高中物理动能定理和机械能守恒专题复习

专题七

动能定理机械能守恒【考纲要求】内容功和功率重力势能弹性势能恒力做功与物体动能变化的关(实验探)动能动定理机械能守恒及其应用验证机械能守恒定律实验探)能源和能量耗散【重点知识梳理】1．功和功率

要求ⅡⅡⅠⅡⅡⅡⅡⅠ

说明弹性势能的表达式不作要求（1）功的概念（2功的定义式（3）合力的功计算方法（4）变力的功计算方法（5）功率的定义式）平均功率的计算方法（7）瞬时功率的计算方法（8牵引力功率的计算（9）汽车启动的两种方式2.机能（1）动能的表达式）动能与动量的关系式（3）重力势能的表达式（4弹性势能的概念3.功能的关系（1）功能关系（2重力做功与重力势能变化的关系（3）弹力做功与弹性势能变化关系（4合外力做功与动能变化的关(动能定理(5)除重力弹力外其他力做功与械能变化的关系(6)滑动摩擦力做功与摩擦生热关系4.守定律(1)机械能守恒定律条件表达式(2)能的转化和守恒定律内容表达式

内容/7

m0m00•m0m00•【分类典型例题】题一应动定时过选问解决这类问题需要注意：对多过程问题可采用分段法和整段法处理,解题时可灵活处,通常用整段法解题往往比较简.例1]如4-1所一质量m=2Kg的铅球从离地面H=2m高处由下落陷入沙坑h=2cm深,求沙子对球的平均阻.(g取10m/s)

Hh图［式练1一个物从斜面上高h处由止滑下并紧接着在水平面上滑行一段距离后停止，测得停止处对开始运动处的水平距离为，如图4-2不考虑物体滑至斜面底端的碰撞作用，并设斜面与水平面对物体的动摩擦因数相同．求动摩擦因数μ题二运动定求变做问

图解决这类问题需要注:恒力做功可用功的定义式直接求,力做功可借助动能定理并利用其它的恒力做功进行间接求.［2如图4-3所，AB为1/4圆弧轨道BC水平轨道圆弧的半径为R,BC的度也是一质量为物体与两个轨道间的动摩擦因数都为,当它由轨道顶端A从静开始下落恰好运动到处停,那么物体在AB段服摩擦力所做的功为()A.μmgR/2B.mgR/2C.mgRD.(1-μ)mgR［式练］量为m的球用长为L的轻绳悬点如右图4-4所示，小球在水平力F作下由最低点缓地移到点，在此过程中F做功为（）A.sinθmgL

A

图BCC.mgL（1－cos）FLθ题三动定与象结问解决这类问题需要注:挖掘图象信,重点分析图象的坐

图4-4标、切线斜率、包围面积的物理意.［3］置于光滑水平面上坐标原点处的小物块水平拉力F用下，沿x轴向运动，拉力随块所在位置坐标x变化关系如图4-5所，图线为半圆．则小物块运动到x处的动能()1A．0B．FxCFxD2

F

O0F/Ox

m

x/7

PP［变训3在直公路上，汽车由静止开作匀加速运动当速度达到v后立即关闭发动机直到停止图如图所示。设汽车的牵引力为，摩擦力为f，全过程中牵引力做功W，服摩擦力做W则A．F：f=1B．F：f=4C：W=1D．W：W=l：3题四机能恒律灵运

图解决这类问题需要注:灵活运用机械能守恒定律的三种表达方式1.初态机械能等于末态械,2.动能增加量等于势能减少量3.一个物体机械能增加等于另一个物体机械能减少量后种方法不需要选取零势能.［4如图4-7所示，粗细均匀的U形内装有总长为4的水开时阀门K闭左支管内水面高度差为打开阀门K后，右水面刚好相平时左液面的速度是多大？（管的

K内部横截面很小，摩擦阻力忽略不计）

图【力训练】1.如图4-9所示水面上的轻弹一端与物体相连一端固定在墙点已物体的质量为m=2.0kg，物体与水平面间的动摩擦因μ，簧的劲系=200N/m.现力拉物体，使弹簧从处于自然状态O点由静止开始向左移10cm，时弹簧具有弹性势能E=1.0J体处于静止状态若g=10m/s则撤去外力F后)A．物体向右滑动的距离可以达2.5cmB．物体向右滑动的距离一定小2.5cmC．物体回到O点时速度最大D．物体到达最右端时动能为0，统机械能不0

m

O图4-9

P2.一辆汽车在水平路面上原来做匀运动某时刻开始引力和阻f随间t的化规律如图4-10a所示则从图的t到t时间，汽车牵引力的功率P随间t变的关系图线应为图4-10b中的）/7

10103.如图4-11所示,粗细均匀、全长的链对地挂在轻小光滑的定滑轮上受微小扰动后铁从止开始运,当铁链脱离滑轮的瞬间其度大小为()A.

gh

B.

12

gh

C.

12

2gh

D.

2

4.如4-12示两个底面积都是S的圆桶放在同一水平面上桶装水,水面高度分别为h和h如图所示已知水的密度为,现把连接两桶阀门打,后两桶水面高度相等则在这过程中重力做的功等()

图4-11A.一h)

B.

(h)1

2(h2(h2C.D.1245.如图4-13所小自点静止自由下落b点时与弹簧接

图4-12触，到c点弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质和空气阻力，在小球由a→b→c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C.小球在b点时动能最大

cD.到点小球重力势能的减少量等于弹簧弹性能的增加量6.如图4-14所，一轻弹簧一端定于O点另一端系一重物，将重物从与悬点O在同水平面且弹簧保持原长的A点初速度释放，让它自由摆下.不计空气阻力，则在物由A点摆最低点B的过中()A．弹簧与重物的总机械能守恒．弹簧的弹性势能增加C．重物的机械能不变．重物的机械能增加7.如图4-15所，质量为m的物置于光滑水平面上，一根绳子跨过定

图4-13图4-14滑轮一端固定在物体上，另一端在力F作用，以恒定速率v竖向下运动，物体由静止开始运动到绳与水平方向夹角=45º过中，绳中拉力对物体做的功为()

αF

vA．

11mvBmv2C．4

mv

D．

mv

图4-15．如图4-16所，一物体以一定的速度沿水平面由A点滑点摩擦力做功W；该物体从A′沿两斜滑到′摩力做的总功为，已知物体与各接触面的动摩擦因数均相同，则（）A.=B.＞WC.＜D.能确定W、大关系/7

图4-16

有斜轨道AB与同料的／4周轨道BC圆相接据如图4-17所示，点在C点正方，距地面高度为3R，现让一个滑块从D点由落轨道刚好能滑动到A点它再从A点沿轨道自由滑下，能上升的距地面最大高度是（不计空气阻力）()A．2RC．在0与R之D．在R与2R之间．一木棒沿水平桌面从A运到B，图4-18示，若棒与桌面间的摩擦力大小为f则棒对桌的摩擦力和桌面对棒的摩擦力做的功各为（）A．，－fsB．fs，－fsC，－fsD．11．将一物体从地面竖直上抛，物上抛运动过程中所受的空气阻力

图4-17图4-18大小恒定.设物体在地面时的重势能为零物体从抛出到落回原地的过程中体机械能E与体距地面高度h的关系正确的是图4-19中的（）图12.如图所，质量分别为2和3m的个小球固定在一根直角尺的两端A、B，直角尺的顶点O处光滑的固定转动轴。

AO的分别为2L和L。始时直角尺的AO部处于水

A图4-20平位置而在O的下方。让该系统由静止开始自由转动，求：⑴当到达最低点时A小球的速度大小为；⑵B球上升的最大高度为；⑶开始转动后B球能达到的最大速度为如图4-21所面积很大的水池水为H,面上浮着一正方体木块木边长为,密度为水的质为开始时木块静有一半没入水中现用力F将块缓慢地压到池不计摩擦求(1)木块刚好完全没入水中到停在池底的过程池水势能的改变量

/7

图4-21

ffff为从始到木块刚好完全没入水的过程,所的功为.14．在研究摩擦力特点的实验中，木块放在水平固定长木板上，如所，用力沿水平方向拉木块，拉力从0开逐渐增大．分别用力传感器采集拉力和木块所受到的摩擦力，并

力传感器F/N用计算机绘制出摩擦力F随力F的变图像，如图4-22所．已知木块质量为0.78kg．重

图(

a

F

加

速度=10m/s，

θ

cos37°=0.80木与长木板间的动摩擦因数木在与水平方向成37°斜向右上方

图4-22(

c)

48图4-22()

F/N的恒定拉力作用下=2.0m/s的加速度从静止开始做匀变速直线运动，如图4-22所．拉力大小应为多大？（3）在（）中力作用后去拉力，求运动过程中摩擦力对木块做的功．15.图装中，质量为m的小球的直径与玻璃管内接近，封闭玻璃管内装满了液体，液体的密度是小球的2倍玻璃管两端在同一水平线上，顶端弯成一小段圆弧。玻璃管的高度为H，球与玻璃管的动摩擦因素为μ3（μ＜t37＝小球由左管底端由静止释放，4试求）小球第一次到达右管多高处速度为零？

H（2）小球经历多长路程才能处平衡状态？

图4-23/7

如图4-24示，一劲度系数为k=800N/m的弹簧两端各焊接着两个质量均为m的体。开始时物体A、和弹簧竖立静止在水平地面上，现要在上面物体上一竖直向上的力F，使物体A开向上做匀加速运动，经0.4s物B刚离开地面，设整个过