(完整版)高中物理必修二第七章-機械能守恒定律知識點總結(jié),推薦文檔

1、機械能守恒定律知識點總結(jié)一、功1 概念：一個物體受到力的作用，并在力的方向上發(fā)生了一段位移，這個力就對物體做了功。功是能量轉(zhuǎn)化的量度。2 條件：. 力和力的方向上位移的乘積3 公式：w=f s cos w 某力功，單位為焦耳（ j ）f 某力（要為恒力），單位為牛頓（ n ）s物體運動的位移，一般為對地位移，單位為米（m）p力與位移的夾角4 功是標量，但它有正功、負功。某力對物體做負功，也可說成“物體克服某力做功”。p當p 0,當p= p) 時，即力與位移成銳角，功為正；動力做功；2當p 時，即力與位移垂直功為零，力不做功；2p p 時，即力與位移成鈍角，功為負，阻力做功；( , 25 功是一

2、個過程所對應的量，因此功是過程量。6 功僅與 f、s 、 有關(guān)，與物體所受的其它外力、速度、加速度無關(guān)。7 幾個力對一個物體做功的代數(shù)和等于這幾個力的合力對物體所做的功。即 w 總=w1+w2+wn 或 w 總= f 合 scos 8 合外力的功的求法：方法 1：先求出合外力，再利用 w=flcos 求出合外力的功。方法 2：先求出各個分力的功，合外力的功等于物體所受各力功的代數(shù)和。二、功率1 概念：功跟完成功所用時間的比值，表示力(或物體)做功的快慢。2 公式： p = w （平均功率）tp = fpcosp（平均功率或瞬時功率）3 單位：瓦特 w4 分類：額定功率：指發(fā)動機正常工作時最大輸

3、出功率實際功率：指發(fā)動機實際輸出的功率即發(fā)動機產(chǎn)生牽引力的功率，p 實p 額。5 分析汽車沿水平面行駛時各物理量的變化，采用的基本公式是 p=fv 和 f-f = ma6 應用：（1） 機車以恒定功率啟動時，由 p = fp（ p 為機車輸出功率， f 為機車牽引力，p為機車前進速度）機車速度不斷增加則牽引力不斷減小，當牽引力 f =度不再增大達到最大值pmax ，則pmax = p / f 。f 時，速（2） 機車以恒定加速度啟動時，在勻加速階段汽車牽引力 f 恒定為ma + f ，速度不斷增加汽車輸出功率 p = fp隨之增加，當 p = p額定 時， f 開始減小但仍大于f 因此機車速度

4、繼續(xù)增大，直至 f =pmax = p / f 。f 時，汽車便達到最大速度pmax ，則三、重力勢能1 定義：物體由于被舉高而具有的能，叫做重力勢能。2 公式： ep = mghh物體具參考面的豎直高度3 參考面a 重力勢能為零的平面稱為參考面；b 選取：原則是任意選取，但通常以地面為參考面若參考面未定，重力勢能無意義， 不能說重力勢能大小如何選取不同的參考面，物體具有的重力勢能不同，但重力勢能改變與參考面的選取無關(guān)。4 標量，但有正負。 重力勢能為正，表示物體在參考面的上方； 重力勢能為負，表示物體在參考面的下方； 重力勢能為零，表示物體在參考面上。5 單位：焦耳（j）6 重力做功特點：物

5、體運動時，重力對它做的功只跟它的初、末位置有關(guān)，而跟物體運動的路徑無關(guān)。7、重力做功與重力勢能變化的關(guān)系w = -dep（1） 物體的高度下降時，重力做正功，重力勢能減少，重力勢能減少的量等于重力所做的功；（2） 物體的高度增加時，重力做負功，重力勢能增加，重力勢能增加的量等于物體克服重力所做的功。（3） 重力勢能變化只與重力做功有關(guān)，與其他力做功無關(guān)。四、彈性勢能1 概念：發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間，由于彈力的相互作用具有勢能，稱之為彈性勢能。w2 彈力做功與彈性勢能的關(guān)系= -dep當彈簧彈力做正功時，彈簧的彈性勢能減小，彈性勢能變成其它形式的能；、當彈簧的彈力做負功時，彈簧的彈性勢能

6、增大，其它形式的能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能。這一點與重力做功跟重力勢能變化的關(guān)系相似。3 勢能：相互作用的物體憑借其位置而具有的能量叫勢能，勢能是系統(tǒng)所共有的。5、實驗：探究功與物體速度變化的關(guān)系（1） 實驗目的：通過實驗探究力對物體做的功與物體速度變化的關(guān)系；體會探究的過程和所用的方法（2） 實驗器材木板、小車、橡皮筋、打點計時器及電源、紙帶等。（3） 探究思路：設法讓橡皮筋對小車做的功分別為 w、2w、3w由紙帶和打點計時器分別測出小車獲得的速度 v1、v2、v3以橡皮筋對小車做的功為縱坐標（以第一次實驗時的功 w 為單位），小車獲得的速度為橫坐標，作出 w-v 曲線。如果 w-v 曲線是一條

7、直線，表明 wv；如果不是直線，可著手考慮是否存在下列關(guān)系：wv2、wv3、wv4.根據(jù) w-v 草圖，大致判斷兩個量可能是什么關(guān)系。如果認為很可能是wv2，就作出 w-v2 曲線，如果這條曲線是一條直線，就可以證明你的判斷是正確的。六、動能1 概念：物體由于運動而具有的能量，稱為動能。2 動能表達式： ek= 1 mp223 動能定理（即合外力做功與動能關(guān)系）：w = ek 2 - ek14 理解： f合 在一個過程中對物體做的功，等于物體在這個過程中動能的變化。 f合 做正功時，物體動能增加； f合 做負功時，物體動能減少。動能定理揭示了合外力的功與動能變化的關(guān)系。5 適用范圍：適用于恒力

8、、變力做功；適用于直線運動，也適用于曲線運動。6 應用動能定理解題步驟：a 確定研究對象及其運動過程b 分析研究對象在研究過程中受力情況，弄清各力做功c 確定研究對象在運動過程中初末狀態(tài)，找出初、末動能d 列方程、求解。七、實驗：驗證機械能守恒定律 實驗目的:學會用打點計時器驗證驗證機械能守恒定律的實驗方法和技能。 實驗器材:打點計時器、紙帶、復寫紙、低壓電源、重物（附紙帶夾子）、刻度尺、鐵架臺（附夾子）、導線。 實驗原理:只有重力做功的自由落體運動遵守機械能守恒定律，即重力勢能的減少量等于動能的增加量。利用打點計時器在紙帶上記錄下物體自由下落的高度，計算出瞬時速度，即可驗證物體重力勢能的減少

9、量與物體動能的增加量相等。 實驗步驟:1、將打點計時器固定在支架上，并用導線將打點計時器接在交流電源上；2、將紙帶穿過打點計時器，紙帶下端用夾子與重物相連，手提紙帶使重物靜止在靠近打點計時器的地方；3、接通電源，松開紙帶，讓重物自由下落，打點計時器就在紙帶上打下一系列小點；4、重復實驗幾次，從幾條打上點的紙帶中挑選第一、二兩點間的距離接近2mm，且點跡清晰的紙帶進行測量；5、記下第一個點的位置 o，在紙帶上選取方便的個連續(xù)點 1,2,3,4,5，用刻度尺測出對應的下落高度 h1,h2,.；6、用公式計算各點對應的瞬時速度；7、計算各點對應的勢能減少量和動能增加量，進行比較。八、機械能1 機械能

10、包含動能和勢能（重力勢能和彈性勢能）兩部分，即 e = ek + ep 。2 機械能守恒定律:在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機械能保持不變，即ek1 + ep1 = ek 2 + ep 2e1 = e2k= p 1= 2。3 機械能守恒條件: 做功角度：只有重力或彈力做功，無其它力做功；其它力不做功或其它力做功的代數(shù)和為零；系統(tǒng)內(nèi)如摩擦阻力對系統(tǒng)不做功。 能量角度：首先只有動能和勢能之間能量轉(zhuǎn)化，無其它形式能量轉(zhuǎn)化；只有系統(tǒng)內(nèi)能量的交換，沒有與外界的能量交換。4 運用機械能守恒定律解題步驟：a 確定研究對象及其運動過程b 分析研究對象在研究過程中受力情況，弄清

11、各力做功，判斷機械能是否守恒c 恰當選取參考面，確定研究對象在運動過程中初末狀態(tài)的機械能d 列方程、求解。九、能量守恒定律1 內(nèi)容：能量既不會消滅，也不會創(chuàng)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變，即 e機械能1 + e其它1 = e機械能2 + e其它2 。2 能量耗散：無法將釋放能量收集起來重新利用的現(xiàn)象叫能量耗散，它反映了自然界中能量轉(zhuǎn)化具有方向性。練習：1.下列關(guān)于功率的說法中正確的是a功率越大，做功越快b功率越大，做功越多 c實際功率一定等于額定功率d瞬時功率一定大于平均功率2.一輛汽車以額定功率行駛，下列說法中正

12、確的是a汽車的速度越大，則牽引力越大b汽車的速度越小，則牽引力越大c汽車一定做勻加速運動d汽車一定做勻速運動3. 今年年初我國南方部分地區(qū)遭遇了嚴重雪災.在抗雪救災中，運輸救災物資的汽車以額定功率上坡時，為增大牽引力，司機應使汽車的速度a減小b增大c保持不變d先增大后保持不變4.關(guān)于功率，下列說法中正確的是a功率是描述做功快慢的物理量，在國際單位制中，其單位是焦耳（j） b功率是描述做功快慢的物理量，在國際單位制中，其單位是瓦特（w） c功率是描述做功多少的物理量，在國際單位制中，其單位是焦耳（j）d功率是描述做功多少的物理量，在國際單位制中，其單位是瓦特（w）5.下圖所示的四幅圖是小明提包回

13、家的情景，其中小明提包的力不做功的是().2.一個力對物體做了負功，則說明(). a.這個力一定阻礙物體的運動b.這個力不一定阻礙物體的運動c.這個力與物體運動方向的夾角90d.這個力與物體運動方向的夾角 906.水平地面上有一木箱，木箱與地面之間的動摩擦因數(shù)為 (01)現(xiàn)對木箱施加一拉力 f，使木箱做勻速直線運動設 f 的方向與水平面夾角為 ，如圖所示， 在 從 0 逐漸增大到 90的過程中，木箱的速度保持不變，則()af 先減小后增大bf 一直增大cf 的功率減小df 的功率不變7.如圖所示，桌面離地高度為 h，質(zhì)量為 m 的小球，從離桌面 h 高處由靜止下落。若以桌面為參考平面，則小球落

14、地時的重力勢能及整個過程中小球重力做功分別為amgh，mg(h-h) bmgh，mg(h+h) c-mgh，mg(h-h) d-mgh，mg(h+h)8. 我國發(fā)射的“神舟七號”飛船在繞地球 45 圈后，與 2008 年 9 月 28 日勝利返航。在返回艙拖著降落傘下落的過程中，其重力做功和重力勢能變化的情況為 a重力做正功，重力勢能減小b重力做正功，重力勢能增加 c重力做負功，重力勢能減小d重力做負功，重力勢能增加9. 一物體在自由下落過程中，重力做了 2j 的功，則a該物體重力勢能減少，減少量等于 2j b該物體重力勢能減少，減少量大于 2j c該物體重力勢能減少，減少量小于 2j d該物

15、體重力勢能增加，增加量等于 2j10. 質(zhì)量不同而具有相同動能的兩個物體，在動摩擦因數(shù)相同的水平面上滑行到停止，則a質(zhì)量大的滑行的距離大b質(zhì)量大的滑行的時間長 c質(zhì)量大的滑行的加速度小d它們克服阻力做的功一樣多11. 質(zhì)量為 2kg 的物體以一定的初速度沿傾角為300 的斜面向上滑行，在向上滑行的過程中，其動能隨位移的變化關(guān)系如圖所示， 則物體返回到出發(fā)點時的動能為（取 g=10m/s2）a.196jks5ub.34jc.56jd.0 ks5u12. 放在光滑水平面上的物體，僅在兩個同向水平力的共同作用下開始運動，若這兩個力分別做了 6j 和 8j 的功，則該物體的動能增加了a48jb14jc

16、10jd2j13. 如圖所示，一薄木板斜擱在高度一定的平臺和水平地板上，其頂端與平臺相平， 末端位于地板的 p 處，并與地板平滑連接，將一可看成質(zhì)點的滑塊自木板頂端無初速度釋放，滑塊沿木板下滑，接著在地板上滑動，最終停在 q 處?；瑝K和木板及地板之間的動摩擦因數(shù)相同。現(xiàn)將木板截短一半，仍按上述方式擱在該平臺和 水平地板上，再次將滑塊自木板頂端無初速度釋放，則滑塊最終將停在ap 處bp、q 之間cq 處dq 的右側(cè)14. 一質(zhì)點開始時做勻速直線運動，從某時刻起受到一恒力作用此后，該質(zhì)點的動能可能()a一直增大b 先逐漸減小至某一非零的最小值， 再逐漸增大c先逐漸增大至某一最大值，再逐漸減小 d先

17、逐漸減小至零，再逐漸增大15.小球由地面豎直上拋，上升的最大高度為 h，設所受阻力大小恒定，地面為零勢能面在上升至離地高度 h 處，小球的動能是勢能的 2 倍，到達最高點后再下落至離地高度 h 處，小球的勢能是動能的 2 倍，則 h 等于()ha.92hb. 93hc. 94hd. 916. 一個小球從高處自由落下，則球在下落過程中的動能(). a.與它下落的距離成正比b.與它下落距離的平方成正比c.與它運動的時間成正比d.與它運動時間的平方成正比17. 如圖所示，長為 l、內(nèi)壁光滑的直管與水平地面成 30角固定放置將一質(zhì)量為 m 的小球固定在管底，用一輕質(zhì)光滑細線將小球與質(zhì)量為 mkm 的小

18、物塊相連，小物塊懸掛于管口現(xiàn)將小球釋放，一段時間后，小物塊落地靜止不動，小球繼續(xù)向上運動，通過管口的轉(zhuǎn)向裝置后做平拋運動，小球在轉(zhuǎn)向過程中速率不變(重力加速度為 g)(1)求小物塊下落過程中的加速度大小； (2)求小球從管口拋出時的速度大??；2(3)試證明小球平拋運動的水平位移總小于 2 l.18. 水平地面上的物體在水平恒力 f 的作用下由靜止開始運動，一段時間后撤去f，其運動的 v-t 圖像如圖所示，若物體與地面間滑動摩擦力的大小為 f，則 f 的大小為af=fbf= 1.5fcf=2f df=3f19. 如圖所示為用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗裝置(1) 實驗中使用的電源頻率是 5

19、0hz，則紙帶上打出的相鄰兩點的時間間隔為s(2) 實驗時，應使打點計時器的兩個限位孔在同一豎直線上這樣做可以（選填“消除”、“減小”或“增大”）紙帶與限位孔之間的摩擦(3) 在實際測量中，重物減少的重力勢能通常會 （選填“略大于”、“等于”或“略小于”）增加的動能20. 如圖所示，質(zhì)量為m 的物體以速度u0 離開桌面后經(jīng)過 a 點時，所具有的機械能是(以桌面為零勢能面，不計空氣阻力)a. 1 mp2 + mghpm0ahh2ob. 1 mp2 - mgh2oc. 1 mp22od. 1 mp22o+ mg(h - h)21. 如圖所示在光滑水平面上有一物體，它的左端接連著一輕彈簧，彈簧的另一

20、端固定在墻上，在力 f 作用下物體處于靜止狀態(tài)，當撤去力 f后，物體將向右運動，在物體向右運動的過程中，下列說法正確的是().a. 彈簧的彈性勢能逐漸減少b.物體的機械能不變c.彈簧的彈性勢能先增加后減少d.彈簧的彈性勢能先減少后增加22. 一蹦極運動員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺下落，到最低點時距水面還有數(shù)米距離假定空氣阻力可忽略，運動員可視為質(zhì)點，下列說法正確的是() a運動員到達最低點前重力勢能始終減小 b蹦極繩張緊后的下落過程中，彈力做負功，彈性勢能增加 c蹦極過程中，運動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機械能守恒 d蹦極過程中，重力勢能的改變與重力勢能零點的選取有關(guān)23. 第 16 屆

21、亞運會于 2010 年 11 月 12 日至 11 月 27 日在廣州舉行亞運會中的投擲鏈球、鉛球、鐵餅和標槍等體育比賽項目都是把物體斜向上拋出的運動，如圖所示，這些物體從被拋出到落地的過程中( ).a. 物體的機械能先減小后增大b. 物體的機械能先增大后減小c. 物體的動能先增大后減小，重力勢能先減小后增大d. 物體的動能先減小后增大，重力勢能先增大后減小24.已知貨物的質(zhì)量為 m，在某段時間內(nèi)起重機將貨物以 a 的加速度加速升高h，則在這段時間內(nèi)，下列敘述正確的是(重力加速度為 g)()a.貨物的動能一定增加 mahmghb貨物的機械能一定增加mah c貨物的重力勢能一定增加 mahd貨物

22、的機械能一定增加 mahmgh25 .一個盛水袋，某人從側(cè)面緩慢推裝液體的袋壁使它變形至如圖所示位置，則此過程中袋和液體的重心將()a. 逐漸升高b逐漸降低c先降低再升高d始終不變25.(2012廣州模擬)下列說法正確的是() a隨著科技的發(fā)展，第一類永動機是可以制成的b. 太陽照射到地球上的光能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空間的能量都消失了c. “既要馬兒跑，又讓馬兒不吃草”違背了能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，因而是不可能的d有種“全自動”手表，不用上發(fā)條，也不用任何形式的電源，卻能一直走動， 說明能量可以憑空產(chǎn)生26. 如圖美國空軍 x37b 無人航天飛機于 2010 年 4 月首飛，在 x

23、37b 由較低軌道飛到較高軌道的過程中()a. x37b 中燃料的化學能轉(zhuǎn)化為 x37b 的機械能b. x37b 的機械能要減少c. 自然界中的總能量要變大d. 如果 x37b 在較高軌道繞地球做圓周運動，則在此軌道上其機械能不變27. 如圖所示，一個小物體在足夠長的斜面上以一定初速度釋放，斜面各處粗糙程度相同，初速度方向沿斜面向上，則物體在斜面上運動的過程中() a動能一定是先減小后增大b. 機械能一直減小c. 如果某段時間內(nèi)摩擦力做功與物體動能的改變量相同，則此后物體動能將不斷增大d. 如果某段時間內(nèi)摩擦力做功為 w，再經(jīng)過相同的時間，兩段時間內(nèi)摩擦力做功可能相等28. 關(guān)于能量和能源，下列說法中正確的是 a能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中，其總量有可能增加 b能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中，其總量會不斷減少 c能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中總量保持不變，故節(jié)約能源沒有必要d能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性，且現(xiàn)有可利用的能源有限，故必須節(jié)約能源29 下列說法中正確的是a某種形式的能量減少，一定有其他形式的能量增加b能量耗散表明，能量的總量并不守恒 c隨著科技的發(fā)展，能量是可以憑空產(chǎn)生的 d隨著科技的發(fā)展，永動機是可以制成的30.能量守恒定律的建立是人類認識自然的一次重大飛躍，它是最普遍、最重要、最可靠的自然規(guī)律之一。下列說法中正