做的功为 ，绳子拉力做功 B 组v/ms-1t/s246O510图561.质量为2kg的物体置于水平面上,在运动方向上受到水平拉力F的作用,沿水平方向做匀变速直线运动,2s后撤去F,其运动的速度图像如图56所示,取g=10m/s2,则下列说法正确的是（ ）A.拉力F对物体做功150JB.拉力F对物体做功500JC.物体克服摩擦力做功100JD.物体克服摩擦力做功175J2. 在水平面上，一物体在水平力F作用下运动，其水平力随时间t变化的图像及物体运动的V-t图像如图7-2-3。由两个图像可知，10s内( )7-2-3A水平力F做的功为40JB克服摩擦力做的功为40JC摩擦力做的功为-40J D合力功为0考点2：力做功的性质的判断方法1： 方法2： 方法3：例如图，物块位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平地面上，从地面上看在物块沿斜面下滑的过程中， 斜面对物块的作用力 （ ）A垂直于接触面，做正功B垂直于接触面，做负功C不垂直于接触面，做功为零D不垂直于接触面，做功不为零练习 A 组1.起重机械的钢丝绳吊起一个质量为m的物体加速向上运动一段距离，作用在物体上的各个力的做功情况是（ ）A重力做正功，钢丝绳的拉力做负功，合力做负功B重力做负功，绳的拉力做正功，合力做正功C重力做正功，绳的拉力做负功，合力做正功D重力做负功，绳的拉力做正功，合力做负功2. 将质量为m的小球用轻质细线悬挂起来，让其摆动。若不考虑空气阻力，则对小球做功的情况是（ ）A.重力和弹力都对小球做 B.只有重力对小球做功C.只有线的拉力对小球做功 D.没有力对小球做功 图512rF3. 小明同学竖直上抛一块橡皮,请问橡皮在上升、下落过程中重力做功如何?空气阻力做功如何?4.如图所示,某力F大小等于10N保持不变,作用在半径r=1m的转盘的边缘上,方向任何时刻均沿过作用点的切线方向,则在转盘转动一周的过程中,力F所做的功为（ ）A.0J B.10J C.20J D.无法确定5.地球围绕太阳公转，在近日点速率最大，在远日点速率最小。试解释？6. 如图6-23-10所示，A、B叠放着，A用绳系在固定的墙上，用力F拉着B右移，用F、FAB和FBA分别表示绳对A的拉力、A对B的摩擦力和B对A的摩擦力，则( ) AF做正功，FAB做负功，FBA做正功，F不做功BF和FBA做正功，FAB和F做负功CF做正功，其他力都不做功DF对A做正功，FAB对B做负功，FBA和F对A都不做功B 组1. 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，则电梯支持力对人作功情况是 （ ）A加速时做正功，匀速时不做，减速时做负功B加速时做正功，匀速和减速时做负功C加速和匀速作正功，减速时做负功D始终做正功2. 某电场的部分电场线如图所示，A、B是一带电粒子仅在电场力作用下运动轨迹(图中虚线)上的两点，下列说法正确的是A粒子一定是从B点向A点运动B粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度C粒子在A点的动能小于它在B点的动能D电场中A点的电势高于B点的电势3在加速运动的车厢中，一个人用力向前推车厢，如图所示，人相对车厢未移动，则下列说法中正确的是（ ）A人对车不做功 B人对车做负功C推力对车做正功 D车对人做正功考点3：功率1定义： 2.分类： 3公式： 注意：发动机铭牌上是额定功率，指的是该机正常工作时的最大输出功率，并不是任何时候发动机的功率都等于额定功率。实际输出功率应在零和额定值之间取值。发动机的功率是牵引力的功率，即在P=Fv中F为发动机产生的牵引力F。例1.将一质量为m的物体从离地面h地高处自由释放,求从释放到落地重力的功率物体刚要落地时重力的功率改变：若将其一以V0抛出呢？对结论进行讨论，是巧合还是必然？练习： A 组1. 在足够长的水平桌面上静放着质量为1.5kg的小车，现对它施加一个F=4.5N的水平拉力，发现小车做加速度为2.0m/s2的匀加速直线运动。那么在加速运动的第3秒，小车所受水平拉力F的功率是（ ）A27W B18W C30W D225W2.如图所示，质量为的物体沿倾角为，长为的固定光滑斜面从顶端由静止下滑到底端，则在此过程中重力的功率为 ，滑到底端时重力的功率为 ，支持力做功的功率为 3.如图所示是健身用的“跑步机”示意图,质量为m的运动员踩在与水平面成角的静止皮带上,运动员用力后蹬皮带,皮带运动过程中受到的阻力恒定为f,使皮带以速度v匀速运动,则在运动过程中下列说法正确的是（） A.人脚对皮带的摩擦力是皮带运动的动力 B.人对皮带不做功 C.人对皮带做功的功率为fvD.人对皮带做功的功率为mgv 4.一质量为m的物块,在几个共点力的作用下静止在光滑的水平桌面上,现把其中一个水平方向的力从F突然增大到3F,保持其他力不变,则在t秒末该力的功率为( ) A. B. C. D. 5.如图4所示，质量相同的两物体处于同一高度，A沿固定在地面上的光滑斜面下滑，B自由下落，最后到达同一水平面，则A重力对两物体做的功相同B重力的平均功率相同C到达底端时重力的瞬时功率PAW1 Q1=Q2=FL Q2Q1FLABA B C D6.如图所示，质量为1kg的小石块A放在质量为4kg的长木板B的左端，长木板B放在光滑的水平地面上，小石块A与长木板B间的动摩擦因数为0.6，现在对小石块施加大小恒为10N的水平向右的拉力，当小石块A对地的位移为2m时撤去拉力。此后两者继续运动，最后小石块A刚好滑到长木板B的右端。求整个过程中小石块A的最大速度vAmax；如果求得长木板B的最大速度为vBmax=2.0m/s，求长木板B的长度L。（4.0m/s，1.67 m）7. 在光滑的地面上有一个静止的质量为M的木块，一质量为m的子弹以初速度V0水平射入木块，且陷入木块的最大深度为d，设冲击过程中木块的位移为s，子弹所受的阻力恒为f。试证明：系统机械能的损失Efd即Qfd；若Mm，则Sd；为了保证子弹不从木板中穿出，木板至少多长；8. 已知一只小球从离水平地面高H处自由下落，与水平面碰撞过程没有动能损失在空中运动过程中所受空气阻力大小始终是重力的0.2倍求：小球第一次与地面碰撞后反跳的最大高度是多高？由于空气阻力的作用，小球最终将停止在水平面上，小球在空中运动的总路程是多少？考点8：重力势能1、重力做功的特点：H 如图所示，两个质量相同的物体A和B，在同一高度处，A物体自由落下，B物体沿光滑斜面下滑，则它们到达地面时(空气阻力不计) ( ) A速率相同，动能相同BB物体的速率大，动能也大CA、B两物体在运动过程中机械能都守恒DB物体重力所做的功比A物体重力所做的功多一物体以相同大小的初速度V0分别斜向上抛，平抛，下抛，三者落地时地机械能大小小结：重力做功与路径无关，只跟物体初末位置的高度差有关。我们可以类推得到：一切与势能相关联的力（如分子力、电场力等）做功均与路径无关；一切恒力做功均与路径无关；2、重力势能（1）定义： （2）定义式：，式中h是物体相对零势能面的高度。（3）重力势能是标量，但有“+”、“-”。（选讲）（4） 我们常说“物体的重力势能5j”这种说法如何理解？思考：hLAB图55-1如图55-1所示，A、B两小物体的质量均为m，物体A放在桌面上，桌面距地面的高度为L，B球位于距桌面高为h处,关于B球重力势能的可能值及A、B两物体重力势能的比较，下面几位同学的说法是否合理？你的看法又怎样？ 同学甲：B球的重力势能值可能为mgh，A球的重力势能值可能比B球的重力势能值大同学乙：B球的重力势能值可能为-mg（h+L），A球的重力势能值一定比B球的重力势能值小同学丙：甲、两同学的说法都是错的，因为没有事先假定零势面，无法比较A、B两物体重力势能值的大小。你如何看？ 例：桌面距地面高0.8m，一物体质量为2kg ，放在距桌面0.4m的支架上，（1）以地面为零势能位置，计算物体具有的势能，并计算物体由支架下落到桌面过程中，势能减少多少？（2）以桌面为零势能位置计算物体具有的势能，并计算由支架下落到桌面过程中势能减少多少 ？并比较以上计算结果，说明什么问题？练习1.下列关于重力势能的说法正确的是（ ）A重力势能是人和物体共同具有的，而不是物体单独具有的B因高度h是相对的，可知重力势能值EP=mgh也是相对的C重力势能等于零的物体，也可能对别的物体做功D在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零E.同一物体在不同高度的物体具有的重力势能可能相同F.位于零势能参考平面以下的物体的重力势能一定小于在零势能参考平面以上的物体的重力势能abh2如图所示，桌面距水平地面高为h，a、b两均匀小球等大，质量分别为m、2m，那么下列说法正确的是（ ）Aa、b两小球在桌面上具有的重力势能值可能相等B a、b两小球在地面上具有的重力势能值可能相等C将a、b两小球从桌面移到地面的过程中，两球重力做的功可能相等D将a、b两小球从桌面移到地面的过程中，b球重力势能的变化量大于a球重力势能的变化量3.（08广东）运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程，将人和伞看成一个系统，在这两个过程中，下列说法正确的是A.阻力对系统始终做负功B.系统受到的合外力始终向下C.重力做功使系统的重力势能增加D.任意相等的时间内重力做的功相等4当物体克服重力做功时，物体的（ ）A重力势能一定减少，机械能可能不变B重力势能一定减少，动能可能减少C重力势能一定增加，机械能一定增加D重力势能一定增加，动能可能不变B 组1.一物体从某一高度自由落下，落在直立于地面的轻质弹簧上，如图所示，在A点，物体开始与弹簧接触，到B点时，物体速度为零，然后被弹回，下列说法中正确的是（ ）A物体从A下降到B的过程中，动能不断变小，重力势能不断增大B物体从B上升到A的过程中，动能不断变小，重力势能不断增大C物体从A下降到B，以及从B上升到A的过程中，速率都是先增大，后减小；从A到B重力势能减少，从B到A重力势能增加D物体在B点时，所受合力最大，弹性势能最大2. 一块质量为m的木块放在地面上，用一根弹簧连着木块，如图所示，用恒力F拉弹簧，使木块离开地面，如果力F的作用点向上移动的距离为h，则（ ）A木块的重力势能增加了FhB木块的机械能增加了FhC拉力所做的功为Fh D木块的动能增加了Fh考点9：机械能守恒1机械能（E）（1）定义： （2）大小计算： 。练习：质量为m的物体，从离桌面H处由静止下落，桌面离地h，若以桌面为参考平面，那么小球刚要落地时地机械能？2、机械能守恒定律练习：一质量为m的物体距地面地高度为h，以速度V0水平抛出，试推导出机械能守恒定律思考1：动能定理和机械能守恒定律的区别和内在联系试判断：有人说能用机械能守恒定律解的题一定能用动能定理解，对吗？能用动能定理解的题一定能用机械能守恒定律解，对吗？注意：机械能守恒是指物体运动过程中任意位置（时刻）机械能都相等思考2：机械能守恒定律不同表达形式的物理意义有何不同？3、机械能是否守恒的判断方法： 方法： 方法：例1：下列物体的运动，机械能守恒的有 A.物体做平抛运动 B.单摆的运动(不计空气阻力)C.物体在竖直平面内做匀速圆周运动D.绕地球做椭圆运动的人造地球卫星AB例2：一颗子弹水平射入之余光滑水平面上的木块A并留在A中，A、B是用一根弹性良好的轻弹簧连在一起，如图，则子弹射入木块A并压缩弹簧的整过过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统（）A机械能守恒 B机械能不守恒C仅对A、B系统机械能守恒 D无法确定练习： A 组1关于机械能是否守恒的叙述，正确的是（ ）A做匀速直线运动的物体的机械能一定守恒B做匀变速直线运动的物体的机械能可能守恒C外力对物体做功为零时，机械能一定守恒D只有重力对物体做功，物体机械能一定守恒2下列实例（均不计空气阻力）中机械能不守恒的是（ ）A斜向上抛出去一个物体，落地前在空中画出一条优美的弧线；B上端固定的竖直弹簧下端连接一个小球，小球沿竖直方向上下运动；C用长度一定的轻细绳系一小球，使之绕某点在竖直平面内做圆周运动；D一端连有一小球的长度一定的轻杆，可绕过另一端的水平轴旋转，使小球在竖直平面内做匀速圆周运动。3.下列物体中，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光滑曲面上自由运动的物体D物体以4g/5的加速度竖直向上做匀减速运动4.如图所示，一轻质弹簧竖立于地面上，质量为m的小球，自弹簧正上方h高处由静止释 放，则从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短（弹簧的形变始终在弹性限度内）的过程中，下列说法正确的是A小球的机械能守恒 B重力对小球作正功，小球的重力势能减小C由于弹簧的弹力对小球做负功，所以小球的动能一直减小D小球的加速度先减小后增大5.（08海南卷）如图，一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的O点，另一端系一小球给小球一足够大的初速度，使小球在斜面上做圆周运动此过程中，OA小球的机械能守恒 B绳的张力对小球不做功 C重力对小球不做功D在任何一段时间内，小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少6.（08广东文科基础）汽车沿一段坡面向下行驶，通过刹车使速度逐渐减小，在刹车过程中A.重力势能增加 B.动能增加C.重力做负功 D.机械能不守恒B 组1.如图竖直轻弹簧下端固立在水平地面上，质量为m的小球，从轻弹簧的正上方某一高处自由落下，并将弹簧压缩，直到小球的速度变为零，对于小球、轻弹簧和地球组成的系统，在小球开始与弹簧接触到小球速度变为零的过程中，有（ ）A小球的动能和重力势能的总和越来越小，小球的动能和弹性势能的总和越来越大B小球的动能和重力势能的总和越来越小，小球的动能和弹性势能的总和越来越小C小球的动能和重力势能的总和越来越大，小球的动能和弹性势能的总和越来越大D小球的动能和重力势能的总和越来越小，小球的动能和弹性势能的总和越来越小2.如图所示,斜面置于光滑水平地面上,其光滑斜面上有一物体由静止沿斜面下滑,在物体下滑过程中,下列说法正确的是（ ）A.物体的重力势能减少,动能增加.B.物体的机械能不变C.物体和斜面组成的系统机械能减小D.物体和斜面组成的系统机械能守恒.ABF3.如图所示，A、B两物体由同一根轻弹簧相连，放在光滑水平地面上，已知mA=2mB，A物体靠在墙壁上，现用力向左推B物体，压缩弹簧，外力做功为W，突然撤去外力，B物体将从静止开始向右运动，以后将带动A物体一起做复杂运动。在A物体开始运动以后的过程中，弹簧的弹性势能最大值为（ ）AW BW CW D无法确定考点10：机械能守恒定律的应用（注意：步骤）练习：完成第一册教材机械能守恒课后第1题例（08南充2诊）如图，竖直平面内的3/4圆弧形光滑轨道半径为R=2.5m，其A端与圆心O等高，AD为水平面，B点在O的正上方。一个质量为m=0.5kg的小球在A点正上方P点由静止释放，自由下落至A点进入圆弧轨道，从B点平抛落到C点，已知O，A，C在一条直线上，且AC=R，g=10m/s2，求：高度PA是多少？（5m）小球落到C点前瞬间，速度的大小是多少？（10m/s）小球过B点时，对轨道的作用力的大小和方向。（5N）练习 A 组1.物体以60J的初动能,从A点出发作竖直上抛运动,在它上升到某一高度时,动能损失了30J,而机械能损失了10J,则该物体落回到A处的动能为(空气阻力大小恒定)( )2.质量为1kg的质点以10m/s的初速度从斜面（足够长）底端上滑，选取斜面底端所在水平面为零重力势能面，则当它上升到最高点时机械能是 J，