专题五-机械能复习学案

PAGEPAGE8《机械能》复习学案复习目标：1．掌握功、功率、能的概念，动能定理、机械能守恒定律的使用条件。2．通过自主学习、合作探究，熟练掌握动能定理、机械能守恒定律的规律，并能解决实际问题。3．积极思考，认真分析，勇于发言，培养科学的态度和正确的价值观。重点：动能定理、机械能守恒定律的理解及应用。难点：功能关系的理解及综合计算。梳理案使用说明&学法指导1．梳理本章的基本概念和规律，形成知识体系总结方法，完成应知应会的问题。注意知识点间的横向联系。2．独立完成，限时15分钟。Ⅰ．知识导图Ⅲ、复习自测1．质量是2kg的物体置于水平面上，在运动方向上受拉力F作用沿水平面做匀变速运动，物体运动的速度—时间图象如图所示，若物体受摩擦力为10N，则下列说法正确的是()A．拉力做功150JB．拉力做功100JC．摩擦力做功250JD．物体克服摩擦力做功250J2．质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t=0时刻开始受到水平力的作用。力的大小F与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，则（）A．时刻的瞬时功率为B．时刻的瞬时功率为C．在到这段时间内，水平力的平均功率为D．在到这段时间内，水平力的平均功率为3．质量为m的物体，从静止开始以3g/4的加速度竖直向下运动了h米，以下判断正确的是：（A．物体的重力可能做负功B．物体的重力势能一定减少了3mgh/4C．物体的重力势能增加了mghD．物体的机械能减少mgh/44．物体在合外力作用下做直线运动的v一t图象如图所示。下列表述正确的是（）A．在0—1s内，合外力做正功B．在0—2s内，合外力总是做负功C．在1—2s内，合外力不做功D．在0—3s内，合外力总是做正功5．如图所示，将质量为m的小球用长为L的细线拴住，线的另一端固定在O点，将小球拉到与O等高的位置并使线刚好绷直，由静止开始释放小球，不计空气阻力。下列说法正确的是（）A．小球在下落过程中机械能守恒B．在落到最低点之前，小球重力的功率不断增大C．小球落到最低点时刻，线的拉力与线的长短无关D．在落到最低点之前，小球的重力一直做正功，线的拉力做负功探究点一两类机车启动（功率P=FV的应用）【例1】汽车的质量为m=6.0×103kg，额定功率为Pm=90KW，沿水平道路行驶时，阻力恒为重力的0.05倍(取g=10m/s2)。（1）汽车沿水平道路匀速行驶的最大速度是多少？（2）设汽车由静止起匀加速行驶，加速度为a=0.5m/s2,求汽车维持这一加速度运动的最长时间。针对训练1．（09年四川卷）图示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m=5×103kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上作匀加速直线运动，加速度a=0.2m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm=1.02m/s的匀速运动。取g=10m/s（1）起重机允许输出的最大功率。（2）重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率。探究点二动能定理的理解和综合应用（重点）【例2】．如图8所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一物体向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面．设物体在斜面最低点A的速度为v，压缩弹簧至C点时弹簧最短，C点距地面高度为h，则从A到C的过程中弹簧弹力做功是 () A．mgh－eq\f(1,2)mv2 B.eq\f(1,2)mv2－mghC．－mgh D．－(mgh＋eq\f(1,2)mv2)【例3】．如图10所示，光滑eq\f(1,4)圆弧形槽的底端B与长L＝5m的水平传送带相接，滑块与传送带间动摩擦因数为0.2，与足够长的斜面DE间的动摩擦因数为0.5，斜面与水平面间的夹角θ＝37°.CD段为光滑的水平平台，其长为1m，滑块经过B、D两点时无机械能损失．质量m＝1kg的滑块从高为R＝0.8m的光滑圆弧形槽的顶端A处无初速度地滑下．求(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2，不计空气阻力)：（1）当传送带不转时，滑块在传送带上滑过的距离；（2）当传送带以2m/s的速度顺时针转动时，滑块从滑上传送带到第二次到达D点所经历的时间t； （3）当传送带以2m/s的速度顺时针转动时，滑块在斜面上的最大位移．针对训练2.如图，用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一艘失去动力的小船沿直线拖向岸边。已知拖动缆绳的电动机功率恒为P，小船的质量为m，小船收到的阻力大小恒为f，经过A点时的速度大小为v0，小船从A点沿直线加速运动到B点经历时间为t1，A、B两点间距离为d，缆绳质量忽略不计。求:小船从A点运动到B点的全过程克服阻力做的功Wf；小船经过B点时的速度大小v1；小船经过B点时的加速度大小a。探究点三机械能守恒定律的理解和综合应用（重点）【例4】如图所示，一个光滑的水平轨道AB与光滑的圆轨道BCD连接，其中图轨道在竖直平面内，半径为R，B为最低点，D为最高点．一个质量为m的小球以初速度v0沿AB运动，刚好能通过最高点D，则（）A．小球质量越大，所需初速度v0越大B．圆轨道半径越大，所需初速度v0越大C．初速度v0与小球质量m、轨道半径R无关D．小球质量m和轨道半径R同时增大，有可能不用增大初速度v0【例5】.如图5-5-16所示，跨过同一高度的滑轮的细线连着质量相同的物体A和B，A套在光滑水平杆上，定滑轮离水平杆高h=0.2m，开始时让连A的细线与水平杆夹角θ=530，由静止释放，在以后的过程中A能获得的最大速度是多少？（Sin530=0.8,Cos530=0.6,g取10m/s2）针对训练3．下列运动中能满足机械能守恒的是()A．物体沿光滑圆弧面从下向上滑动；B．吊车将货物匀速吊起；C．物体沿粗糙斜面匀速下滑；D．外力对物体所做的功等于0时，机械能一定守恒。4.如图所示，质量都是m的物体A和B，通过轻绳子跨过滑轮相连。斜面光滑，不计绳子和滑轮之间的摩擦。开始时A物体离地的高度为h，B物体位于斜面的底端，用手托住A物体，A、B两物均静止。撤去手后，求：（1）A物体将要落地时的速度多大？（2）A物落地后，B物由于惯性将继续沿斜面上升，则B物在斜面上的最远点离地的高度多大？5：如图，质量为的物体A经一轻质弹簧与下方地面上的质量为的物体B相连，弹簧的劲度系数为k，A、B都处于静止状态.一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连物体A，另一端连一轻挂钩.开始时各段绳都处于伸直状态，A上方的一段绳沿竖直方向.现在挂钩上挂一质量为的物体C并从静止状态释放，已知它恰好能使B离开地面但不继续上升.若将C换成另一个质量为的物体D，仍从上述初始位置由静止状态释放，则这次B刚离地时D的速度的大小是多少？已知重力加速度为g.探究点四功能关系的综合应用1．能是物体做功的本领．也就是说是做功的根源．功是能量转化的量度．究竟有多少能量发生了转化，用功来量度，二者有根本的区别，功是过程量，能是状态量．2．我们在处理问题时可以从能量变化来求功，也可以从物体做功的多少来求能量的变化．不同形式的能在转化过程中是守恒的．3、功和能量的转化关系①合外力对物体所做的功等于物体动能的增量．W合=Ek2一Ek1（动能定理）②只有重力做功（或弹簧的弹力）做功，物体的动能和势能相互转化，物体的机械能守恒。③重力功是重力势能变化的量度,即WG=－ΔEP重＝一（EP末一EP初)=EP初一EP末④弹力功是弹性势能变化的量度，即：W弹＝一△EP弹＝一（EP末一EP初)=EP初一EP末⑤除了重力，弹力以外的其他力做功是物体机械能变化的量度，即：W其他=E末一E初⑥一对滑动摩擦力对系统做总功是系统机械能转化为内能的量度，即：f·S相＝Q【例6】用力Ｆ把质量为ｍ的物体从地面举高ｈ时物体的速度为v，则（

）A．力Ｆ做功为ｍｇｈ

B．重力做功为－ｍgｈC．合力做功为

D．机械能增加为ｍgｈ【例7】如图，卷扬机的绳索通过定滑轮用力Ｆ拉位于粗糙面上的木箱，使之沿斜面加速向上移动。在移动过程中，下列说法正确的是（）A．Ｆ对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和B．Ｆ对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和C．木箱克服重力所做的功等于木箱增加的重力势能D．Ｆ对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和针对训练6．(2010·济南质检)如图所示，电梯质量为M，地板上放着一质量为m的物体．钢索拉电梯由静止开始向上加速运动，当上升高度为H时，速度达到v，则()A．地板对物体的支持力做的功等于eq\f(1,2)mv2B．地板对物体的支持力做的功等于mgH＋eq\f(1,2)mv2C．钢索的拉力做的功等于eq\f(1,2)Mv2＋MgHD．合力对电梯做的功等于eq\f(1,2)Mv2针对训练7．如图所示，质量为M、长度为L的木板静止在光滑的水平面上，质量为m的小物体(可视为质点)放在木板上最左端，现用一水平恒力F作用在小物体上，使物体从静止开始做匀加速直线运动。已知物体和木板之间的摩擦力为Ff.当物体滑到木板的最右端时，木板运动的距离为x，则在此过程中()A．物体到达木板最右端时具有的动能为(F－Ff)(L＋x)B．物体到达木板最右端时，木板具有的动能为FfxC．物体克服摩擦力所做的功为FfLD．物体和木板增加的机械能为Fx训练案一、基础巩固题——把简单的事情做好就叫不简单！1.如图1所示，质量相同的物体分别自斜面AC和BC的顶端由静止开始下滑，物体与斜面间的动摩擦因数都相同，物体滑到斜面底部C点时的动能分别为Ek1和Ek2，下滑过程中克服摩擦力所做的功分别为W1和W2，则()A．Ek1＞Ek2W1＜W2 B．Ek1＞Ek2W1＝W2C．Ek1＝Ek2W1＞W2 D．Ek1＜Ek2W1＞W22.在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速运动，当速度达到vm后立即关闭发动机直到停止，v－t图象如图所示。设汽车的牵引力为F，摩擦力为Ff，全过程中牵引力做功W1，克服摩擦力做功W2，则（）A．F∶Ff=1∶3B．F∶Ff=4∶1C．W1∶W2=1∶1D．W1∶W2=1∶33.一质量为0.3㎏的弹性小球，在光滑的水平面上以6m/s的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前速度的大小相同，则碰撞前后小球速度变化量的大小Δv和碰撞过程中墙对小球做功的大小W为（）A．Δv=0B．Δv=12m/sC．W=0D．W=10.8J二、综合应用题——挑战高手、我能行！4..(德州模拟)如图所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板P拴接，另一端与物体A相连，物体A静止于光滑水平桌面上，A右端连接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连．开始时用手托住B，让细线恰好伸直，然后由静止释放B，直至B获得最大速度．下列有关该过程的分析正确的是()A．B物体的机械能一直减少B．B物体动能的增量等于它所受重力与拉力做功之和C．B物体机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量D．细线的拉力对A做的功等于A物体与弹簧组成的系统机械能的增加量5．(唐山模拟)如图所示，在光滑固定的曲面上，放有两个质量分别为1kg和2kg的可视为质点的小球A和B，两球之间用一根轻质弹簧相连，用手拿着A如图所示竖直放置，AB间距离L＝0.2m，小球B刚刚与曲面接触且距水平面的高度h＝0.1m.此时弹簧的弹性势能Ep＝1J，自由释放后两球以及弹簧从静止开始下滑到光滑地面上，以后一直沿光滑地面运动，不计一切碰撞时机械能的损失，g取10m/s2.则下列说法中正确的是()A．下滑的整个过程中弹簧和A球组成的系统机械能守恒B．下滑的整个过程中两球及弹簧组成的系统机械能守恒C．B球刚到地面时，速度是eq\r(2)m/sD．当弹簧处于原长时，以地面为参考平面，两球在光滑水平面上运动时的机械能为6J6.(16分)(2010·韶关质检)如图11所示为“S”形玩具轨道，该轨道是用内壁光滑的薄壁细圆管弯成的，固定在竖直平面内，轨道弯曲部分是由两个半径相等的半圆连接而成的，圆半径比细管内径大得多，轨道底端与水平地面相切，弹射装置将一个小球(可视为质点)从a点水平射向b点并进入轨道，经过轨道后从p点水平抛出，已知小球与地面ab段间的动摩擦因数μ＝0.2，不计其他机械能损失，ab段长L＝1.25m，圆的半径R＝0.1m，小球质量m＝0.01kg，轨道质量为M＝0.15kg，g＝10m/s2，求：(1)若v0＝5m/s，小球从p点抛出后的水平射程；(2)若v0＝5m/s，小球经过轨道的最高点时，管道对小球作用力的大小和方向；(3)设小球进入轨道之前，轨道对地面的压力大小等于轨道自身的重力，当v0至少为多大时，轨道对地面的压力为零．三、拓展探究题——战胜自我、成就自我！7.(莱芜模拟)如图所示，倾角为30°、高为L的固定斜面底端与水平面平滑相连，质量分别为3m、m的两个小球A、B用一根长为L的轻绳连接，A球置于斜面顶端，现由静止释放A、B两球，球B与弧形挡板碰撞过程中无机械能损失，且碰后只能沿斜面下滑，它们最终均滑至水平面上．重力加速度为g，不计一切摩擦，则()A．小球A下滑过程中，小球A、B系统的重力对系统做正功，系统的重力势能减小B．A球刚滑至水平面时，速度大小为eq\f(\r(5gL),2)C．小球B升高L/2时，重力对小球A做功的功率大于重力对小球B做功的功率D．小球B从刚开始上升到开始进入斜面过程中，绳的拉力对小球B做功为eq\f(3mgL,4)8．(福建)如图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图，其下半部AB是一长为2R的竖直细管，上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管，管口沿水平方向，AB管内有一原长为R、下端固定的轻质弹簧．投饵时，每次总将弹簧长度压缩到0.5R后锁定，在弹簧上端放置一粒鱼饵，解除锁定，弹簧可将鱼饵弹射出去．设质量为m的鱼饵到达管口C时，对管壁的作用力恰好为零．不计鱼饵在运动过程中的机械能损失，且锁定和解除锁定时，均不改变弹簧的弹性势能．已知重力加速度为g.求：(1)质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小v1；(2)弹簧压缩到0.5R时的弹性势能Ep；(3)已知地面与水面相距1.5R，若使该投饵管绕A