高中物理-动能定理和机械能守恒专题复习

专题七动能定理和机械能守恒【考纲要求】内容要求说明功和功率Ⅱ重力势能Ⅱ弹性势能Ⅰ弹性势能的表达式不作要求恒力做功与物体动能变更的关系(试验探究)Ⅱ动能动能定理Ⅱ机械能守恒及其应用Ⅱ验证机械能守恒定律(试验探究)Ⅱ能源和能量耗散Ⅰ【重点学问梳理】1．功和功率（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（6）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.机械能（1）动能的表达式（2）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.功和能的关系（1）功能关系（2）重力做功与重力势能变更的关系（3）弹力做功与弹性势能变更的关系（4）合外力做功与动能变更的关系(动能定理)(5)除重力弹力外其他力做功与机械能变更的关系(6)滑动摩擦力做功与摩擦生热的关系4.守恒定律(1)机械能守恒定律条件内容表达式(2)能的转化和守恒定律内容表达式【分类典型例题】题型一：应用动能定理时的过程选取问题hHhH图4-1处理,解题时可敏捷处理,通常用整段法解题往往比较简洁.[例1]如图4-1所示,一质量m=2Kg的铅球从离地面H=2m高处自由下落,陷入沙坑h=2cm深处,求沙子对铅球的平均阻力.(g取10m/s2)［变式训练1］图4-2一个物体从斜面上高h处由静止滑下并紧接着在水平面上滑行一段距离后停止，测得停止处对起先运动处的水平距离为S，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．图4-2题型二:运用动能定理求解变力做功问题解决这类问题须要留意:恒力做功可用功的定义式干脆求解,变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解.图4-3ACB［例2］如图4-3所示，AB为1/4圆弧轨道,BC为水平轨道,圆弧的半径为R,BC的长度也是R.一质量为m的物体,与两个轨道间的动摩擦因数都为图4-3ACBA.μmgR/2B.mgR/2C.mgRD.(1-μ)mgR［变式训练2］质量为m的小球用长为L的轻绳悬于O点，如右图4-4所示，小球在水平力F作用下由最低点P缓慢地移到Q点，在此过程中F做的功为（）图4-4A.FLsinθB.mgLcosθ图4-4C.mgL（1－cosθ）D.FLtanθ题型三:动能定理与图象的结合问题F/NF/Nx/mx0OFmxF•Ox0［例3］静置于光滑水平面上坐标原点处的小物块，在水平拉力F作用下，沿x轴方向运动，拉力F随物块所在位置坐标x的变更关系如图4-5所示，图线为半圆．则小物块运动到x0处时的动能为()A．0 B．C．D．图4-6［变式训练3］在平直马路上，汽车由静止起先作匀加速运动，当速度达到vm后马上关闭发动机直到停止，v-t图像如图4-6所示。设汽车的牵引力为F，摩擦力为f，全过程中牵引力做功W1，克服摩擦力做功W2，则()图4-6A．F：f=1：3B．F：f=4：1C．W1：W2=1：1D．W1：W2=l：3K题型四:机械能守恒定律的敏捷运用K解决这类问题须要留意:敏捷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机械能,2.动能增加量等于势能削减量,3.一个物体机械能增加量等于另一个物体机械能削减量.后两种方法不须要选取零势能面.图4-7［例4］如图4-7所示，粗细匀称的U形管内装有总长为4L的水。起先时阀门K闭合，左右支管内水面高度差为L。打开阀门K图4-7【实力训练】PmO1.如图4-9所示，水平面上的轻弹簧一端与物体相连，另一端固定在墙上P点，已知物体的质量为m=2.0kg，物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.4，弹簧的劲度系数k=200N/m.现用力F拉物体，使弹簧从处于自然状态的O点由静止起先向左移动10cm，这时弹簧具有弹性势能EP=1.0J，物体处于静止状态.若取g=10m/s2，则撤去外力FPmOA．物体向右滑动的距离可以达到12.5B．物体向右滑动的距离肯定小于12.5图4-9C．物体回到O点时速度最大图4-9D．物体到达最右端时动能为0，系统机械能不为02.一辆汽车在水平路面上原来做匀速运动，从某时刻起先，牵引力F和阻力f随时间t的变更规律如图4-10a所示。则从图中的t1到t2时间内，汽车牵引力的功率P随时间t变更的关系图线应为图4-10b中的（）图4-10b图4-10a图4-10b图4-10a图4-11h/23.如图4-11所示,粗细匀称、全长为h的铁链,对称地挂在轻小光滑的定滑轮上.受到微小扰动后,铁链从静止起先运动,当铁链脱离滑轮的瞬间,其速度大小为()A. B. C. D.h2h1图4-124.如图h2h1图4-12上,桶内装水,水面高度分别为h1和h2,如图所示.已知水的密度为ρ,现把连接两桶阀门打开,最终两桶水面高度相等,则在这过程中重力做的功等于()A.ρgS(h1一h2)B.C.D.abc图4-135.如图4-13所示，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，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由a→babc图4-13A.小球和弹簧总机械能守恒B.小球的重力势能随时间匀称削减C.小球在b点时动能最大D.到c点时小球重力势能的削减量等于弹簧弹性势能的增加量图4-146.如图4-14所示，一轻弹簧一端固定于O点，另一端系一重物，将重物图4-14从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度释放，让它自由摆下.不计空气阻力，则在重物由A点摆向最低点B的过程中()A．弹簧与重物的总机械能守恒B．弹簧的弹性势能增加C．重物的机械能不变D．重物的机械能增加αFv07.如图4-15所示，质量为m的物体置于光滑水平面上，一根绳子跨过定滑轮一端固定在物体上，另一端在力F作用下，以恒定速率v0竖直向下运动，物体由静止起先运动到绳与水平方向夹角=45αFv0图4-15A．mv02B．mv02C．mv02D．mv02图4-15图4-168．如图4-16所示，一物体以肯定的速度沿水平面由A点滑到B点，摩擦力做功W1；若该物体从A′沿两斜面滑到B′，摩擦力做的总功为W图4-16A.W1=W2B.W1＞W2C.W1＜W2D.不能确定W1、W2大小关系9．有一斜轨道AB与同材料的l／4圆周轨道BC圆滑相接，数据如图4-17所示，D点在C点的正上方，距地面高度为3R，现让一个小滑块从D点自由下落，沿轨道刚好能滑动到A点，则它再图4-17从A点沿轨道自由滑下，能上升到的距地面最大高度是（不计空图4-17气阻力）()A．RB．2R图4-18C．在0与R之间D．在R与2R之间图4-1810．一根木棒沿水平桌面从A运动到B，如图4-18所示，若棒与桌面间的摩擦力大小为f，则棒对桌面的摩擦力和桌面对棒的摩擦力做的功各为（）A．－fs，－fsB．fs，－fsC．0，－fsD．－fs，011．将一物体从地面竖直上抛，物体上抛运动过程中所受的空气阻力大小恒定.设物体在地面时的重力势能为零，则物体从抛出到落回原地的过程中，物体的机械能E与物体距地面高度h的关系正确的是图4-19中的（）图4-19图4-19ABO图4-2012.如图4-20所示，质量分别为2mABO图4-20直角尺的两端A、B，直角尺的顶点O处有光滑的固定转动轴。AO、BO的长分别为2L和L。起先时直角尺的AO平位置而B在O的正下方。让该系统由静止起先自由转动，求：⑴当A到达最低点时，A小球的速度大小为；⑵B球能上升的最大高度为；⑶起先转动后B球可能达到的最大速度为图4-2113.如图4-21所示,面积很大的水池,水深为H,水面上浮着一正方体木图4-21块,木块边长为a,密度为水的1/2,质量为m.起先时,木块静止,有一半没入水中,现用力F将木块缓慢地压到池底,不计摩擦,求:(1)从木块刚好完全没入水中到停在池底的过程中,池水势能的变更量为.(2)从起先到木块刚好完全没入水的过程中,力F所做的功为.θF图4-22(c)图4-22(a)力传感器图4-22(b)43.12θF图4-22(c)图4-22(a)力传感器图4-22(b)43.12F/NFf/N0214812已知木块质量为0.78kg．取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80．（1）求木块与长木板间的动摩擦因数．（2）若木块在与水平方向成37°角斜向右上方的恒定拉力F作用下，以a=2.0m/s2的加速度从静止起先做匀变速直线运动，如图4-22c（3）在（2）中力作用2s后撤去拉力F，求运动过程中摩擦力对木块做的功．H37037015.图示4-23装置中，质量为m的小球的直径与玻璃管内径接近，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μ（μ＜tg37H370370（2）小球经验多长路程才能处于平衡状态？图4-23图4-23BFA16.如图4-24所示，一劲度系数为BFA两个质量均为m=12kg的物体A、B。起先时物体A