機(jī)械能守恒定律基礎(chǔ)知識版

第四章機(jī)械能守恒定律基礎(chǔ)知識版一、功1.表達(dá)式W=（設(shè)力和位移方向夾角為a,注：此公式只適用于恒力做功）實(shí)際計(jì)算中，靈活使用，既可以把位移沿力的方向分解，也可以把力沿位移的方向分解。3.功的單位是。功是量（標(biāo)或者矢），而且還是 量（過程或者狀態(tài)），它的正負(fù)取決于的值。若計(jì)算結(jié)果為正值，則說明這個(gè)力起到力的效果；反之，若計(jì)算結(jié)果為負(fù)值，則說明這個(gè)力起到力的效果?！?】如圖7—1所示，小物塊位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平地面上.從地面上看，在小物塊沿斜面下滑的過程中，斜面對小物塊的作用力（）A.垂直于接觸面，做功為零B.垂直于接觸面，做功不為零C.不垂直于接觸面，做功為零D.不垂直于接觸面，做功不為零【2】一粒質(zhì)量為m的鋼珠從靜止?fàn)顟B(tài)開始自由下落，然后陷入泥潭中.設(shè)泥潭對鋼珠的阻力為力鋼珠在空中下落的高度為h1，進(jìn)入泥潭后又下落了h2,然后停住.則在鋼珠下落的全過程中，重力所做的功等于，鋼珠克服泥潭阻力所做的功等于 .【3】物體在拉力F的作用下，沿水平面做直線運(yùn)動，如圖所示.已知拉力的方向與水平方 一々向的夾角是37°,拉力的大小為300N.在物體移動50m的過程中，拉力F對物體做的 於一功為J.若車受到的阻力是200N,則這個(gè)過程中，物體克服阻力做功為J, “LJ—“合外力做功J。（cos37°=0.8）【4】用水平力分別推在光滑水平面上的物塊和在粗糙水平斜面上的物塊，如果推力相同，物塊通過的位移也相同，則（）A.推力對物塊做的功一樣多B.在光滑水平面上推力做的功較多C.在粗糙水平面上推力做的功較多D.無法確定哪種情況做功較多【5】質(zhì)量為m的電梯廂在豎直方向上勻速地下降，下列關(guān)于各力做功情況的說法中，正確的是（）A.重力做正功，拉力做負(fù)功，合力不做功B.重力做負(fù)功，拉力做正功，合力做正功C.重力做負(fù)功，拉力做正功，合力不做功D.重力不做功，拉力做正功，合力做正功【6】關(guān)于功的概念，下列說法正確的是（）A.物體受力越大，位移越大，力對物體做功越多B.由于功有正負(fù)，所以功是矢量C.摩擦力一定對物體做負(fù)功D.摩擦力可能對物體做正功5.某固定斜面，高6m,長10m.質(zhì)量為5kg的物體從斜面頂端沿斜面下滑，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.2.重力加速度g=10m/s2.則物體從頂端 Q滑到底端過程中，重力對物體做了多少功？滑動摩擦力對物體做了多少功？ 廣人、支持力對物體做了多少功？合力對物體做了多少功？二、功率.力對物體做功大小與所用時(shí)間的比值，表示物體做功的。.單位： .功率是量（標(biāo)或矢）.公式：（1）通用公式： （2）功率、力和速度之間的公式：★經(jīng)典例子：汽車的兩種起動方式（1）以恒定的功率起動?恒定、v增大一一：'F減小 ia減小當(dāng)F減小到等于f時(shí)：F.=f-a=0,速度不再變化，達(dá)到最大值V,V=P=P,之后汽車以v勻速運(yùn)動.min mmFf mmin（2）以恒定的牽引力起動（設(shè)額定功率為P額）F恒定、v增大- 嚇實(shí)增大一P實(shí)增大到與額定功率P額相等，此時(shí)速度為v1（勻加速運(yùn)動到此為止）之后汽車在恒定的P額下繼續(xù)加速，牽引力F不再保持恒定：F-/1nF恒定、v增大一一一F減小 ia減小當(dāng)F減小到等于f時(shí)：Fmm=f—a=0，速度不再變化，達(dá)到最PP大值v,v=——=:，，之后汽車以v勻速運(yùn)動.TOC\o"1-5"\h\zmmFf mmin【1】質(zhì)量為0.5kg的物體，從100m高處自由下落，在下落前3s內(nèi)重力對物體做功J,前3s內(nèi)重力的平均功率是 W,第3s末重力對物體做功的瞬時(shí)功率是 W.【2】質(zhì)量為m的物體，沿傾角為a的光滑斜面，由靜止開始下滑.當(dāng)物體下滑了距離s時(shí)，重力做功的平均功率為，瞬時(shí)功率為.【3】升降機(jī)吊起重為1.4X104N的貨物，貨物以0.7m/s的速度勻速上升.這時(shí)升降機(jī)提升貨物做功的功率是 W.【4】質(zhì)量為2kg的物體做自由落體運(yùn)動，經(jīng)過4s落地.取g=10m/s2.這2s內(nèi)重力所做的功是 J,重力做功的平均功率是 W,物體落地時(shí)，重力做功的瞬時(shí)功率是 W.【5】一艘輪船發(fā)動機(jī)的額定功率為3.0X105kW,在輸出功率等于額定功率的情況下，輪船以最大速度航行時(shí)，所受的阻力為2X107N,則輪船航行的最大速度是 m/s.【6】汽車在平直公路上行駛，它受到的阻力大小不變.若發(fā)動機(jī)的功率保持恒定，汽車在加速行駛的過程中，它的牽引力F和加速度a的變化情況是（）A.F逐漸減小，a也逐漸減小 B.F逐漸增大，a逐漸減小

C.F逐漸減小，a逐漸增大 D.F逐漸增大，a也逐漸增大【7】質(zhì)量為2t的汽車，保持40kW的功率行駛，能達(dá)到的最大速度為40m/s.求:(1)它以最大速度前進(jìn)時(shí)，所受阻力的大??；(2)若汽車受阻力大小不變，它的速度為20m/s時(shí)加速度的大小.【8】汽車發(fā)動機(jī)的額定功率為60kW,汽車的質(zhì)量為5t,汽車在水平路面上行駛時(shí)，所受阻力是車重的0.1倍，g=10m/s2.求：(1)若汽車保持額定功率從靜止起動后能達(dá)到的最大速度是多少？(2)若汽車從靜止開始，保持以0.5m/s2的加速度作勻加速直線運(yùn)動，這一過程通過的位移是多大？用了多長時(shí)間？【9】質(zhì)量為m的物體從傾角為的光滑斜面頂端由靜止開始下滑.求:(1)物體下降的高度為h的過程中，重力做功的平均功率；(2)當(dāng)物體下降的高度為h時(shí)，重力做功的瞬時(shí)功率.三、重力勢能.重力做功(1)重力做功至于始末位置的高度差有關(guān)，與運(yùn)動路徑完全無關(guān)。(2)當(dāng)物體上升時(shí)，重力做—功；當(dāng)物體下降時(shí)，重力做—功。.重力勢能(1)定義：物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能。(2)大小：E=p(3)單位： (4)重力勢能需要選取零勢能面，物體位置在其上，則重力勢能取正值。(5)系統(tǒng)性：重力勢能時(shí)地球與物體所組成的系統(tǒng)共有的。

.重力勢能與重力做功的關(guān)系△E= p即：物體重力做正功，重力勢能;物體重力做負(fù)功，重力勢能?！?】關(guān)于重力做功，下列說法正確的是（）A.重力做負(fù)功，可以說物體克服重力做功B.重力做正功，重力勢能一定減小C.重力做負(fù)功，重力勢能一定減小 D.重力做功與物體運(yùn)動的路徑無關(guān)【2】關(guān)于重力勢能，下列說法中正確的是（）A.重力勢能的大小只由重物本身決定 B.重力勢能恒大于零C.在地面上的物體具有的重力勢能一定等于零D.重力勢能實(shí)際上是物體和地球所共有的【3】如圖所示，桌面高為h，質(zhì)量為m的小球從離桌面高H處自由落下，不計(jì)空氣阻力，假設(shè)自由下落處的重力勢能為零，則小球落地前瞬間的重力勢能為B.mgHDB.mgHD.—mghC.-mg(h+H)【4】一人手托重40N的物體先豎直向下移動0.5m,接著水平移動2m,此過程中，重力做功為 J,物體重力勢能（填“增加”或“減少”）了J.g【5】起重機(jī)以一的加速度將質(zhì)量為m的物體勻加速地沿豎直方向提升高度h.求:2（1）起重機(jī)鋼索的拉力對物體做的功；（2）物體克服重力做的功；（3）物體的重力勢能的變化量.五、探究彈性勢能的表達(dá)式.彈性勢能：物體由于發(fā)生而具有的能量叫做彈性勢能。.彈性勢能是量，具有系統(tǒng)性。對于彈簧，一般規(guī)定其處于原長時(shí)的勢能為零勢能。.彈性勢能表達(dá)式E=P對彈性勢能的表達(dá)式高考不要求，但是求其做的功往往采用圖像法，即建立坐標(biāo)系，橫坐標(biāo)為伸長量，縱坐標(biāo)為F（胡克定律），然后計(jì)算功（也就是面積），另外就是動能定理?！?】圖7-13甲中，反映了物體受到的外力F隨位移l變化的圖象，由此可知，在物體發(fā)生位移10m的過程中，力F所做的功為J.我們在“探究彈簧彈力與伸長的關(guān)系”時(shí)，得到了圖像7—13乙，則利用無限分割的思想可以推斷，彈簧從原長伸長10cm的過程中，彈簧彈力所做功的絕對值為 J,此過程中，彈簧彈力做(填“正”或“負(fù)”)功，彈性勢能(填“增加”或“減小”)J圖7—13七、動能和動能定理1.動能(1)定義：物體由于運(yùn)動而具有的能量叫做動能。(2)表達(dá)式：E= k(3)動能是 量。2.動能定理(1)內(nèi)容：合外力在一個(gè)過程中對物體所做的功，等于物體在這個(gè)過程中動能的變化。特別說明：它不僅適用于物體在恒力作用下的運(yùn)動，也適用于物體在變力作用下的運(yùn)動；不僅適用于直線運(yùn)動，也適用于曲線運(yùn)動.(2)表達(dá)式： 【1】質(zhì)量為m的物體從距地面高H處自由下落(不計(jì)空氣阻力)，落至地面后，陷入沙坑的深度為h.求物體在沙坑中所受到的阻力(設(shè)該過程中阻力大小不變).【2】一輛汽車，質(zhì)量為m,它沿平直公路以恒定功率P0由靜止開始運(yùn)動.經(jīng)過時(shí)間t,汽車達(dá)到最大速度vmax,則此過程中阻力所做的功為 .若此過程汽車的位移為s,則汽車所受阻力的大小為 (設(shè)汽車所受阻力恒定).【3】如圖7—3所示，一個(gè)質(zhì)量為m的小球，用長為l的輕繩在水平拉力F的作用下，從最低點(diǎn)A緩慢地移到B點(diǎn)，此時(shí)輕繩與豎直方向的夾角為。.則在這個(gè)過程中力F所做的功為多少？【4】輕彈簧的勁度系數(shù)為匕一端固定，另一端用力緩慢把它由原長拉長Al,彈簧彈力做功的絕對值為W1；繼續(xù)用力緩慢把它再拉長Al(彈簧處于彈性限度內(nèi))，彈簧彈力做功的絕對值為W2.則W1：W2=()1：11：41：34：1【5】用恒力F豎直向上拉一物體，使其由地面加速上升到某一高度.若不考慮空氣阻力，則在此過程中()A.力F做的功等于物體動能的增量B.力F做的功大于物體動能的增量C.力F和重力的合力所做的功等于物體動能的增量D.力F和重力的合力所做的功小于物體動能的增量【6】質(zhì)量為100g的子彈離開槍口時(shí)的速度為400m/s,該槍槍管長0.5m.設(shè)子彈在槍管中始終受到火藥爆炸所產(chǎn)生的作用力.求：(1)子彈離開槍口時(shí)的動能；(2)火藥爆炸產(chǎn)生的作用力對子彈所做的功；(3)若將火藥爆炸產(chǎn)生的作用力當(dāng)作恒力，求此作用力的大小.【7】一子彈射向若干塊同樣材料、同樣厚度的固定木板，在每一塊木板中子彈受阻力大小都相等.若子彈以%射穿第一塊木板后速度減為0.8%.問子彈還能再射穿透幾塊木板？八、機(jī)械能守恒定律(1)機(jī)械能包括：動能、重力勢能和彈性勢能.重力勢能屬于物體和地球組成的重力系統(tǒng)，彈性勢能屬于彈簧的彈力系統(tǒng)。所以，機(jī)械能守恒定律的適用對象是系統(tǒng).(2)機(jī)械能守恒的條件：在系統(tǒng)內(nèi)，只有重力和彈力做功，其他內(nèi)力和外力都不做功.(3)使用機(jī)械能守恒定律解題的基本步驟：(a)明確研究對象.(b)分析研究對象的受力及其做功的情況，判斷是否滿足機(jī)械能守恒的條件.(c)確定研究過程，選擇合適的零勢能參考平面，分析物體在初、末狀態(tài)時(shí)的動能和勢能的情況.(d)根據(jù)機(jī)械能守恒定律，列方程求解.九、能量守恒定律與能源.能量守恒定律：能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，只會從一種形式轉(zhuǎn)化到另一種形式,

或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，總能量不變。.功是能量轉(zhuǎn)化的量度⑴合力的功是物體動能變化的量度：卬總=3Ek（2）重力的功是重力勢能變化的量度：WG=-AEp⑶彈簧彈力的功是彈性勢能變化的量度：W3=-AE斕^彈 P^彈（4）除重力和彈簧彈力以外的其他力的功是機(jī)械能變化的量度：W其他力=AE【1】一個(gè)物體從光滑斜面頂端由靜止開始下滑，斜面的高為1m,長為2m,不計(jì)空氣阻力，物體滑到斜面底端時(shí)的速度是多大？【2】一臺起重機(jī)沿豎直方向以加速度。吊起一質(zhì)量為M的重物.在上升h高度的過程中（）A.物體的重力勢能增加了MghB.物體的動能增加了MahC.物體的動能增加了M（g+a）hD.物體的機(jī)械能增加了M（g+a）h【3】質(zhì)量為m的石子從距地面高為H的塔頂以初速度%豎直向下運(yùn)動.若只考慮重力作用，則石子下落到距地面高為h處時(shí)的動能為（g表示重力加速度）（）一1 -B.mgH-mghA.mgH+B.mgH-mgh2 01mgH1mgH+—mv2-mgh2 0mgH+^mv2+mgh

2 0【4】如圖7-16所示，小球從高處落下碰到豎直放置的輕彈簧，在將彈簧壓縮到最短的整個(gè)過程中，下列關(guān)于能量的敘述中正確的是（）TOC\o"1-5"\h\zA.重力勢能和動能之和總保持不變 O[B.重力勢能和彈性勢能之和總保持不變 |gC.動能和彈性勢能之和總保持不變 gD.重力勢能、彈性勢能和動能之和總保持不變 g在位置處動能最大?！?】如圖7-17所示，一個(gè)物體從光滑曲面頂端由靜止開始滑下，斜面高3.2m.不計(jì)空氣阻力，物體滑到斜面底端的速度是多大？（取g=10m/s2）.一個(gè)質(zhì)量為0.5kg的小球，從距地面高6m處開始做自由落體運(yùn)動，小球與地面碰撞過程中損失的機(jī)械能為25J,那么小球與地面碰撞后，豎直向上跳起的最大高