2018年高二物理學(xué)業(yè)水平測(cè)試《考點(diǎn)全程解讀》--第7章機(jī)械能考點(diǎn)全程解讀（必修2）

1、.第7章 機(jī)械能選修1-2主干知識(shí)網(wǎng)絡(luò)機(jī)械能守恒勢(shì)能重力勢(shì)能機(jī)械能功和能動(dòng)能動(dòng)能定理功功率考點(diǎn)過關(guān)解讀考點(diǎn)1功的概念、功的計(jì)算、功率“考點(diǎn)梳理 1、功的概念：物體受到力的作用，并且在力的方向上發(fā)生了一段位移，那么力對(duì)物體做了功。 1功的主體是力，講功時(shí)要講清哪個(gè)力做功，講物體做功實(shí)際上是對(duì)該物體施加的力做功。2功描繪的是力對(duì)空間積累效應(yīng)的物理量，是過程量。3功的兩個(gè)不可缺少的因素：力和力方向上的位移。4功只有大小沒有方向的量，功的正負(fù)并不代表大小，而是用來表示功的結(jié)果對(duì)物體能量的影響。2、功的計(jì)算方法1W=F·S·cos說明：此公式的適用條件是F為恒定的力，且S為物體的對(duì)地

2、位移，為F、S兩者間夾角。2W=P·t3做功的過程本質(zhì)上就是能量轉(zhuǎn)換的過程，能量變化的數(shù)量可用做功的多少來量度。4當(dāng)物體同時(shí)受到幾個(gè)力作用時(shí)，計(jì)算合外力做功常有兩種方法：一是先求合力，再根據(jù)W=FScos計(jì)算功，二是分別求各個(gè)力的功，再求出各個(gè)力做功的代數(shù)和。3、一個(gè)力F做功正、負(fù)的判斷1看F的方向與位移S或物體速度v方向夾角的大小，<90°，W>0；說明物體能量增加；=90°，W=0；>90°，W<0說明物體能量減少。假如力對(duì)物體做了負(fù)功，通常也說物體抑制力做了正功。2看物體間是否有能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移。3、功率：1定義：一個(gè)力所做的

3、功與所用時(shí)間的比值叫做功率2定義式：PW/t3單位：在國(guó)際單位制中，功率的單位是瓦特，符號(hào)W，4物理意義：描繪力對(duì)物體做功的快慢。5公式PFv常被用來分析汽車、火車等交通工具的發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，牽引力與速度之間的關(guān)系。上式說明，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P一定時(shí)牽引力F與速度v成反比，要增大牽引力，就要減小速度。 “典題聚焦例題1程度恒定的力F作用于放在光滑的程度面上的質(zhì)量為m的物體上，使物體沿著力的方向運(yùn)動(dòng)了位移S，此過程中力F做功W1，假設(shè)使程度恒定的力F作用于放在粗糙程度面上的質(zhì)量為2m的物體上，使其沿著力的方向運(yùn)動(dòng)位移也為S，那么此過程中力F做功W2，那么：A、W1>W2；B、W1=W2；C、W

4、1<W2；D、無法比較 解析恒定力的功，是指F做的功。根據(jù)功的定義，力F所做功只與F的大小及在力F的方向上發(fā)生的位移大小的乘積有關(guān)，不需考慮其它的因素，因兩次的力F一樣，位移S一樣，所以功相等，可見選項(xiàng)B是正確的。例題2如圖6-7所示，小船A和人的質(zhì)量共為200kg，小船B的質(zhì)量也為200kg，假設(shè)水對(duì)船的阻力不計(jì)，人用100N的力拉B船，求B船啟動(dòng)6S，人在這段時(shí)間里做了多少功？解析力的作用是互相的，當(dāng)人拉B船，使B船加速運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，B船也在拉A船，A船同樣有一加速度，而且在每個(gè)時(shí)刻相對(duì)速度都是A、B兩船速度之和，不管是A船還是B船的運(yùn)動(dòng)都是人做功的結(jié)果。人用力作用使A、B兩船產(chǎn)生的加

5、速度。6s內(nèi)A、B兩船的位移各為：故人做的功W=F·2S=100×2×9=1800J注意：在此問題中，容易產(chǎn)生的問題只考慮B船運(yùn)動(dòng)，而忽略了A船也同樣的反向運(yùn)動(dòng)，兩船運(yùn)動(dòng)獲得的能量都是通過做功由人體內(nèi)的能量轉(zhuǎn)化而來的，這也表達(dá)了做功的過程是不同形式能量間的轉(zhuǎn)化過程?？键c(diǎn)2重力勢(shì)能“考點(diǎn)梳理1定義：物體的重力勢(shì)能等于它所受的重力與所處高度的乘積。2定義式：Emgh 3重力勢(shì)能的相對(duì)性：選取不同的參考平面，同一物體的高度不同，物體的重力勢(shì)能的數(shù)值是不同的 .“典題聚焦例題在排球比賽中，某運(yùn)發(fā)動(dòng)用400N的力把質(zhì)量為270g的排球從2.8m的高度扣向?qū)Ψ降膱?chǎng)地中，在球被

6、扣到落地過程中，排球的重力勢(shì)能變化了多少？g取10m/s2解析選地面為參考平面，那么h2.8m。EPmgh0.27×10×2.8J7.56J答：勢(shì)能減少了7.56J。研究重力勢(shì)能問題的步驟：1、選取研究對(duì)象；2、選擇參考平面；3、確定物體初末位置相對(duì)參考平面的高度；4、利用重力做功合重力勢(shì)能改變的關(guān)系?？键c(diǎn)3動(dòng)能、動(dòng)能定理“考點(diǎn)梳理1、動(dòng)能定理 可以寫成：W = Ek2 Ek1。其中Ek2表示末動(dòng)能Ek1表示初動(dòng)能。2、用動(dòng)能定理求變力做的功由于某些力F的大小或方向變化，所以不能直接由公式W=FScos計(jì)算它們做的功，此時(shí)可由其做功的結(jié)果動(dòng)能的變化來求變力F做的功。3、在不

7、同過程中運(yùn)用動(dòng)能定理由于物體運(yùn)動(dòng)過程中可能包括幾個(gè)不同的物理過程，解題時(shí)，可以分段考慮，也可視為一整體過程，往往對(duì)全過程運(yùn)用動(dòng)能定理比較簡(jiǎn)便?！暗漕}聚焦例題1一列質(zhì)量為M=5.0×105kg的火車，在一段平直的軌道上始終以額定功率P行駛，在300S內(nèi)的位移為2.85×103m，而速度由8m/s增加到火車在此軌道上行駛的最大速度17m/s。設(shè)火車所受阻力f大小恒定，求1、火車運(yùn)動(dòng)中所受阻力f的大小；2、火車頭的額定功率P的大小。解析火車的初速度和末速度分別用V0和Vt表示，時(shí)間用t表示，位移用S表示，根據(jù)動(dòng)能定理有：Pt-fs=火車速度到達(dá)最大時(shí)，牽引力等于阻力f，根據(jù)瞬時(shí)功

8、率的計(jì)算公式有：P=fVe?？键c(diǎn)4機(jī)械能守恒定律“考點(diǎn)梳理 1、機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容：在只有重力或彈力做功的系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能與勢(shì)能可以互相轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。2、數(shù)學(xué)表達(dá)式： A、系統(tǒng)原來的機(jī)械能=如今的機(jī)械能一般確定地面或最低點(diǎn)為零勢(shì)能參考點(diǎn)B、系統(tǒng)中動(dòng)能的增加等于勢(shì)能的減少；與參考點(diǎn)選擇無關(guān)3、機(jī)械能守恒條件： A、只發(fā)生動(dòng)能與勢(shì)能間轉(zhuǎn)化；B、只有重力彈簧彈力做功?！暗漕}聚焦例題1 如圖11所示，半徑R=0.40m的光滑半圓環(huán)軌道處于豎直平面內(nèi)，半圓環(huán)與粗糙的程度地面相切于圓環(huán)的端點(diǎn)A。一質(zhì)量m=0.10kg的小球，以初速度v0=7.0m/s在程度地面上向左作加速度a=3.0m/s2的

9、勻減速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)4.0m后，沖上豎直半圓環(huán)，最后小球落在C點(diǎn)。求A、C間的間隔 取重力加速度g=10m/s2。解析ABCv0R圖11勻減速運(yùn)動(dòng)過程中，有：1恰好作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)物體在最高點(diǎn)B滿足：mg=m 2m/s2假設(shè)物體能到達(dá)圓環(huán)的最高點(diǎn)B，由機(jī)械能守恒： 3聯(lián)立1、3可得 =3m/s因?yàn)椋孕∏蚰芡ㄟ^最高點(diǎn)B。 小球從B點(diǎn)作平拋運(yùn)動(dòng)，有：2R45由4、5得：1.2m 例題2如下圖，半徑為R、圓心為O的大圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，兩個(gè)輕質(zhì)小圓環(huán)套在大圓環(huán)上一根輕質(zhì)長(zhǎng)繩穿過兩個(gè)小圓環(huán)，它的兩端都系上質(zhì)量為m的重物，忽略小圓環(huán)的大小。1將兩個(gè)小圓環(huán)固定在大圓環(huán)豎直對(duì)稱軸的兩側(cè)=30°的

10、位置上如圖在兩個(gè)小圓環(huán)間繩子的中點(diǎn)C處，掛上一個(gè)質(zhì)量M=m的重物，使兩個(gè)小圓環(huán)間的繩子程度，然后無初速釋放重物M設(shè)繩子與大、小圓環(huán)間的摩擦均可忽略，求重物M下降的最大間隔 2假設(shè)不掛重物M小圓環(huán)可以在大圓環(huán)上自由挪動(dòng)，且繩子與大、小圓環(huán)間及大、小圓環(huán)之間的摩擦均可以忽略，問兩個(gè)小圓環(huán)分別在哪些位置時(shí)，系統(tǒng)可處于平衡狀態(tài)? 解析1重物向下先做加速運(yùn)動(dòng)，后做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)重物速度為零時(shí)，下降的間隔 最大設(shè)下降的最大間隔 為，由機(jī)械能守恒定律得解得 另解h=0舍去2系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)時(shí)，兩小環(huán)的可能位置為a兩小環(huán)同時(shí)位于大圓環(huán)的底端b兩小環(huán)同時(shí)位于大圓環(huán)的頂端c兩小環(huán)一個(gè)位于大圓環(huán)的頂端，另一個(gè)位于大圓環(huán)的底端d除上述三種情況外，