新鲁科版物理必修2同步讲义能量守恒定律_第1页
新鲁科版物理必修2同步讲义能量守恒定律_第2页
新鲁科版物理必修2同步讲义能量守恒定律_第3页
新鲁科版物理必修2同步讲义能量守恒定律_第4页
新鲁科版物理必修2同步讲义能量守恒定律_第5页
已阅读5页,还剩17页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

2222222221221112222222222212211122第2课

能守定1机械能守恒定律:在有重力做功的情况下,物体的动能与重力势能可以发生相互转化,但机械能的总量保持不变。2“有重力做功”并不是只受重力作用,要保证重力之外的力不做功或做功代数和为零,这是机械能守恒的条件。3能守恒是指系统的机械能在每个时刻都不变化,能量转化只在系统内动能和势能之间进行,系统内外没有能量的交换。4“恒”是一个动态概念,指在动能和势能相互转化的整个过程中的任何时刻、任何位置,机械能的总量总保持不变。5守恒定律:能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或从一个物体转移到另一个物体,在转化或转移的过程中其总量保持不变一机能恒律.械:体动和能和。图2-3-9.导如所示如物只重作下由落,力的设W,由力功重势的化系知=mg(h=E-E。①1p1由能理1W=v-v

1

2

②1①联可mgh-=mv,+v=mgh+v,由械的义E+E=+。k1k2p2.容在有力功情下物体动和力能以生互化但械的量持变.件只重对体功与运方和迹曲直关.达:

2221122221222221122221221v+mgh=v+mgh或E+E=E+E。1(2)-v-m

21即E=E。p减k增二能守定.械的化除重以的他对体功,体机能会生化。.量转:然中能的现式多多的除机能,有能光、能化能原能,些量都以互化.量恒律能既能空产,不凭消,只从种式化另种式从个体移另个体在化转的程中总保不。永动机不消任能却持不地外功机它背能守原,是可制的.主考—一(1)合为,体机能定恒(×(2)合做为,体机能定恒。(×)(3)只重做,体机能定恒。(√)(4)物向运时机能可守。√(5)任能之的化遵守定。√(6)能永不增或少只转或转。√.作究—一(1)如2-3-10所示两小友蹦上得非开,思以问。图①边男离蹦后向中过中机能恒?②边女若落蹦上使床陷她机能恒?提:守恒。男孩离开蹦床后只受重力作用,只有重力做功,机能守恒。②不守恒。因为她的动能减少,力势能也减少,她的机械能在减少,机械能不守恒。(2)用绳铁吊高,把锁到鼻尖释,持的置动铁摆

回时会到子?试,解原。图提:会打到鼻子。联想伽利略的理想斜面实验,若有阻力,铁锁刚好能回到初位置,遵循机械能守恒定律。若存阻力械能损失,铁锁速度为零时的高度低于开始下落时的高度,铁锁一定不能到达鼻的位置。机能恒件理.械守的件机能恒条为有力或弹力)做。(1)从功角看只重(弹力)做,械守。①有力功单物的能重势相转,体机械守。②有力功物的能弹的性能互化物与弹组的统械守。③有力弹做,体动、力能弹的性能相转,体弹组的统械守。(2)从量化角看,有统动和能相转无他式量转,系机能恒.械守的断(1)对个体一从功角去析,若有力功其力做或功的数为,该体机能恒(2)对个体成系,般能转化角去析即系内存其形式能机能间相转,该统机能恒.多)如中体m机能恒是(均不空阻)()

解:CD物块沿固斜面匀速下滑,在斜面上物块受力平衡,重力沿斜面向下的分力与摩擦力平衡,摩擦力做负,机械能减少;物块在固定斜面上在力作用下上滑时力F做功,机械能增加;小球沿光滑半圆固定轨道下滑,只有重力做功,小球机械能守恒;用细线拴住的小球绕O点来回摆动,只有重力做功,小球机械能守恒。选项、D正确。.下列法确是()A.械守时物一只重力弹作.体于衡态,械一守C.体受外不零,机械可守D.体械的化于外对物做功解:机械守恒时,只有重力或弹力做功,但可以受其他外力作用,其他外做功为零即可,故错匀速直线运动为一种平衡状态,但物体处于平衡状态时,械能不一定守恒,如在竖直方向匀速升的物体,其机械能一直增大,所以B错若物体做自由落体运动,只受重力作用,则械能守恒,故C正;若外力中仅有重力对物体做功,如在光滑斜面上下滑的物体,不引起物体机械能的变化,据功能关系D错。(多选如所,在个量别m2m的小a和之间一长L的杆接(杆的质不),小可穿杆心的平无擦转现轻处水位,后初度放重b向,球a向,生动在转竖的程)图

A.球重势减,动增.球重势增,能加C.球b球总机能恒D.球b球总机能守解:a、两组成的系统中,只存在动能和重力势能的相互转化系统的机械能守恒,选项C正确,D错误。其中球的动能和重力能均增加,机械能增加,轻杆对a球做正功球的重力势能减少,动能增加,总的机械能少,轻杆对做负功,选项AB正。机能恒律应.机能恒律理(1)机能恒律研对一是统。为力能属物和球成重力统,性能属弹的力统,以机能恒定的用象系。另,能达中v,也是对地的度(2)“只重或弹做”等“受力弹作”在力弹力功过程,体以其力作,要些不功或做功的数为,可认是只重或力功。(3)总机能持变是在能势能互化整过中任时、何位的械的量持定变.械守定的同达和特表式E+E=E+E或E=k1k2初E-E=E-E或E=-Δk2k1p2k

p

特初态机能于状的械动(或势能的加等势(或动能)的少E-E=E-E或E=-EA2A

B

系中物体械的加等B物机能的少[典如图所示有条为的均金链,半度光斜面,另半度竖方下在中,面角当条静开释后条动,链刚全滑斜时速是大

mgLmgL-=-=E+=-·81p12mgLmgL-=-=E+=-·81p12-2=mvmgL图[思点解答题可以思进分:[解设斜面的最高点所在的水平面为零势能参考面,链条的总质量为m,开始时斜面上的那部分链条的重力势能为E=-·θp1竖直的那部分链条的重力势能为E=-·p2则开始时的机械能为E

mgLmgmgL·θ+(1+θ)当链条刚好全部滑出斜面时,重势能为E=mgp

L动能为E=k

m

2,则机械能为E

=E+=2k

m

因为只有重力做功,所以系统机能守恒则由机械能守恒定律得=即-(118+θ=2解得v=

sin[答

应机能恒律题基步(1)根据题意,选取研究对象物体或系)明确研究对象的运动过程,析研究对象在运动过程中的受力情况,弄清各力的做功情况,判断是否符合机械能守的条件。(3)恰当地选取参考平面,确定研对象的运动过程的初状态和末状态的机械能包括动

mm能和势能。(4)根据机械能守恒定律列方程求1.如2-3-14示质m=kg的跳运员距面=10m的跳上v

0=/s速斜上跳,终入中。若忽运员身和到阻取g=10m/,:图(1)运员跳上具的力能以面参平);(2)运员跳的能(3)运员水的度小解:(1)以水面为零重力势能参考平面,则运动员在跳台上时具有的重力能为Emgh=5000J。

=p=5m/s则运动员起跳时的动能为E=2J。(2)运动员起跳时的速度为v0k2(3)运动员从起跳到入水过程中,有重力做功,运动员的机械能守恒,则mghv=mv2即v=。

0

2答:(1)5000.图2-3-15示质均m的体B,过绳过滑相。面滑倾为,计子滑之的摩。始A物体地高为B物位斜面底,手住物,A、B两物体静。将撤。图(1)求A体要地的度多?(2)物体地,体于性继沿面上动则B物体在面到的最点地高为大

(m+m)v(m+m)v解:(1)去手后,、两体同时运动,并且速率相等,由于两物体构成的系统只有重力做功,故系统的机械能守设物体将要地时的速度大小为v由机械能守恒定律得-=

2解得v=

gh-θ(2)物体落地后,B体由于惯性将继续沿斜面向上运动,时绳子对其没有拉力对B体而言,只有重力做功,故机械能守恒。设其到达的最点离地高度H,由机械能守恒定律得=mg(H-θ)hsinθ解得H=。答:(1)θ

hsinθ对量恒律理.与量转:不形的量间转是过功现的做的程是各形的量间化或转移)的程且做多功,就有少量生化或转移)。因,是量化量。.与的系:于是量化量,种做功往某种体式能量化联,体能系下功重做弹做合力功

能转重势的变弹势的变动的变

关式W=-EW=-EFpW=ΔE合k除力系内力以外其力功

机能改

W=E

机[典

(多如图所示一定面角°一量的物自面端一的速沿面上匀速动速度大等重加度大g若块升最高为H,则过中物块()

=mgH+=2mgH选项A正,=mgH+=2mgH选项A正,sinkfHA.能失mgHC.械损了

图.能失D.械损了[思点解答本题时应把握以下两点:(1)动能的损失量等于合外力做的。(2)机械能的损失量等于克服摩擦做的功。[解析

由于上升过程中的加速度大小等重力加速度,根据牛顿第二定律得mgsinH°f=,解得=。由动能定理可B误;机械能的减少量在数值上等于克服摩擦力做的功,Wf·正确,D错。[答AC分能转守问的点巧

=mgH,选Csin(1)做功的过程是能量转化的过程功是能量转化的量度。(2)物体动能的增量由合外力做的功来量度。(3)物体重力势能的增量由重力做功来量度。(4)在不涉及弹簧弹力的情况下物体机械能的增量由重力以外的其他力做的功来量度。(多选如所,楔木固在平上,糙面和滑面bc与平的角同顶b处装定轮质分为M、m(>)滑块通不伸长轻跨定轮接轻与面行两块静释后,斜做加运。若计轮质和擦在滑沿面动过中)图A.滑组的统械守

232=,由能量守2416k23232=,由能量守2416k2323gh23.力M做功于M动能增量C.绳做的等m机械的加D.滑组的统机能失等M克摩力的解:CD由于M与ab面之间存滑动摩擦力,故两滑块组成的系统机械能不守恒,选项A误;合外力对M做的功等于M动的增加量,选项错误;对于m除了重力对其做功外,只有轻绳对其功,故轻绳对的功等于机械能的加量,选项C正确对于两滑块组成的系统运动过程中克服摩擦阻力做功系统的机械能转化为内能,故该系统机械能的损失等于M克服摩擦力的功,选项D正。.风沿平向速v垂吹一径的风叶上设气度ρ,设风动有50%化风的能风带水将提高h的高,率,单位间最可升水质。πρπv解:位时间内转化为风车的动能Eρ×v×50%=ρdvπρdv恒定律可知×=mgh,解得=

。答:

πvgh.列个项图,块在固的面运,中A、BC中的面光的图D中斜是粗的图AB中的F为木块受外,向图箭所示图A、D中的块下动图C中的木向运,这个所的动程中械守的()解:C

图A图B中,除重力外,力F对块做功,机械能不守恒。图C中只有重力做功,机械能守恒。图D中重力外,摩擦力对木块做功,机械能不守恒,故只有C项正确。.(多)一体做由体动程,力了2J的功则()

2l1212l121A.物重势减2J.物重势增C.物动减2JD.物动增2J解:AD在由下落过程中,重力做2J的,重力势能减2J通过重力做功,重力势能转化为动能,则物动能增加了2,故AD正确,、错误。.质量kg物体从角°长m的滑面端静开下,选初位为势点那,它到面点具的械和重势分是(取10)()A.,JC.J

J,J,-10J解:物体下滑时机械能守恒故它下滑到斜面中点时的机械能等在初始位置的机械能,下滑到斜面中点时的力势能E=p2

mg°-J故选项正。4.伽略设计图1所的个验将球至M点开摆会到同水高上N点如在E或F处钉上子摆将不的弧到一度的应;反来如让球这点落它样达原平度的M点,这实可说明物由止始不倾的滑面(或弧线)下时其速的小()A.与面倾有C.与滑高有

图1.与面长有D.与体质有解:由意知物体在运动过程中不受阻力,满足机械能守恒的条件,设落的高度为H则有=v,v=2gH,只与高度有关C正。.如图所示的轮滑质阻不,M=kg,M=1,M离高度H=0.5。M与M从静开释,M由止落m时的速为)121

112为x时速度为v,则112为x时速度为v,则有mgxvEvEm/sC./s

图2B.3m/D.1m/解:A

对系统运用机械能守恒定律得,M-M

)gh=(M+M

)v

2代入数据解得v=

m/s故A正,、C、D错误。.小从一高处静下与面撞回原度次落,重复述动取球落点原建坐系竖向为方。列度和置x的系像中能述过的()解:A由题意知在运动过程中小球机械能守恒,设机械能为E,小球地面高度2=E可变形为=-+,由此方程可知图像为开口2向左、顶点在,0的抛物线,故选项A正。(多选如所,一体倾不的滑面和顶端A点分别静止始滑底,面定则列法正的()图3A.次动力物做相.到端,次力瞬功相C.到端,次体速相同D.到端,次体动相同解选AD根据重力做功的公=mgh可得两次运动中重力对体做的功相同,

g0g0A正确。根据机械能守恒=v

2所以滑到底端时,两次物体的动能相同,速度大小相等,但方向不同。故D正确,错误。根据公P=vcos,两次重力瞬时功率不同,故B错误。8.如4所示,量的物从A点由止始落加度是g,落H到点后一弹接,又落h到最点,由A运动C的程空气阻恒,则)图4A.块械守.块弹组的统械守C.块械减(H+D.块弹组的统械减少mg(H+)解:D物块在未接触弹簧时加速度为,那受空气的阻力为重力的一半,故机械能不守恒选项A、错物块机能减少量为弹簧弹力与空气阻力做功之和应为mgH+),选项C错;物块与弹簧组成的系统机械能的减少量为空气阻力所做的功为(H+),选项D正确。9.如5所示在面以度v抛质为的物体抛后体到地低h的平上若海面零能,计气力则列法中确是()图5A.体达平时重势为.力物做功-

201vvv弹p由①②得2E2可201vvv弹p由①②得2E2可见>,故B正确。弹BApABC.体海面的能v+D.体海面的械为m

0

2解:物到达海平面时位于参考平面上,重力势能为零A错物体运动过程下落了h高度,重力功mgh,错;根据机械能守恒定律+2=,即物体在2海平面上的机械能E==mgh+22

m

2C对,D错0图6所,、两质相等A球不伸的绳于O点,球轻簧系O′,O与′在一平上分将A、B球拉与点高,绳轻簧处水,簧于然态将球别静开释,当球到自点正方两恰仍在一平上则)图6A.球达自点正方,两动相.球达自点正方,A球动能大C.球达自点正方,球能较D.球达自点正方,球失的力能多解:BA球摆过程中因机械能守恒有=mv②B下摆过程中,因机械能守恒,=E+vB

A

2

①v+vvv如所,固定楔木,斜的角30,一与面直顶上一滑,柔的线过滑,端别物A和B连,A的质为,B的质量m。始将B按在面不动然放手让沿面滑上。块A与斜间摩,当A沿斜下l距离,细突断,物B上升最高H。图7解:细线断时A、的速度为v,由机械能守恒得:

2vl=mgLmgL=mg×-。②p2v2vl=mgLmgL=mg×-。②p2vmglsin°mgl+vm

2解得v=

gl细线断后,B上升的高为由机械能守恒得mgh可得hB体上升的最大高度l6Hll答:l为L的均链,在滑水桌面,使长的。在边如图8所,手链从止始桌下,桌为势面图8(1)开时部链重势之为少?(2)刚开面,个条力能多少(3)链滑刚离桌时速大为多?解:(1)开始时链条的重力势能E=×=-。p1832(2)刚滑离桌面时,链条的重力势

①E

=-(3)设链条滑至刚刚离开桌边时的度大小为v,根据机械能守恒定律E

=E+2p12③联立①②③得=

。答:-

mgL(2)-(3)gL24

vm阻22阻阻阻1mmv阻vm阻22阻阻阻1mmv阻功关和量恒题.多)质为4的物被由止始上升0.25m后速度到,下判正的()A.对体的为.外对体的为2JC.体服力的为D.对体的等物增的动解ABC人对物体做的功等于物体机械能的加量

=mgh2,选项A正确D错误;合外力对物体的功等于物体动能的增加量,即W==J合选项正确;物体克重力做的功等于物体重力势能的增加量,即==,选C正确。.(多)竖直向的力F作用质为的物上使物从止始动高h,速达v在个程中设力为F则列述确是)A.F对物做功于体能增,即mv

2.F对物做的等物机能增,=mv+mghC.F与F对体的等物机能增,即FF)=mv+D.体受外做功等物体能增,(F-F-)=m

2解:CD施恒力F的体是所述过程能量的总来源加速运动过程终结时,物体的动能、重力势能均得到增加除此之外,在所述过程中,因为有阻力的存在,还将有内能产生,其值为Fh,可见>,同时,>+,Fh=mgh+2F22

阻h,经变形后,得C、正确。的含义为:除重力、弹簧弹力以外,物体所受对物体做的功等于物体机械能的增量。D是动能定理的具体表述,虽说表述各有不同但都是能量守恒的具体反映。3.如1所,块m放光的平上一子水射木中,弹到平作力f,入度,过中块移了,则)

弹末k弹末k图1A.弹失动为.块加动为f(+)C.弹能减量于块能的加D.弹木组的统机能的失fd解:D以子弹为研究对象,所受合力为f从射入木块到两者相对静止,子弹位移为+),合外力做功W=-f(+)由动能定理,子弹动能的增量为Δ1

k

=-f(+d,即动能减少+),以木块为研究对象,在整过程中木块所受合力也为,由动能定理可知,W==ΔE2

k

,即木块的动能增,对于子弹和木块整体,机械能的变化E=E

k

+E=fd,即损失机械能为,A、、错误,正确。.质量M的物体其动为J,倾为θ的足够的面的A点上匀减滑,达面的点时体动减了J机能少32,μθ,则物回点具的动为)A.C.

.20JD.40J解:B机能的减少量等于物体克服摩擦力所做的功当物体滑到最高点时动能减少了,机械能减少了×J=J,因物体沿斜面上滑和下滑过中克服摩擦力做的功相等由能量守恒定律知物体回到点时具有的能为-×40=20J故选项确。5.如所,直向的力F通过滑拉于糙面的箱使沿面加向移。移过中下说正的()图2A.箱服力做功于箱增的力能.F做的等于箱服擦和服力做功和C.F做的等木增的能木克服擦所的之

因此mg×=f·f=l+H-=+因此mg×=f·f=l+H-=+lHHD.F做的等木增的力能木箱服擦做功和解:根据功能关系可知木箱重力势能的增加量在数值上等于木克服重力所做的功,因此,选项A正确;木箱沿斜面做加速运动,其动能增加,据动能理可知,木箱动能的增加量等于合外力所做功木箱合外力所做的功等于力F、重力及摩擦力做功的和,力F做功,重力和摩擦力都做负功,因此,力F所做的正功大于重力和摩擦力所负功的代数和,故选项、、D都正确。6.如3所,物体高H的斜顶由止始下滑与斜面连一H光曲后返斜,在面能升的大度若考虑体过面端折的量失当体一滑斜时升最高为)A.C.HH之间

图3B.HD.与H之间解:B设面长为l根据能量守恒定律知,机械能的减少量等内能的增加量,HlH2l

。设再一次滑回斜面时的高度为h,则有

f,=。选项确,其他选项均错。.(多(全甲)如图4所,球在滑竖杆,弹簧端定O点另端小相。将球M点由止放它下的程经了点。知πMN两点,簧小的力小等且∠∠OMN<。在球点动N点过中,()图4A.力小先正后负.两时小的速等重加度C.簧度短,力小做功功为

222v2vv2222v2vv2D.球达N点的能于在MN两点重势差解:BCD在M、N点处,弹簧对小球的弹力大小相等,∠<<π,则小球在M点时簧处于压缩状态,在N点弹簧处于拉伸状态,小球从M点运动N点的过程中,弹簧长度先缩当弹簧与竖直杆垂直时弹簧达到最短,这个过程中弹力对小球做负功,然后弹簧再伸长弹力对小球开始做正功当弹簧达到自然伸长状态时,弹力为零,再随着弹簧的伸长弹力对球做负功故整个过程中弹力对小球先做负功,再做正功,后再做负功,选项A错误。在弹簧与杆垂直时及弹簧处于自然伸长状态时,小球速度等于重力加速度,选项B正。弹簧与杆垂直时,弹力方向与小球的速度方垂直,则弹力对小球做功的功率为零,选C正。由机械能守恒定律知,在M、两弹簧弹性势能相等,在N动能等于从M点点重力势能的减小值,选项正确。.(多水平送匀运动速大为v,将小件到送带。工初度零当在送上动段离速达而传带持对止设工件量,与送间动擦数μ则工相传送滑的程)vA.动擦对件的为

2v.件机能量

2vC.件对传带动路大小2μgD.送对件功零解:ABC工件相对传送带滑动的过程,受到的合外力就是传送带施加的摩擦力,根据动能定理可知摩擦力的功等于工件增加的动能工件的初速度为零,末速度为vv,其动能增为

,则工件受到的滑动摩擦力对工做的功为,选项A正确而选项D错;根据功能关系知,除了重力和弹力以外的其他力所做的功于工件机械能的改变量,选项B正由动能定理可得μmgs=,则=是工相对地面的位移,1μg1该过程中,传送带相对地面的位为=v=v2v-=,选项C正。21μg

v=2,工件相对于传送带的位移为=μg.蹦极一既险刺的动深年人喜爱如5所示原L=

22的皮一固在架点,一系蹦者腰。极从P点由止下到处绳好直,续降最点处,相距=m。知极的量=60,所空气力f恒体的蹦极者视质,=。图5(1)求极到点时速。(2)求皮的性能最值(3)蹦者P下降再下到机能变量别为EΔE求ΔE12E。2解:(1)到达A点时,绳刚好被拉直,因此,从开始下落到落至点过程中,根据动能定理得(-fL=m

2,则=。AA(2)当蹦极者下降到最低点B处,橡皮绳的形变量最大,橡皮绳的弹性势能最大。据能量守恒可知蹦极者

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论