機(jī)械能典型例題與習(xí)題(教師).doc

1對(duì)1個(gè)性化輔導(dǎo)教育一對(duì)一教案教 師:初(高) 學(xué)生:上課時(shí)間 2014年 月 日階 段:基礎(chǔ)（ ） 提高（ ） 強(qiáng)化（ ）課時(shí)計(jì)劃共 次課 第 次課教學(xué)課題:機(jī)械能典型例題與習(xí)題教學(xué)目標(biāo):動(dòng)能定理與機(jī)械能守恒教學(xué)重難點(diǎn)：重點(diǎn)：動(dòng)能定理的應(yīng)用難點(diǎn)：機(jī)械能守恒條件教學(xué)過程考點(diǎn)導(dǎo)航典例分析鞏固提高課后作業(yè)課后作業(yè)教案解讀教師反思 機(jī)械能典型例題與習(xí)題一、知識(shí)結(jié)構(gòu)功和能機(jī)械能勢能重力勢能：EP彈性勢能動(dòng)能：EK機(jī)械能守恒：EK2EP2EK功：W平均功率：瞬時(shí)功率：P動(dòng)能定理W合F合S二、基礎(chǔ)知識(shí)1理解功的概念功是力的空間積累效應(yīng)。它和位移相對(duì)應(yīng)（也和時(shí)間相對(duì)應(yīng)）。功的計(jì)算方法A由功的定義求功，即W=_，該方法主要適用于求_做功。B已知功率求功，用W=_，該方法主要適用于求_做功。C利用功是能量轉(zhuǎn)化的量度求功（主要用動(dòng)能定理求功）。力（或物體）做功情況判定方法A由力和位移的夾角判斷； B由力和速度的夾角判斷定； C由功能關(guān)系判斷。了解常見力做功的特點(diǎn)A重力做功：與_無關(guān)，WG_；B滑動(dòng)摩擦力做功：與_關(guān)。當(dāng)某物體在一固定平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)摩擦力大小恒定時(shí)，功等于_。C彈簧彈力做功：在彈性范圍內(nèi)，與始末狀態(tài)彈簧的形變量有關(guān)系。D一對(duì)作用力和反作用力做功的特點(diǎn)：一對(duì)作用力和反作用力在同一段時(shí)間內(nèi)做的總功可能為正、可能為負(fù)、也可能為零；一對(duì)互為作用反作用的摩擦力做的總功可能為零（靜摩擦力）、可能為負(fù)（滑動(dòng)摩擦力），但不可能為正。2功能關(guān)系物體所受合力做功等于_能變化，即W合_物體所受重力做功等于_能變化，即W = _物體所受外力（除重力以外的合力）做功等于_能變化，即W外_一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功的代數(shù)和等于_能變化，即Q_3一個(gè)定理動(dòng)能定理定理研究對(duì)象：_定理研究內(nèi)容：_定理的表述A文字表述：_B公式表述：_4一個(gè)定律機(jī)械能守恒定律定律研究對(duì)象：_定律研究內(nèi)容：_定律的表述A文字表述：_B公式表述：_三典型例題與針對(duì)性練習(xí)(一)功與功率 1關(guān)于功的理解與計(jì)算1.關(guān)于功和功率下列說法正確的是：（ ）A有力作用在物體上并且物體發(fā)生了位移，則力對(duì)物體不一定做了功B一對(duì)相互作用力中，若作用力做了正功，則反作用力一定做了負(fù)功C機(jī)器的額定功率越大，則做功就越快 D機(jī)器的有用功率與輸出功率的比值越大，說明機(jī)器的機(jī)械效率越高2.下面列舉的哪幾種情況下所做的功是零：（）A衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，地球引力對(duì)衛(wèi)星做的功 B平拋運(yùn)動(dòng)中，重力對(duì)物體做的功C舉重運(yùn)動(dòng)員，扛著杠鈴在頭上的上方停留10s時(shí)間內(nèi)，運(yùn)動(dòng)員對(duì)杠鈴做的功D木塊在粗糙水平面上滑動(dòng)，支持力對(duì)木塊做的功3.如圖5-1所示，一輛小車靜止在光滑的水平導(dǎo)軌上，一個(gè)小球用細(xì)線懸掛在車上，從圖示位置無初速釋放小球，則小球在下擺過程中，各力做功情況正確的是 （ ）A細(xì)線對(duì)小球的拉力不做功 B細(xì)線對(duì)小車的拉力做負(fù)功C小球所受的合力做正功 D小車所受的合力不做功4.如圖所示，斜面體B放在水平地面上，斜面體高15cm，傾角60，底端有一個(gè)重2N的光滑小金屬塊A，用水平力F推A，在A從底端推到頂端的過程中，A和B都做勻速運(yùn)動(dòng)，且B運(yùn)動(dòng)的距離為30cm，求此過程中推力F做的功和金屬塊克服斜面的支持力做的功以及合外力對(duì)金屬塊所做的功5.如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的小球用長L的輕繩懸掛于O點(diǎn)，小球在外力F的作用下，從平衡位置P運(yùn)動(dòng)到位置Q，此時(shí)輕繩與豎直方向的夾角為，求下列兩種情況下外力F所做的功和在位置Q 時(shí)外力做功的功率（1）外力是大小等于F1的水平恒力，到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)速率為v1；（2）外力是大小等于F2恒定不變、方向始終垂直輕繩的變力，小球到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)速率為v26.如圖所示，質(zhì)量m=2kg的物體，從光滑斜面的頂端A點(diǎn)以v0=5m/s的初速度滑下，在D點(diǎn)與彈簧接觸并將彈簧壓縮到B點(diǎn)時(shí)的速度為零，已知從A到B的豎直高度h=5m，求彈簧的彈力對(duì)物體所做的功。2功率與速率關(guān)系的應(yīng)用7.如圖所示，某人用與水平面成37角的大小F=100N的恒力通過光滑的滑輪拉動(dòng)物體，使其沿水平面以v=2m/s的速度勻速向右運(yùn)動(dòng)，求拉力F在2s鐘內(nèi)做的功和拉力F在2s末做功的功率分別為多少？8.豎直上拋一球，球又落回原處，已知空氣阻力的大小正比于球的速度（）A上升過程中克服重力做的功大于下降過程中重力做的功B上升過程中克服重力做的功等于下降過程中重力做的功C上升過程中克服重力做功的平均功率大于下降過程中重力做功的平均功率D上升過程中克服重力做功的平均功率等于下降過程中重力做功的平均功率9.起重機(jī)的鋼索將重物由地面吊到空中某個(gè)高度，其速度圖象如圖甲所示，則鋼索拉力的功率隨時(shí)間變化的圖象可能是圖乙中的哪一個(gè)？（）10.在電視節(jié)目中,我們常常能看到一種精彩的水上運(yùn)動(dòng)-滑水板,如圖所示,運(yùn)動(dòng)員在快艇的水平牽引力下,腳踏板傾斜滑板在水上勻速滑行.設(shè)滑板是光滑的,滑板的觸水面積為S,滑板與水平方向的夾角(滑板前端抬起的角度),水的密度為理論研究表明:水對(duì)滑板的作用力大小為FN=Sv2sin2,式中 的v為快艇的牽引速度.若人的質(zhì)量為m,寫出快艇在上述條件下對(duì)運(yùn)動(dòng)的牽引力功率p的表達(dá)式.思路分析由圖分析可知FNcos=mg， Sv2sincos=mg v=1/sin(mg/Scos)1/2 牽引力功率為P=Fv=mgtanv 解、得 P=mg/cos(mg/Scos)1/2 (二)動(dòng)能與動(dòng)能定理的理解和應(yīng)用應(yīng)用動(dòng)能定理解題的基本思路如下：確定研究對(duì)象分析物體的受力情況，明確各個(gè)力是做正功還是做負(fù)功，進(jìn)而明確合外力的功明確物體在始末狀態(tài)的動(dòng)能根據(jù)動(dòng)能定理列方程求解。11.下列關(guān)于動(dòng)能和動(dòng)能定理的理解正確的是（ ）A運(yùn)動(dòng)物體所具有的能量叫做物體的動(dòng)能B當(dāng)動(dòng)能變化Ek= Ek2Ek1為負(fù)時(shí),則動(dòng)能一定減少C合外力對(duì)物體做功是引起物體動(dòng)能變化的原因D某個(gè)方向上的合外力對(duì)物體做的功等于這個(gè)方向上物體動(dòng)能的變化 12.如圖所示，小球沿傾角30的粗糙斜面從頂端B處由靜止開始滑下，與斜面底端A處的擋板發(fā)生碰撞后反向彈回，每次碰撞后彈回本次下滑距離的2/3，計(jì)碰撞時(shí)的機(jī)械能損失，不計(jì)在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)的空氣阻力，設(shè)A和B之間的距離s=6m，則小球在運(yùn)動(dòng)過程中所通過的總路程是多少？ F13.如圖所示，均勻圓形薄木板的半徑為20cm，放在水平桌面上，它的一端與桌邊相齊，已知木板質(zhì)量為2.0kg，與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，今用水平力F將其推出桌子，則水平力至少做功多少？若用水平力推動(dòng)木板5cm后撤去，則水平力至少要多大？ 14.一人坐在雪橇上，從靜止開始沿著高度為15m的斜坡滑下，到達(dá)底部時(shí)速度為10m/s。人和雪橇的總質(zhì)量為60kg，下滑過程中克服阻力做的功等于_J15.如圖所示，質(zhì)量為m的木塊從高為h、傾角為的斜面頂端由靜止滑下。到達(dá)斜面底端時(shí)與固定不動(dòng)的、與斜面垂直的擋板相撞，撞后木塊以與撞前相同大小的速度反向彈回，木塊運(yùn)動(dòng)到高h(yuǎn)/2處速度變?yōu)榱恪Ｇ螅篽m（1）木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)？（2）木塊第二次與擋板相撞時(shí)的速度？（3）木塊從開始運(yùn)動(dòng)到最后靜止，在斜面上運(yùn)動(dòng)的總路程？16.質(zhì)量m=1.5kg的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）在水平恒力F作用下，從水平面上A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)一段距離撤去該力，物塊繼續(xù)滑行t=2.0s停在B點(diǎn)，已知A、B兩點(diǎn)間的距離s=5.0m，物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2，求恒力F多大。（g=10m/s2）(三) 機(jī)械能與機(jī)械能守恒定律應(yīng)用機(jī)械能守恒定律時(shí)，相互作用的物體間的力可以是變力，也可以是恒力，只要符合守恒條件，機(jī)械能就守恒。而且機(jī)械能守恒，只涉及物體系的初、末狀態(tài)的物理量，而不須分析中間過程的復(fù)雜變化，使處理問題得到簡化。應(yīng)用機(jī)械能守恒定律的基本思路如下：選取研究對(duì)象-物體系或物體根據(jù)研究對(duì)象所經(jīng)歷的物理過程，進(jìn)行受力，做功分析，判斷機(jī)械能是否守恒恰當(dāng)?shù)剡x取參考平面，確定研究對(duì)象在過程的初、末態(tài)時(shí)的機(jī)械能根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程，進(jìn)行求解。17.下列關(guān)于機(jī)械能及機(jī)械能守恒定律的理解正確的是（）A當(dāng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和其他形式運(yùn)動(dòng)發(fā)生轉(zhuǎn)化時(shí)，機(jī)械能就和其他形式能量發(fā)生轉(zhuǎn)化 B只要物體在機(jī)械運(yùn)動(dòng)中初末狀態(tài)的機(jī)械能相等，則物體的機(jī)械能就守恒C如果外力對(duì)物體做的總功為零，則物體的機(jī)械能就守恒D如果某個(gè)物理過程機(jī)械能守恒，則這個(gè)過程中動(dòng)能變化與勢能變化等大反向 18.如圖所示，用細(xì)線連接的兩物體A、B，跨過一光滑定滑輪放于一傾角為30的光滑斜面上，兩物體距水平面的高度均為斜面高度的一半靜止開始釋放兩物體后，A恰能到達(dá)斜面的頂端，求A、B兩物體的質(zhì)量之比是多少？ 19.如圖所示，質(zhì)量分別為M和m的兩物塊用細(xì)繩通過光滑定滑輪連接，m放在傾角為的光滑斜面上，斜面固定不動(dòng)，物塊M能沿桿AB無摩擦地下滑已知M=10kg，m=1kg，=30，A、O間的距離L=4m求M從A點(diǎn)由靜止開始下滑h=3m時(shí)的速度是多大？20.如圖所示，質(zhì)量為m的小球，在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)。管道直徑和小球大小忽略不計(jì)。當(dāng)小球在管道底部具有速度v時(shí)，恰能通過管道最高點(diǎn)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)。那么，當(dāng)小球在管道底部速度為2v，運(yùn)動(dòng)到頂部時(shí)，求管道對(duì)小球的作用力？v21.如圖所示，一固定的楔形木塊，其斜面的傾角=30，另一邊與地面垂直，頂上有一定滑輪，一柔軟的細(xì)線跨過定滑輪，兩端分別與物塊A和B連結(jié)，A的質(zhì)量為4m，B的質(zhì)量為m。開始時(shí)將B按在地面上不動(dòng)，然后放開手，讓A沿斜面下滑而B上升。不計(jì)一切摩擦和阻力。設(shè)當(dāng)A沿斜面下滑s距離后，細(xì)線突然斷了。求物塊B上升的最大高度H？(四)功和能的關(guān)系1功和能本質(zhì)關(guān)系：功是能量轉(zhuǎn)化的量度2不同力做功對(duì)應(yīng)不同能量轉(zhuǎn)化（1）重力做功與重力勢能關(guān)系：WG=-Ep （2）摩擦力做功與物體內(nèi)能能關(guān)系：Q=fs相=E內(nèi)（3）合力做功與物體動(dòng)能能關(guān)系：W合=Ek （4）除重力外其他力做功與物體機(jī)械能關(guān)系：W合=E22.一物體靜止在升降機(jī)的地板上，在升降機(jī)加速上升的過程中，地板對(duì)物體的支持力所做的功等于：（）A物體勢能的增加量 B物體動(dòng)能的增加量C物體動(dòng)能的增加量加上物體勢能的增加量 D物體動(dòng)能的增加量加上克服重力所做的功23.如圖所示，一根輕彈簧下端固定，豎立在水平面上。其正上方A位置有一只小球。小球從靜止開始下落，在B位置接觸彈簧的上端，在C位置小球所受彈力大小等于重力，在D位置小球速度減小到零。小球下降階段下列說法中正確的是：（）A在B位置小球動(dòng)能最大 B在C位置小球動(dòng)能最大C從AC位置小球重力勢能的減少大于小球動(dòng)能的增加D從AD位置小球重力勢能的減少等于彈簧彈性勢能的增加24.航天英雄楊利偉在乘坐宇宙飛船繞地球運(yùn)行的過程中，根據(jù)科學(xué)研究的需要，要經(jīng)常改變飛船的運(yùn)行軌道，這是靠除地球的萬有引力外的其他力作用實(shí)現(xiàn)的假設(shè)飛船總質(zhì)量保持不變，開始飛船只在地球萬有引力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則在飛船運(yùn)行軌道半徑減小的過程中：A其他力做負(fù)功，飛船的機(jī)械能減小 B其他力做正功，飛船的機(jī)械能增加C其他力做正功，飛船的動(dòng)能增加 D其他力做負(fù)功，飛船的動(dòng)能減小25.如圖所示，水平放置的足夠長的傳送帶，在電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下以恒定速度v勻速運(yùn)動(dòng)，若在傳送帶的左端輕輕放上一個(gè)質(zhì)量為m的物體A，當(dāng)物體相對(duì)于地面的位移為s時(shí)與傳送帶達(dá)到相同的速度，對(duì)此過程中，以下說法正確的是( )A傳送帶對(duì)物體做的功為mv2/2 B物體對(duì)傳送帶做的功為mv2/2C由于物體與傳送帶之間的相對(duì)滑動(dòng)而產(chǎn)生的熱量為mv2/2D由于物體A的放入，電動(dòng)機(jī)在這過程中增加消耗的電能至少為mv2【檢測題】1關(guān)于“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，下列敘述中正確的是：（ ）A必須用天平測出重物的質(zhì)量 B必須采用直流低壓電源C必須先接通電源，后釋放紙帶 D必須用停表測出重物下落的時(shí)間2下列說法正確的是：（）A作用在物體上的力不做功,說明物體的位移為零 B.作用力和反作用力的功必然相等,且一正一負(fù)C相互摩擦的物體系統(tǒng)中摩擦力的功的代數(shù)和不一定為零；D合力對(duì)物體做的功為零，物體的速度可能變化。3用力拉質(zhì)量為M的物體，沿水平面勻速前進(jìn)S，已知力與水平面的夾角為，方向斜向上，物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則此力做功為：（）AMg BMg/CosCMg/(Cos+Sin) DMgCos/(Cos+Sin)。4如圖所示，木塊M上表面是水平的，當(dāng)木塊m置于M上，并與M一起沿光滑斜面由靜止開始下滑，在下滑過程中：（ ）A重力對(duì)木塊m做正功 B木塊M對(duì)木塊m的支持力做負(fù)功C木塊M對(duì)木塊m的摩擦力做負(fù)功D木塊m所受合外力對(duì)m做正功。5一個(gè)小物塊從斜面底端沖上足夠長的斜面后，返回到斜面底端。已知小物塊的初動(dòng)能為E，它返回斜面底端的速度大小為v，克服摩擦阻力做功為E/2。若小物塊沖上斜面的初動(dòng)能變?yōu)?E，則有：( )A返回斜面底端時(shí)的動(dòng)能為E； B返回斜面底端時(shí)的動(dòng)能為3E/2C返回斜面底端時(shí)的速度大小為2v； D返回斜面底端時(shí)的速度大小為。6質(zhì)量為m的物體，在沿斜面方向的恒力F作用下，沿粗糙的斜面勻速地由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，物體上升的高度為h，如圖所示。則在運(yùn)動(dòng)過程中：( )A物體所受各力的合力做功為零 B物體所受各力的合力做功為mghC恒力F與摩擦力的合力做功為零 D恒力F做功為mgh7如圖所示，兩物體A、B用輕質(zhì)彈簧相連靜止在光滑水平面上，現(xiàn)同時(shí)對(duì)A、B兩物體施加等大反向的水平恒力F1、F2，使A、B同時(shí)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程中，對(duì)A、B兩物體及彈簧組成的系統(tǒng)，正確的說法是（整個(gè)過程中彈簧不超過其彈性限度）：( )A機(jī)械能守恒; B機(jī)械能不守恒C當(dāng)彈簧伸長到最長時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能最大D當(dāng)彈簧彈力的大小與F1、F2的大小相等時(shí)，A、B兩物速度最大，系統(tǒng)機(jī)械能最大。8如圖所示，豎直平面內(nèi)有一個(gè)1/4圓弧槽，它的下端與水平線相切，上端離地高H。一個(gè)小球從其上端靜止自由滑下，如果槽光滑，要使小球在地面上的水平射程S有極大值，則槽的圓弧半徑R= ，最大射程S= 【機(jī)械能”練習(xí)題】1如圖所示，質(zhì)量為m的物體放在光滑的水平面上，與水平方向成角的恒力F作用在物體上一段時(shí)間(作用過程中物體未離開水平面)，則在此過程中（C ）力F對(duì)物體做的功大于物體動(dòng)能的變化力F對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能的變化力F對(duì)物體的沖量大小大于物體動(dòng)量大小的變化qFm力F對(duì)物體的沖量等于物體動(dòng)量的變化A. B C D2如圖所示，站在汽車上的人用手推車的力為F，腳對(duì)車向后的摩擦力為f，以下說法中正確的是（AB）FA當(dāng)車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)和f對(duì)車做功的代數(shù)和為零B當(dāng)車加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)和f對(duì)車做的總功為負(fù)功C當(dāng)車減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)和f對(duì)車做的總功為負(fù)功D不管車做何種運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)和f對(duì)車做功的總功都為零3如圖所示，質(zhì)量相同的A、B兩質(zhì)點(diǎn)從同一點(diǎn)O分別以相同的水平速度v0沿x軸正方向拋出，A在豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，落地點(diǎn)為P1 ，B沿光滑斜面運(yùn)動(dòng)，落地點(diǎn)為P2 . P1和P2在同一水平面上，不計(jì)空氣阻力，則下面說法中正確的是（ D ）AA、B的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同 BA、B沿x軸方向的位移相同CA、B落地時(shí)的動(dòng)量相同 DA、B落地時(shí)的動(dòng)能相同4物體在地面附近以2 m/s2的加速度勻減速豎直