新功与机械能讲义

1、中小学1对1课外辅导专家功与机械能1龙文教育教务管理部中小学1对1课外辅导专家#龙文教育教务管理部中小学1对1课外辅导专家教学目标掌握功的概念、机械能守恒与动能定理的运用重点、难点动能定理与机械能守恒定律的理解与应用#龙文教育教务管理部中小学1对1课外辅导专家#龙文教育教务管理部中小学1对1课外辅导专家教学内容知识达标:一、功1.做功的两个必要因素；和；恒力做功的表达式2功是标量，但是有正功也有 ;当力与位移之间夹角小于90° 力对物体做；当力与位移之间夹角于 90°时力对物体当力与位移之间夹角大于 90°时；力对物体做功，对于这种情况我们还常说成，3、 擦力做功

2、问题 无论是静摩擦力还是滑动摩擦力做切都分分为三种情况正功、负、功、不做功请各举一例4、 作用力与反作用力做切没有 必然的联系例1:两个互相垂直的力 Fi和F2作用在同一物体上，使物体运动，物体通过一段位移时，力Fi对物体做功4J,力F2对物体做功3J,则力Fi和F2的合力对物体做功为A. 7J B. 2J C. 5J D. 3.5Jm=10kg的物体,(g 取 10m/s2)以大小为a=2m/s5、合力做的功=例2:如图，滑轮和绳的重力及摩擦不计，用力F提升原来静止的质量为 的加速度匀加速上升。求 前3秒内力F做的功；第3秒末力F的功率.、功率1物理意义是用来描述的物理量2公式；W(I) P

3、 于计算功率t(2) pFvcos当V为时.P为平均功率。当 V为时.P为瞬时功率3机车的两种特殊运动(1) 机车以恒定功率运动；设运动过程中所受阻力f不变.由于功率 P=.当速度开始增大时.牵引力F.根据牛顿第 定律 a=.机车的加速度；当其加速度等时 机车的速度达至y .以后机车将做 运动机车的最大速度 Vm=(2) 机车以恒定加速度 a起动：机车以恒定加速度 a起动后，开始牵引力 牵引机车做 运动此时机车的功率随速度的增大而当其速度增大到某一值 v时.功率达到最大值 P.此时有=ma。，若以后再使其速度增加， 由于机车的功率 ，机车的牵引力将 ，从而加速度 直至加速度 ,速度达到最大.以

4、后将做 运动 机车做匀速直线运动的速度 Vm=。试画出上面两种运动的 v t图象vvJktt例.汽车发动机的额定功率为 60kW，汽车质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，g取10m/s2,问：(1)汽车保持额定功率从静止启动后能达到的最大速度是多少？(2)若汽车保持0.5m/s2的加速度做匀加速运动，这一过程能维持多长时间？三、功和能动能定理1.动能：物体由于而具有的能量叫动能.表达式动能是(状态，过程)量。动能也是(标.矢)量2 .动能定理.内容：表达式：3. 功和能的关系：是变化的量度。(1) 合力做功是变化的量度，合力做的功等于能的增量。(2) 除重力和弹簧弹力以外

5、其它力做功是变化的量度，其它力做的功等于能的。(3) 重力做功是 变化的量度，重力做的功等于能的。(4) 电场力做功是变化的量度，电场力做的功等于能的。(5) 滑动摩擦力做的功是变化的量度，即：Q = fd(只能对系统)四、机械能守恒1.重力做功的特点与无关.只取决于2重力势能；表达式 (1) 具有相对性.与的选取有关.但重力势能的改变与此 (2) 重力势能的改变与重力做功的关系.表达式重力做正功时.重力势能 .重力做负功时.重力势能 .3 .弹性势能；发生形变的物体，在恢复原状时能对，因而具有 这种能量叫弹性势能。弹性势能的大小跟有关4 .机械能.包括、.、.研究对象：物体与地球组成的系统(

6、或物体与弹簧组成的内容：在只有重力和弹簧弹力对物体做功的情况下，物体的动能和势能可以相互转化，物体机械能总量保持不变。使用条件(判断方法)：只受重力或弹力；除重力或弹力外，其它力不做功;除重力或弹力外，其它力做功的代数和为零。3龙文教育教务管理部中小学1对1课外辅导专家#龙文教育教务管理部中小学1对1课外辅导专家例如图所示，木块 A放在木板B的上表面左端，现用水平恒力 F将A拉至B的右端，已知A、B间的摩擦力 大小为f,第一次将木板 B固定在地面上，f对A做功的数值为 Wi,在此过程中产生的热量为 Qi;第二次木板B可 以在光滑水平地面上自由滑动，这一次 f对A做的功数值为 W2，此过程中产生

7、的热量为 Q2，则：（ ）A、Wl<W2，Q1=Q2B、Wl=W2，Q1=Q2C、Wl<W2，Q 1<Q2D、Wl=W2，Q1 <Q2例1 :分析下列情况下机械能守恒的是A. 跳伞运动员从空中匀速下落过程2B. 物体以8m/s在空中下落过程C. 物体作平抛运动过程D. 物体在细线拉力作用下沿光滑斜面上滑过程例2:下列情况中，物体的机械能有可能不变的是A. 物体所受合外力为零，重力对物体做正功B. 物体所受合外力为零，重力对物体做负功C. 物体以5m/s2的加速度做直线运动D. 物体以不变的速率在竖直平面内做曲线运动例3:把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆（如图），摆

8、长为I ,最大偏角为0。小球运动到最低位置时的速度是多大？分析：这个问题直接用牛顿第二定律和运动学的公式来处理，需要用高等数学。通过前面的分析，我们知道小球在摆动过程中机械能守恒，可以用机械能守恒定律求解。解：（物体重力势能大小与所选取的参考平面（零势面）有关；而重力势能的变化量是与所选取的参考平面无关的。在讨论物体系统的机械能时，应先确定参考平面。）C功的基本概念1、物体在水平恒力 F的作用下，在光滑的水平面上由静止前进了路程S.再进入一个粗糙水平面又继续前进了路程S.设力F在第一段路程中对物体做功为W1,在第二段路程中对物体做功为W2 贝（）A、W1> W2。B、W1< W2。

9、C、W1=W2。D、无法判断2如图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面对小物块的作用力，A、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，做功不为零D、不垂直于接触面.做功为零3 一辆汽车从静止开始做加速直线运动，运动中保持牵引功率不变，行驶10s.速度达到10m/s .则汽车在这段时间行驶的距离，（5龙文教育教务管理部中小学1对1课外辅导专家A 一定大于50mB、一定小了 50m#龙文教育教务管理部中小学1对1课外辅导专家C、一定等于50mD、可能等于50m#龙文教育教务管理部中小学1对1课外辅导专家#龙文教育教务

10、管理部中小学1对1课外辅导专家中小学1对1课外辅导专家)C、保持牵引功率不变D、不能判断牵引功率怎样变化6、以初速度Vo竖直向上抛出一质量为m的小球，上升的最大高度是的大小恒定从抛出到落回出发点的整个过程中，空气阻力对小球做的功为A、0B、-fhC、-2mghD. -2fh7如右图所示，质量为m的物体P放在光滑的倾角为0的直角劈上.同时用力 前进的水平位移为 s时，劈对h,如果空气阻力f( )F向左推劈.使P与劈保持相对静止.当A 、FsP做的功为：smgs in2C smgcosrD、smg ta机械能题型一、能量的转化和守恒A 就是指势能和动能都不变化C.当动能增加时，势能有可能增加1如果

11、某一物体在某一过程中机械能是守恒的，则对这句话的理正确的是B 当动能增加时，势能一定减小D .机械能守恒的过程是不存在的题型二、判断一个力是否做功和做功正负1如图2所示，木板可绕固定的水平轴O转动。木板从水平位置 OA缓慢转到OB位置，木板上的物块始终相对于木板静止。在这一过程中，物块的重力势能增加了2J。用N表示物块受到的支持力，用 f表示物块受到的摩擦力。在这一过程中，以下判断正确的是图2A.N和f对物块都不做功B.N对物块做功2J,f对物块不做功C.N对物块不做功，f对物块做功2D. N和f对物块所做功的代数和为 02 如图，A、B叠放着，A用绳系在固定的墙上，用力F拉着B右移，用A对B

12、的摩擦力和 B对A的摩擦力，贝UA. F做正功，Fab做负功，Fba做正功，F'不做功B. F和Fba做正功，Fab和F'做负功C . F做正功，其他力都不做功D . F对B做正功，Fab做负功，Fba和F对A都不做功F'、Fab和F BA分别表示绳对A的拉力、4对于水平面内做匀速圆锥摆运动的摆球，下面说法中正确的是A、重力做功摆线对球的拉力不做功B、重力不做功.摆线对球的拉力做功C、重力和拉力都做功D、重力和拉力都不做功5、汽车由静止开始运动，若要使汽车在开始运动一小段时间保持匀加速直线运动，则A、不断增大牵引功率B、不断减小牵引功率3 .关于摩擦力对物体做功，以下说

13、法中正确的是A .滑动摩擦力总是做负功B .滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功C.静摩擦力对物体一定做负功D .静摩擦力对物体总是做正功题型三、功率的计算8.质量为m的物体从倾角为 a的固定的光滑斜面由静止开始下滑，斜面高为h，当物体滑至斜面底端，重力做功的瞬时功率为A. mg 2ghB. 1/2mgsin 2ghC. mgp'2ghsin a D. mg J2ghsinct9 .质量为m=3kg的物体在F=6N的水平力作用下，在光滑水平面上从静止开始运动，运动时间t=3s，求：(1)力F在t=3s内对物体所做功的平均功率；在3s末力F对物体做功的瞬时功率18W36W重力势能题型一、重

14、力做功的特点BC后，再滚上另一斜面,1.如图，质量为m的小球从高为h的斜面上的A点滚下经水平面当它到达h/3处的D点时，速度为零，此过程中重力做的功是多少?2.桌面离地高为h,质量为m的小球从离桌面高为题型二、重力势能的相对性不计空气阻力，假设桌面为零势能的参考平面，则小球在图示位置处的重力势能A、mghB、mgHC、mg(H+h) D、mg(H-h)题型三、重力做功与重力势能的变化3 .如图，一条铁链长为 2m，质量为10kg，放在水平地面上，拿住一端提起铁链直到铁链全部离开地面的瞬间，物体克服重力做功为多少题型四、机械能守恒1.物体在平衡力作用下的运动中，物体的机械能、动能、重力势能有可能

15、发生的是A、机械能不变.动能不变B动能不变.重力势能可变化C、动能不变.重力势能一定变化D若重力势能变化.则机械能变化2 .质量为m的小球.从桌面上竖直抛出，桌面离地高为h.小球能到达的离地面高度为 H ,若以桌面为零势能参考平面，不计空气气阻力 则小球落地时的机械能为A、mgH B . mgh C mg (H + h)D mg ( H-h)3. 如图，一小球自A点由静止自由下落 到B点时与弹簧接触.到C点时弹簧被压缩到最短. 不计弹簧质量和空气阻力在小球由A-BC的运动过程中A、小球和弹簧总机械能守恒B、小球的重力势能随时间均匀减少C、小球在B点时动能最大D、到C点时小球重力势能的减少量等于

16、弹簧弹性势能的增加量4、如图所示，有一根轻杆 AB，可绕0点在竖直平面内自由转动，在 AB端各固定 质量为m的小球，0A和0B的长度分别为2a和a，开始时，AB静止在水平位置， 释放后，AB杆转到竖直位置， A、B两端小球的速度各是多少？7龙文教育教务管理部中小学1对1课外辅导专家咼考真题由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中1. （2011年高考江苏理综卷）如图所示，演员正在进行杂技表演。对鸡蛋所做的功最接近于A . 0.3JB. 3J2.（ 2011年高考 海南理综卷）一物体自A .在06s内，物体离出发点最远为C .在04s内，物体的平均速率为3. （2011年高考 四川理综卷）如图是D.

17、 300Jt=0时开始做直线运动,30m7.5m/s“神舟”其速度图线如图所示。下列选项正确的是（）B .在06s内，物体经过的路程为 40mD .在56s内，物体所受的合外力做负功系列航天飞船返回舱返回地面的示意图，假定其过程可简化为:打开降落伞一段时间后，整个装置匀速下降，为确保安全着陆,做减速直线运动，则需点燃返回舱的缓冲火箭，在火箭喷气过程中返回舱缓冲火箭A .火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小B .返回舱在喷气过程中减速的主要原因是空气阻力C 返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功D 返回舱在喷气过程中处于失重状态4. （2011年高考 全国卷新课标版）一质点开始时做匀速直线运动

18、，从某时刻起受到一恒力作用。此后，该质点 的动能可能A .一直增大B .先逐渐减小至零，再逐渐增大C .先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小D .先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大5. （2011年高考全国卷新课标版）一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还 有数米距离。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是A .运动员到达最低点前重力势能始终减小B 蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加C 蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D 蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关6. （2011年高考 全国卷新课标

19、版）电磁轨道炮工作原理如图所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触。电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与I成正比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲 使弹体的出射速度增加至原来的 2倍，理论上可采用的办法是A 只将轨道长度L变为原来的2倍B .只将电流I增加至原来的2倍C .只将弹体质量减至原来的一半D .将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其它量不变7. （2011年高考 山东理综卷）如图所示，将小球a从地面以初速度 vo竖直上抛的同时，将另一相同质量的小球b从距地面h处由静止释放，两球恰在h/2处相遇（不计空气阻力）。则t=0时起，第1秒内受到2N的水A .两球同时落地B .相遇时两球速度大小相等C .从开始运动到相遇，球 a动能的减少量等于球 b动能的增加量D .相遇后的任意时刻，重力对球a做功功率和对球 b做功功率相等8 （2011年高考 海南理综卷）一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从平外力作用，第2秒内受到同方向的1N的外力作用。下列判断正确的是（）A . 02s内外力的平均功率是 9/4WB .第2秒内外力所做的功是 5/4JC .第2秒末外力的