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2019-2020学年人教版高中物理必修二同步课件:第7章 机械能守恒定律 第5节

2019-2020学年人教版高中物理必修二同步课件:第7章 机械能守恒定律 第5节

2019-2020学年人教版高中物理必修二同步课件:第7章 机械能守恒定律 第5节

高一物理机械能守恒定律教案

高一物理机械能守恒定 律教案 Document number【980KGB-6898YT-769T8CB-246UT-18GG08】

机械能守恒定律 ★新课标要求 (一)知识与技能 1、知道什么是机械能,知道物体的动能和势能可以相互转化; 2、会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守恒,理解机械能守恒定律的内容,知道它的含义和适用条件; 3、在具体问题中,能判定机械能是否守恒,并能列出机械能守恒的方程式。 (二)过程与方法 1、学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒; 2、初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象,分析问题。 (三)情感、态度与价值观 通过能量守恒的教学,使学生树立科学观点,理解和运用自然规律,并用来解决实际问题。 ★教学重点 1、掌握机械能守恒定律的推导、建立过程,理解机械能守恒定律的内容; 2、在具体的问题中能判定机械能是否守恒,并能列出定律的数学表达式。 ★教学难点 1、从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件; 2、能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒,能正确分析物体系统所具有的机械能,尤其是分析、判断物体所具有的重力势能。 ★教学方法 演绎推导法、分析归纳法、交流讨论法。 ★教学工具 投影仪、细线、小球、带标尺的铁架台、弹簧振子。 ★教学过程 (一)引入新课 教师活动:我们已学习了重力势能、弹性势能、动能。这些不同形式的能 是可以相互转化的,那么在相互转化的过程中,他们的总量是 否发生变化这节课我们就来探究这方面的问题。 (二)进行新课 1、动能与势能的相互转化 教师活动:演示实验1:如右图,用 细线、小球、带有标尺的 铁架台等做实验。 把一个小球用细线悬挂起来,把小球拉到一定高度 的A 点,然后放开,小球在摆动过程中,重力势能和动能相互 转化。我们看到,小球可以摆到跟A 点等高的C 点,如图甲。 如果用尺子在某一点挡住细线,小球虽然不能摆到C 点,但摆 到另一侧时,也能达到跟A 点相同的高度,如图乙。 A 甲 乙

高中物理必修二机械能守恒经典试题

1.下面说法中正确的是() A.地面上的物体重力势能一定为零 B.质量大的物体重力势能一定大 C.不同的物体中离地面最高的物体其重力势能最大 D.离地面有一定高度的物体其重力势能可能为零 2.下列关于功率的说法,错误的是( ) A.功率是反映做功快慢的物理量 B.据公式P=W/t,求出的是力F在t时间内做功的平均功率 C.据公式P=Fv可知,汽车的运动速率增大,牵引力一定减小 D.据公P=Fv cosα,若知道运动物体在某一时刻的速度大小,该时刻作用力F的大小以及二者之间的夹角.便可求出该时间内力F做功的功率 3、由一重2 N的石块静止在水平面上,一个小孩用10 N的水平力踢石块,使石块滑行了1 m的距离,则小孩对石块做的功 A、等于12 J B、等于10 J C、等于2 J D、因条件不足,无法确定 4、一起重机吊着物体以加速度a(a < g)竖直加速下落一段距离的过程中,下列说法正确的是 A、重力对物体做的功等于物体重力势能的增加量 B、物体重力势能的减少量等于物体动能的增加量 C、重力做的功大于物体克服缆绳的拉力所做的功 D、物体重力势能的减少量大于物体动能的增加量 5、某汽车的额定功率为P,在很长的水平直路上从静止开始行驶,下列结论正确的是 A、汽车在很长时间内都可以维持足够的加速度做匀加速直线运动 B、汽车可以保持一段时间内做匀加速直线运动 C、汽车在任何一段时间内都不可能做匀加速直线运动 D、若汽车开始做匀加速直线运动,则汽车刚达到额定功率P时,速度亦达最大值 6、.如图所示,木块A放在木块B的左上端,两木块间的动摩擦因数为μ。用水平恒力F将木块A拉至B的右端,第一次将B固定在地面上,F做的功为W1;第二次让B可以在光滑地面上自由滑动,F做的功为W2,比较两次做功,判断正确的是() A.W1<W2B.W1=W2 C.W1>W2 D.无法比较 7、跳伞运动员在刚跳离飞机、其降落伞尚未打开的一段时间内,下列说法中正确的() A.空气阻力做正功B.重力势能增加 C.动能增加 D.空气阻力做负功 8、一个人站在阳台上,以相同的速率v分别把三个球竖直向上抛出、竖直向下抛出、水平抛出,不计空气阻力,则三球落地时的速度() A.上抛球最大B.下抛球最大C.平抛球最大D.三球一样大 9、质量为m的滑块沿着高为h,长为L的粗糙斜面恰能匀速下滑,在滑块从斜面顶端下滑到低

高一物理-机械能守恒(讲解及练习)

机械能守恒 模块一机械能守恒定律 知识导航 1.机械能的定义 力做功的过程,也是能量从一种形式转化为另一种形式的过程。我们把物体 的动能,重力势能和弹性势能统称为机械能,用E 表示,单位是J 重力做功 或弹簧弹力做功可以使机械能从一种形式转化为另一种形式。 2.机械能守恒定律 在只有重力或弹簧弹力做功的物体系统内,动能和势能可以互相转化,而系统的机械能保持不变这叫做机械能守恒定律。 由于势能是一个系统内物体所共有的能量,所以机械能守恒定律适用的是一个物体系统而不是单个物体。 对机械能守恒定律同学们可以从两个不同角度理解 (1)初态的机械能等于末态的机械能(需要选择零势能参考平面) (2)系统内动能的减小量等于势能的增加量(或者势能的减小量等于动能的增加量) 3.机械能守恒的条件除了重力、弹力以外没有其他 力除了重力、弹力以外还受其他力,但其他力不 做功 除了重力、弹力以外还受其他力,且其他力也做功,但做功的代数和为零 实战演练 【例1】下列关于机械能是否守恒的说法中正确的是() A.做匀速直线运动的物体的机械能一定守恒B.做匀加 速直线运动的物体的机械能不可能守恒C.运动物体只要 不受摩擦阻力的作用,其机械能一定守恒D.物体只发生 动能和势能的相互转化,其机械能一定守恒

【例2】下列运动中满足机械能守恒的是()A.手 榴弹从手中抛出后的运动(不计空气阻力) B.子弹射穿木块 C.细绳一端固定,另一端拴着一个小球,使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动 D.吊车将货物匀速吊起 E.物体沿光滑圆弧面从下向上滑动F.降落伞在 空中匀速下降 【例3】如图所示,下列关于机械能是否守恒的判断正确的是() A.甲图中,物体A 将弹簧压缩的过程中,A 机械能守恒B.乙图中,在大小等 于摩擦力的拉力下沿斜面下滑时,物体B 机械能守恒C.丙图中,不计任何阻力 时,A 加速下落,B 加速上升过程中,A、B 机械能守恒D.丁图中,小球沿水平 面做匀速圆锥摆运动时,小球的机械能守恒 【例4】如图所示,一轻弹簧的一端固定于O 点,另一端系一重物,将重物从与悬点O 在同一水平面且弹簧保持原长的A 点无初速度释放,让它自由下摆,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.重物的机械能定恒 D.重物的机械能增加

物理机械能守恒定律知识点总结Word版

机械能知识点总结 一、功 1概念:一个物体受到力的作用,并在力的方向上发生了一段位移,这个力就对物 体做了功。功是能量转化的量度。 2条件:. 力和力的方向上位移的乘积 3公式:W=F S cos θ W ——某力功,单位为焦耳(J ) F ——某力(要为恒力) ,单位为牛顿(N ) S ——物体运动的位移,一般为对地位移,单位为米(m ) θ——力与位移的夹角 4功是标量,但它有正功、负功。 某力对物体做负功,也可说成“物体克服某力做功”。 当)2 ,0[πθ∈时,即力与位移成锐角,功为正;动力做功; 当2π θ=时,即力与位移垂直功为零,力不做功; 当],2 (ππ θ∈时,即力与位移成钝角,功为负,阻力做功; 5功是一个过程所对应的量,因此功是过程量。 6功仅与F 、S 、θ有关,与物体所受的其它外力、速度、加速度无关。 7几个力对一个物体做功的代数和等于这几个力的合力对物体所做的功。 即W 总=W 1+W 2+…+Wn 或W 总= F 合Scos θ 8 合外力的功的求法: 方法1:先求出合外力,再利用W =Fl cos α求出合外力的功。 方法2:先求出各个分力的功,合外力的功等于物体所受各力功的代数和。 二、功率 1概念:功跟完成功所用时间的比值,表示力(或物体)做功的快慢。

2公式:t W P =(平均功率) θυcos F P =(平均功率或瞬时功率) 3单位:瓦特W 4分类: 额定功率:指发动机正常工作时最大输出功率 实际功率:指发动机实际输出的功率即发动机产生牵引力的功率,P 实≤P 额。 5分析汽车沿水平面行驶时各物理量的变化,采用的基本公式是P =Fv 和F-f = ma 6 应用: (1)机车以恒定功率启动时,由υF P =(P 为机车输出功率,F 为机车牵引力,υ为机车前进速度)机车速度不断增加则牵引力不断减小,当牵引力f F =时,速度不再增大达到最大值m ax υ,则f P /max =υ。 (2)机车以恒定加速度启动时,在匀加速阶段汽车牵引力F 恒定为f ma +,速度不断增加汽车输出功率υF P =随之增加,当额定P P =时,F 开始减小但仍大于f 因 此机车速度继续增大,直至f F =时,汽车便达到最大速度m ax υ,则f P /max =υ。 三、重力势能 1定义:物体由于被举高而具有的能,叫做重力势能。 2公式:mgh E P = h ——物体具参考面的竖直高度 3参考面 a 重力势能为零的平面称为参考面; b 选取:原则是任意选取,但通常以地面为参考面 若参考面未定,重力势能无意义,不能说重力势能大小如何

(完整版)高中物理机械能守恒经典习题30道带答案

一.选择题(共30小题) 1.(2015?金山区一模)一物体静止在粗糙水平地面上,现用一大小为F1的水平拉力拉动物体,经过一段时间后其速度为v,若将水平拉力的大小改为F2,物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v,对于上述两个过程,用W F1、W F2分别表示拉力F1、F2所做的功,W f1、W f2分别表示前两次克服摩擦力所做的功,则()A.W F2>4W F1,W f2>2W f1B.W F2>4W F1,W f2=2W f1 C.W F2<4W F1,W f2=2W f1D.W F2<4W F1,W f2<2W f1 2.(2008?山东)质量为1500kg的汽车在平直的公路上运动,v﹣t图象如图所示,由此可求() A.前25s内汽车的平均速度 B.前10s内汽车的加速度 C.前10s内汽车所受的阻力 D.15﹣25s内合外力对汽车所做的功 3.(2007?上海)物体沿直线运动的v﹣t图如图所示,已知在第1秒内合外力对物体做的功为W,则下列结论正确的是() A.从第1秒末到第3秒末合外力做功为W B.从第3秒末到第5秒末合外力做功为﹣2W C.从第5秒末到第7秒末合外力做功为W D.从第3秒末到第4秒末合外力做功为﹣0.75W 4.(2015?武清区校级学业考试)如图所示,物体在力F的作用下沿水平面移动了一段位移L,甲、乙、丙、丁四种情况下,力F和位移L的大小以及θ角均相同,则力F做功相同的是() A.甲图与乙图B.乙图与丙图C.丙图与丁图D.乙图与丁图5.(2015?赫山区校级一模)如图所示,A、B两物体质量分别是m A和m B,用劲度系数为k的弹簧相连,A、B 处于静止状态.现对A施竖直向上的力F提起A,使B对地面恰无压力.当撤去F,A由静止向下运动至最大速度时,重力做功为()

高一物理机械能守恒定律教案

★新课标要求 (一)知识与技能 1、知道什么是机械能,知道物体的动能和势能可以相互转化; 2、会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守恒,理解机械能守恒定律的内容,知道它的含义和适用条件; 3、在具体问题中,能判定机械能是否守恒,并能列出机械能守恒的方程式。 (二)过程与方法 1、学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒; 2、初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象,分析问题。 (三)情感、态度与价值观 通过能量守恒的教学,使学生树立科学观点,理解和运用自然规律,并用来解决实际问题。 ★教学重点 1、掌握机械能守恒定律的推导、建立过程,理解机械能守恒定律的内容; 2、在具体的问题中能判定机械能是否守恒,并能列出定律的数学表达式。 ★教学难点 1、从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件; 2、能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒,能正确分析物体系统所具有的机械能,尤其是分析、判断物体所具有的重力势能。 ★教学方法 演绎推导法、分析归纳法、交流讨论法。 ★教学工具 投影仪、细线、小球、带标尺的铁架台、弹簧振子。 ★教学过程 (一)引入新课 教师活动:我们已学习了重力势能、弹性势能、动能。这些不同形式的能是可以相互转 化的,那么在相互转化的过程中,他们的总量是否发生变化?这节课我们就 来探究这方面的问题。 (二)进行新课 1、动能与势能的相互转化 教师活动:演示实验1:如右图,用细线、 小球、带有标尺的铁架台等做实 验。 把一个小球用细线悬挂起来,把小球拉到一定高度的A 点,然后 放开,小球在摆动过程中,重力势能和动能相互转化。我们看到,小球可以 摆到跟A 点等高的C 点,如图甲。 如果用尺子在某一点挡住细线,小球虽然不能摆到C 点,但摆到另一侧时, 也能达到跟A 点相同的高度,如图乙。 问题:这个小实验中,小球的受力情况如何?各个力的做功情况如何?这个 小实验说明了什么? 学生活动:观察演示实验,思考问题,选出代表发表见解。 小球在摆动过程中受重力和绳的拉力作用。拉力和速度方向总垂直,对小球 不做功;只有重力对小球能做功。 A 甲 乙

高一物理机械能守恒定律练习题及答案分析

机械能守恒定律计算题(基础练习) 班别:姓名: 1.如图5-1-8所示,滑轮和绳的质量及摩擦不计,用力F开始提升原来静止的质量为m=10kg的物体,以大小为a=2m/s2的加速度匀加速上升,求头3s内力F做的功.(取g=10m/s2) 图5-1-8 2.汽车质量5t,额定功率为60kW,当汽车在水平路面上行驶时,受到的阻力是车重的0.1倍,: 求:(1)汽车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多少?(2)若汽车从静止开始,保持以0.5m/s2的加速度作匀加速直线运动,这一过程能维持多长时间?

图5-3-1 3.质量是2kg 的物体,受到24N 竖直向上的拉力,由静止开始运动,经过5s ;求: ①5s 内拉力的平均功率 ②5s 末拉力的瞬时功率(g 取10m/s 2) 4.一个物体从斜面上高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,测得停止处对开始运动处的水平距离为S ,如图5-3-1,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. F mg 图5-2-5

h 1 h 2 图5-4-4 5.如图5-3-2所示,AB 为1/4圆弧轨道,半径为R =0.8m ,BC 是水平轨道,长S =3m ,BC 处的摩擦系数为μ=1/15,今有质量m =1kg 的物体,自A 点从静止起下滑到C 点刚好停止.求物体在轨道AB 段所受的阻力对物体做的功. 6. 如图5-4-4所示,两个底面积都是S 的圆桶, 用一根带阀门的很细的管子相连接,放在水平地面上,两桶内装有密度为ρ的同种液体,阀 门关闭时两桶液面的高度分别为h 1和h 2,现将 连接两桶的阀门打开,在两桶液面变为相同高度的过程中重力做了多少功? 图5-3-2

(完整版)高中物理机械能守恒定律典例解题技巧

一、单个物体的机械能守恒 判断一个物体的机械能是否守恒有两种方法:(1)物体在运动过程中只有重力做功,物体的机械能守恒。 (2)物体在运动过程中不受媒质阻力和摩擦阻力,物体的机械能守恒。 所涉及到的题型有四类:(1)阻力不计的抛体类。(2)固定的光滑斜面类。(3)固定的光滑圆弧类。(4)悬点固定的摆动类。 (1)阻力不计的抛体类 包括竖直上抛;竖直下抛;斜上抛;斜下抛;平抛,只要物体在运动过程中所受的空气阻力不计。那么物体在运动过程中就只受重力作用,也只有重力做功,通过重力做功,实现重力势能与机械能之间的等量转换,因此物体的机械能守恒。 例:在高为h 的空中以初速度v 0抛也一物体,不计空气阻力,求物体落地时的速度大小? 分析:物体在运动过程中只受重力,也只有重力做功,因此物体的机械能守恒,选水平地面为零势面,则物体抛出时和着地时的机械能相等 2202 121t mv mv mgh =+ 得:gh v v t 220+= (2)固定的光滑斜面类 在固定光滑斜面上运动的物体,同时受到重力和支持力的作用,由于支持力和物体运动 的方向始终垂直,对运动物体不做功,因此,只有重力做功,物体的机械能守恒。 例,以初速度v 0 冲上倾角为θ光滑斜面,求物体在斜面上运动的距离是多少? 分析:物体在运动过程中受到重力和支持力的作用,但只有重力做功,因此物体的机械能守恒,选水平地面为零势面,则物体开始上滑时和到达最高时的机械能相等 θsin 2120?==mgs mgh mv 得:θsin 220g v s = (3)固定的光滑圆弧类 在固定的光滑圆弧上运动的物体,只受到重力和支持力的作用,由于支持力始终沿圆弧的法线方向而和物体运动的速度方向垂直,对运动物体不做功,故只有重力做功,物体的机械能守恒。 例:固定的光滑圆弧竖直放置,半径为R ,一体积不计的金属球在圆弧的最低点至少具有多大的速度才能作一个完整的圆周运动? 分析:物体在运动过程中受到重力和圆弧的压力,但只有重力做功,因此物体的机械能守恒,选物体运动的最低点为重力势能的零势面,则物体在最低和最高点时的机械能相等 2202 1221t mv R mg mv += 要想使物体做一个完整的圆周运动,物体到达最高点时必须具有的最小速度为: Rg v t = 所以 gR v 50= (4)悬点固定的摆动类 和固定的光滑圆弧类一样,小球在绕固定的悬点摆动时,受到重力和拉力的作用。由于悬线的拉力自始至终都沿法线方向,和物体运动的速度方向垂直而对运动物体不做功。因此只有重力做功,物体的机械能守恒。 例:如图,小球的质量为m ,悬线的长为L ,把小球拉开使悬线和竖直方向的夹角为θ,然后从静止释放,求小球运动到最低点小球对悬线的拉力 分析:物体在运动过程中受到重力和悬线拉力的作用,悬线的拉力对物体不做功,所以只有重力做功,因此物体的机械能守恒,选物体运动的最低点为重力势能的零势面,则物体开始运动时和到达最低点时的机械能相等 221)cos 1(t mv mgL =-θ 得:)cos 1(22θ-=gL v t 由向心力的公式知:L mv mg T t 2=-可

高中物理机械能守恒定律知识点总结

高中物理机械能守恒定律知识点总结(一) 一、功 1.公式和单位:,其中是F和l的夹角.功的单位是焦耳,符号是J. 2.功是标量,但有正负.由,可以看出: (1)当0°≤<90°时,0<≤1,则力对物体做正功,即外界给物体输送能量,力是动力; (2)当=90°时,=0,W=0,则力对物体不做功,即外界和物体间无能量交换. (3)当90°<≤180°时,-1≤<0,则力对物体做负功,即物体向外界输送能量,力是阻力.3、判断一个力是否做功的几种方法 (1)根据力和位移的方向的夹角判断,此法常用于恒力功的判断,由于恒力功W=Flcosα,当α=90°,即力和作用点位移方向垂直时,力做的功为零. (2)根据力和瞬时速度方向的夹角判断,此法常用于判断质点做曲线运动时变力的功.当力的方向和瞬时速度方向垂直时,作用点在力的方向上位移是零,力做的功为零. (3)根据质点或系统能量是否变化,彼此是否有能量的转移或转化进行判断.若有能量的变化,或系统内各质点间彼此有能量的转移或转化,则必定有力做功. 4、各种力做功的特点 (1)重力做功的特点:只跟初末位置的高度差有关,而跟运动的路径无关. (2)弹力做功的特点:对接触面间的弹力,由于弹力的方向与运动方向垂直,弹力对物体不做功;对弹簧的弹力做的功,高中阶段没有给出相关的公式,对它的求解要借助其他途径如动能定理、机械能守恒、功能关系等. (3)摩擦力做功的特点:摩擦力做功跟物体运动的路径有关,它可以做负功,也可以做正功,做正功时起动力作用.如用传送带把货物由低处运送到高处,摩擦力就充当动力.摩擦力

的大小不变、方向变化(摩擦力的方向始终和速度方向相反)时,摩擦力做功可以用摩擦力乘以路程来计算,即W=F·l. (1)W总=F合lcosα,α是F合与位移l的夹角; (2)W总=W1+W2+W3+?为各个分力功的代数和; (3)根据动能定理由物体动能变化量求解:W总=ΔEk. 5、变力做功的求解方法 (1)用动能定理或功能关系求解. (2)将变力的功转化为恒力的功. ①当力的大小不变,而方向始终与运动方向相同或相反时,这类力的功等于力和路程的乘积,如滑动摩擦力、空气阻力做功等; ②当力的方向不变,大小随位移做线性变化时,可先求出力对位移的平均值=2F1+F2,再由W=lcosα计算,如弹簧弹力做功; ③作出变力F随位移变化的图象,图线与横轴所夹的?°面积?±即为变力所做的功; ④当变力的功率P一定时,可用W=Pt求功,如机车牵引力做的功. 二、功率 1.计算式 (1)P=tW,P为时间t内的平均功率. (2)P=Fvcosα 5.额定功率:机械正常工作时输出的最大功率.一般在机械的铭牌上标明. 6.实际功率:机械实际工作时输出的功率.要小于等于额定功率. 方恒定功率启动恒定加速度启动

(完整版)高一物理机械能守恒定律测试题(有答案)

图3 图4 机械能守恒定律 单元测试 一、选择题(10×4分=48分,本大题中每个小题中有一个或多个选项正确) 1、下列关于做功的说法中正确的是( ) A.物体没有做功,则物体就没有能量 B.重力对物体做功,物体的重力势能一定减少 C.滑动摩擦力只能做负功 D.重力对物体做功,物体的重力势能可能增加 2.如图1所示,一物体以一定的速度沿水平面由A 点滑到B 点,摩擦力做功W 1;若该物体从A ′沿两斜面滑到B ′,摩擦力做的总功为W 2,已知物体与各接触面的动摩擦因数均相同,则( ) A .W 1=W 2 B .W 1>W 2 C .W 1<W 2 D .不能确定W 1、W 2大小关系 3.如图2,分别用力F 1、F 2、F 3将质量为m 的物体由静止沿同 一光滑斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端,在此过程中,F 1、F 2、F 3做功的功率大小关系是( ) 图2 A .P 1=P 2=P 3 B .P 1>P 2=P 3 C .P 3>P 2>P 1 D .P 1>P 2>P 3 4.一质量为m 的小球,用长为l 的轻绳悬挂O 点,小球在水平拉力F 作用下,从平衡位置P 点很缓慢地移动到Q 点,如图3所示,则力F 所做的功为 ( ) A .mg l cosθ B .mg l (1-cosθ) C .F l sinθ D .F l θ 5.质量为m 的汽车,其发动机额定功率为P .当它开上一个倾角为θ的斜坡时,受到的摩擦阻力为车重力的k 倍,则车的最大速度为 ( ) 6.一物体静止在升降机的地板上,在升降机匀加速上升的过程中,地板对物体的支持力所做的功等于 ( ) A.物体克服重力所做的功 B.物体动能的增加量 C.物体动能增加量与重力势能增加量之和 D.物体动能增加量与重力势能增加量之差 7.如图5所示,人站在电动扶梯的水平台阶上,与扶梯一起沿斜面加速上升.在这个过程中,人脚所受的静摩擦力 ( ) A.等于零,对人不做功; B.水平向左,对人做负功; C.水平向右,对人做正功; D.沿斜面向上,对人作正功. 图1

高中物理机械能守恒经典例题

习题 图5-3-15 如图5-3-15所示,质量相等的甲、乙两小球从一光滑直角斜面的顶端同时由静止释放,甲小球沿斜面下滑经过a点,乙小球竖直下落经过b点,a、b两点在同一水平面上,不计空气阻力,下列说法中正确的是() A.甲小球在a点的速率等于乙小球在b点的速率 B.甲小球到达a点的时间等于乙小球到达b点的时间 C.甲小球在a点的机械能等于乙小球在b点的机械能(相对同一个零势能参考面) D.甲小球在a点时重力的功率等于乙小球在b点时重力的功率 解析:由机械能守恒得两小球到达a、b两处的速度大小相等,A、C正确;设斜面的倾角为α,甲小球在斜面上运动的加 可知t甲>t乙,B错误;甲小球在a点时重力的功率P甲=mg v sin α,速度为a=g sin α,乙小球下落的加速度为a=g,由t=v a 乙小球在b点时重力的功率P乙=mg v,D错误.答案:AC 2. 图5-3-16 一根质量为M的链条一半放在光滑的水平桌面上,另一半挂在桌边,如图5-3-16(a)所示.将链条由静止释放,链条刚离开桌面时的速度为v1.若在链条两端各系一个质量均为m的小球,把链条一半和一个小球放在光滑的水平桌面上,另一半和另一个小球挂在桌边,如图5-3-16(b)所示.再次将链条由静止释放,链条刚离开桌面时的速度为v2,下列判断中正确的是() A.若M=2m,则v1=v2B.若M>2m,则v1<v2 C.若M<2m,则v1>v2D.不论M和m大小关系如何,均有v1>v2 答案:D 3. 图5-3-17 在奥运比赛项目中,高台跳水是我国运动员的强项.质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动,设水对他的阻力大小恒为F,那么在他减速下降高度为h的过程中,下列说法正确的是(g为当地的重力加速度)() A.他的动能减少了Fh B.他的重力势能增加了mgh C.他的机械能减少了(F-mg)h D.他的机械能减少了Fh 解析:由动能定理,ΔE k=mgh-Fh,动能减少了Fh-mgh,A选项不正确;他的重力势能减少了mgh,B选项错误;他的机械能减少了ΔE=Fh,C选项错误,D选项正确.答案:D 4.

物理机械能守恒定律知识点总结

机械能知识点总结 一、功(此内容要当作重点掌握) 1概念:一个物体受到力的作用,并在力的方向上发生了一段 位移,这个力就对物体做了功。功是能量转化的量度。 2条件:. 力和力的方向上位移的乘积 3公式:W=F S cos θ W ——某力功,单位为焦耳(J ) F ——某力(要为恒力) ,单位为牛顿(N ) S ——物体运动的位移,一般为对地位移,单位为米(m ) θ——力与位移的夹角 4功是标量,但它有正功、负功。 某力对物体做负功,也可说成“物体克服某力做功”。 当)2 ,0[πθ∈时,即力与位移成锐角,功为正;动力做功; 当2 πθ=时,即力与位移垂直功为零,力不做功; 当],2 (ππθ∈时,即力与位移成钝角,功为负,阻力做功; 5功是一个过程所对应的量,因此功是过程量。 6功仅与F 、S 、θ有关,与物体所受的其它外力、速度、加速度无关。 7几个力对一个物体做功的代数和等于这几个力的合力对物体所做的功。

即W 总=W 1+W 2+…+Wn 或W 总= F 合Scos θ 8 合外力的功的求法: 方法1:先求出合外力,再利用W =Fl cos α求出合外力的功。 方法2:先求出各个分力的功,合外力的功等于物体所受各力功的代数和。 二、功率 1概念:功跟完成功所用时间的比值,表示力(或物体)做功的快慢。 2公式:t W P =(平均功率) θυcos F P =(平均功率或瞬时功率) 3单位:瓦特W 4分类: 额定功率:指发动机正常工作时最大输出功率 实际功率:指发动机实际输出的功率即发动机产生牵引力的功率,P 实≤P 额。 5分析汽车沿水平面行驶时各物理量的变化,采用的基本公式是P =Fv 和F-f = ma 6 应用:(此内容暂时不用掌握) (1)机车以恒定功率启动时,由υF P =(P 为机车输出功率,F 为机车牵引力,υ为机车前进速度)机车速度不断增加则牵引

高中物理机械能守恒经典例题

习题 图5-3-15 1如图5-3-15所示,质量相等的甲、乙两小球从一光滑直角斜面的顶端同时由静止释放,甲小球沿斜面下滑经过a点,乙小球竖直下落经过b点,a、b两点在同一水平面上,不计空气阻力,下列说法中正确的是() A.甲小球在a点的速率等于乙小球在b点的速率 B.甲小球到达a点的时间等于乙小球到达b点的时间 C.甲小球在a点的机械能等于乙小球在b点的机械能(相对同一个零势能参考面) D.甲小球在a点时重力的功率等于乙小球在b点时重力的功率 2. ¥ 图5-3-16 一根质量为M的链条一半放在光滑的水平桌面上,另一半挂在桌边,如图5-3-16(a)所示.将链条由静止释放,链条刚离开桌面时的速度为v1.若在链条两端各系一个质量均为m的小球,把链条一半和一个小球放在光滑的水平桌面上,另一半和另一个小球挂在桌边,如图5-3-16(b)所示.再次将链条由静止释放,链条刚离开桌面时的速度为v2,下列判断中正确的是() A.若M=2m,则v1=v2 B.若M>2m,则v1<v2 C.若M<2m,则v1>v2 D.不论M和m大小关系如何,均有v1>v2 3. 图5-3-17 : 在奥运比赛项目中,高台跳水是我国运动员的强项.质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动,设水对他的阻力大小恒为F,那么在他减速下降高度为h的过程中,下列说法正确的是(g为当地的重力加速度)() A.他的动能减少了Fh B.他的重力势能增加了mgh C.他的机械能减少了(F-mg)h D.他的机械能减少了Fh 4.

图5-3-18 如图5-3-18所示,静止放在水平桌面上的纸带,其上有一质量为m=kg的铁块,它与纸带右端的距离为L=m,铁块与纸带间、纸带与桌面间动摩擦因数均为μ=.现用力F水平向左将纸带从铁块下抽出,当纸带全部抽出时铁块恰好到达桌面边缘,铁块抛出后落地点离抛出点的水平距离为s=m.已知g=10 m/s2,桌面高度为H=m,不计纸带质量,不计铁块大小,铁块不滚动.求: (1)铁块抛出时速度大小;(2)纸带从铁块下抽出所用时间t1;(3)纸带抽出过程产生的内能E. — 5. 图5-3-19 如图5-3-19所示为某同学设计的节能运输系统.斜面轨道的倾角为37°,木箱与轨道之间的动摩擦因数μ=.设计要求:木箱在轨道顶端时,自动装货装置将质量m=2 kg的货物装入木箱,木箱载着货物沿轨道无初速滑下,当轻弹簧被压缩至最短时,自动装货装置立刻将货物御下,然后木箱恰好被弹回到轨道顶端,接着再重复上述过程.若g取10 m/s2,sin 37°=,cos 37°=.求: (1)离开弹簧后,木箱沿轨道上滑的过程中的加速度大小;(2)满足设计要求的木箱质量. 图5-3-20 如图5-3-20所示,一个质量为m的小铁块沿半径为R的固定半圆轨道上边缘由静止滑下,到半圆底部时,轨道所受压力为铁块重力的倍,则此过程中铁块损失的机械能为() · mgR mgR mgR mgR 2. 图5-3-21 如图5-3-21所示,斜面置于光滑水平地面上,其光滑斜面上有一物体由静止下滑,在物体下滑过程中,下列说法正确的是() A.物体的重力势能减少,动能增加B.斜面的机械能不变 C.斜面对物体的作用力垂直于接触面,不对物体做功D.物体和斜面组成的系统机械能守恒

高中物理机械能守恒定律专题

【松柏教育内部资料】 机械能守恒定律专题 ●功,功率; ●重力势能; ●弹性势能; ●动能,动能定理; ●机械能守恒定律; ●能量守恒定律; 例题一:关于功率以下说法中正确的是( ) A .据t W P =可知,机器做功越多,其功率就越大。 B .据 P=Fv 可知,汽车牵引力一定与速度成反比。 C .据 t W P = 可知,只要知道时间t 内机器所做的功,就可以求得这段时间内任一时刻机器做功的功率。 D .根据 P=Fv 可知,发动机功率一定时,交通工具的牵引力与运动速度成反比。 例题二:一质量为m 的木块静止在光滑的水平面上,从t=0开始,将一个大小为F 的水平恒 力作用在该木块上,在t=t 1时刻F 的功率( ) A .m t F 212 B .m t F 2212 C .m t F 12 D .m t F 2 12 例题三:将质量为0.5kg 的物体从10m 高处以6m/s 的速度水平抛出,抛出后0.8s 时刻重力 的瞬时功率是( ) A .50W B .40W C .30W D .20W 例题四:一辆汽车的额定功率为P ,汽车以很小的初速度开上坡度很小的坡路时,如果汽车 上坡时的功率保持不变,关于汽车的运动情况的下列说法中正确的是 ( ) A .汽车可能做匀速运动 B .汽车可能做匀加速运动 C .在一段时间内汽车的速度可能越来越大 D .汽车做变加速运动 例题五:有一个水平恒力F 先后两次作用在同一个物体上,使物体由静止开始沿着力的方向 发生相同的位移s ,第一次是在光滑的平面上运动;第二次是在粗糙的平面上运 动.比较这两次力F 所做的功1W 和2W 以及力F 做功的平均功率1P 和2P 的大小 ( ) A .21W W =,21P P > B .21W W =,21P P = C .21W W >,21P P >

高中物理专题机械能守恒定律的应用

专题13 机械能守恒定律及其应用 1.机械能: 机械能是物体动能、重力势能、弹性势能的统称,也可以说成物体动能和势能之总和. 2.机械能守恒定律 (1)内容:在只有重力或弹力做功时,物体(系统)动能与重力势能可以相互转化,而总的机 械能保持不变. (2)表达式:E1=E2或E k1+E P1=E K2+E P2 3.机械能守恒定律的条件和机械能守恒定律的常用数学表达式: (1)守恒条件: ①一个物体:只有重力做功或弹力做功(看是否包含弹簧,包含弹簧,守恒;不包含则不守恒) ②物体系统:弹力和重力一起做功,只有重力势能和弹性势能的相互转化,没有其他形式的能量 产生 ③如果有外力作用,但是外力不做功或做功为零,没有其他形式的能量产生,物体或系统机械能 守恒。 (2)常用数学表达式: ①守恒观点:E k1+E P1=E K2+E P2 必须选择参考平面 ②转化观点:ΔEk=-ΔEp,(ΔEk增=ΔEp减或ΔEk减=ΔEp增).运用的关键在于弄清重力势 能的增加(或减少)量,可不选取参考面而直接计算初、末状态的势能差 ③转移观点:ΔEA=-ΔEB(ΔEA增=ΔEB减或ΔEA减=ΔEB增),“转移观点”, 4.应用机械能守恒定律解题的基本步骤 (1).根据题意,选取研究对象(物体或相互作用的物体系). (2).分析研究对象在运动过程中所受各力的做功情况,判断是否符合机械能守恒的条件. (3).若符合定律成立的条件,先要选取合适的零势能的参考平面,确定研究对象在运动过程的 初、末状态的机械能值. (4).根据机械能守恒定律列方程,并代人数值求解. 【问题一】物体或物体系统机械能守恒是否定律的条件的应用 1.一个物体:只有重力做功或只有弹力做功,只管整个过程始末状态,不管中间过程;有弹簧时要包含弹簧才守恒。 2.物体系统:系统只有动能和势能的转化,无其他形式能量的产生。 3.注意:无论是从做功来看还是从能量的转化来看都只有动能和势能的相互转化,无其他形式的能量产生。 4.如果其他除重力、弹力外的其他力做功,机械能不守恒 【例题1】如图5-4-1所示,一轻质弹簧固定于O点,另一端系一重物,将重物从与悬挂点等高的地方无 初速度释放,让其自由摆下,不及空气阻力,重物在摆向最低点的位置的过程中()

高中物理机械能守恒定律知识点总结人教版必修2

第七章 机械能守恒定律 【知识点】:一、功 1、做功两个必要因素:力和力的方向上发生位移。 2、功的计算:θFLCOS W = 3、正功和负功:①当o ≤a <π/2时,cosa>0,w>o ,表示力对物体做正功。 ②当a=π/2时,cosa=0,w=0,表示力对物体不做功(力与位移方向垂 直)。 ③当π/2<a ≤π时,cosa<0,w<0,表示为对物体做负功。 4、求合力做功: 1)先求出合力,然后求总功,表达式为W 总=F 合L cos θ(为合力与位移方向的夹角) 2)合力的功等于各分力所做功的代数和,即 W 总 =W1+W2+W3+------- 例题、如图1所示,用力拉一质量为m 的物体,使它沿水平匀速移动距离s ,若 物体和地面间的摩擦因数为μ,则此力对物体做的功为( ) A .μmgs B .μmgs/(cos α+μsin α) C .μmgs/(cos α-μsin α) D .μmgscos α/(cos α+μsin α) 二、功率 1、定义式:t W P = ,所求出的功率是时间t 内的平均功率。 2、计算式: θcos Fv P = ,其中θ是力与速度间的夹角。用该公式时,要求F 为恒力。 1)当v 为瞬时速度时,对应的P 为瞬时功率; 2)当v 为平均速度时,对应的P 为平均功率 3)若力和速度在一条直线上,上式可简化为Fv P = 3、机车起动的两种理想模式 图1

1)以恒定功率启动 2)以恒定加速度 a 启动 三、重力势能 重力势能表达式:mgh E P = 重力做功:P P P G E E E W ?-=-=21 (重力做功与路径无关,只与物体的初末位置有关) 四、弹性势能 弹性势能表达式:2/2l k E P ?= (l ?为弹簧的型变量) 五、动能定理 (1)动能定理的数学表达式为:2 1222 1 2 1mv mv W -=总 (2)动能定理应用要点 ①外力对物体所做的总功,既等于合外力做的功,也等于所有外力做功的代数和。 ②不管是否恒力做功,也不管是否做直线运动,该定理都成立;对变力做功,应

高一物理机械能守恒测试题及答案

一、单项选择题(每题只有一个选项是正确的,每题4分,共24分) 1. 物体在下列运动过程中,机械能守恒的是: A .直升飞机载物匀速上升 B .起重机匀速下放物体 C .物体沿光滑斜面加速下滑 D .电梯载物匀加速上升 2.在同一高度将质量相等的三个小球以大小相同的速度分别竖直上抛,竖直下抛,水平抛出,不计空气阻力。从抛出到落地过程中,三球: A .运动时间相同 B .落地时的速度相同 C .落地时重力的功率相同 D .落地时的动能相同 3. 关于功率的概念,下面的说法中正确的是 A 功率是描述力对物体做功多少的物理量 B 由P =W/t ,可知,W 越大,功率越大 C 由P =FV 可知,力越大,速度越大,则功率越大 D 某个力对物体做功越快,它的功率就一定大 4.甲、乙二物体在同一地点分别从4h 与h 的高处开始作自由落体运动,若甲的质量是乙的4倍,则下述说法中正确的是 A .甲、乙二物体落地时速度相等 B .落地时甲的速度是乙的2倍 C .甲、乙二物体同时落地 D .甲在空中运动时间是乙的4倍 5.在距地面h 高处,以初速度v 0沿水平方向抛出一个物体,若忽 略空气阻力,它运动的轨迹如图4-37所示,那么 A .物体在c 点比在a 点的机械能大 B .物体在a 点比在c 点的动能大 C .物体在a 、b 、c 三点的机械能相等 D .物体在a 、b 、c 三点的动能相等 6、一物体由H 高处自由落下,当物体的动能等于势能时,物体运 动的时间为 (A) g H 2 (B)g H (C)g 2H (D)H g 二、多项选择题(每题有两个或两个以上选项正确,每小题6分,共24分) 7.甲、乙两个质量相同的物体,用大小相等的力F 分别拉两个物体在水平面上从静止开始移动相同的距离s 。如图4-37所示,甲在光滑面上,乙在粗糙面上,则力F 对甲、乙做功,和甲、乙两物体获得的动能,下面说法中正确的是 图4-37

高中物理机械能守恒典型例题

图5-4-10 图5-1-1 物理机械能守恒经典例题 1.如图5-4-6所示,质量为m 和3m 的小球A 和B ,系在长为L 的细线两端,桌面水平光滑,高h ( h

高中物理机械能及其守恒定律典型例题剖析

图5-3-1 机械能守恒定律复习资料 1.一个物体从斜面上高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,测得停止处对开始运动处的水平距离为S ,如图5-3-1,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. 【解析】 设该斜面倾角为α,斜坡长为l ,则物体沿斜面下滑时,重力和摩擦力在斜面上的功分别为:mgh mgl W G ==αsin αμc o s 1m g l W f -= 物体在平面上滑行时仅有摩擦力做功,设平面上滑行距离为S 2,则22 mgS W f μ-= 对物体在全过程中应用动能定理:ΣW =ΔE k . 所以 mgl sin α-μmgl cos α-μmgS 2=0 得 h -μS 1-μS 2=0. 式中S 1为斜面底端与物体初位置间的水平距离.故 S h S S h =+= 21μ 2.如图5-3-2所示,AB 为1/4圆弧轨道,半径为R =0.8m ,BC 是水平轨道,长S =3m ,BC 处的摩擦系数为μ=1/15,今有质量m =1kg 的物体,自A 点从静止起下滑到C 点刚好停止.求物体在轨道AB 段所受的阻力对物体做的功. 【解析】物体在从A 滑到C 的过程中,有重力、AB 段的阻力、BC 段的摩擦力共三个力做功,W G =mgR ,f BC =umg ,由于物体在AB 段受的阻力是变力,做的功不能直接求.根据动能定理可知:W 外=0,所以mgR -umgS -W AB =0 即W AB =mgR -umgS =1×10×0.8-1×10×3/15=6J 3.如图5-4-2使一小球沿半径为R 的圆形轨道从最低点B 上升,那么需给它最小速度为多大时,才能使它达到轨道的最高点A ? 【正解】以小球为研究对象.小球在轨道最高点时,受重力和轨道给的弹力. 小球在圆形轨道最高点A 时满足方程 R v m N mg A A 2 =+ (1) 根据机械能守恒,小球在圆形轨道最低点B 时的速度满足方程 222 1221B A mv R mg mv =+ (2) 图5-3-2 图 5-4-2

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