第14講.機械能(2).學生版

學生姓名：學生姓名：上課時間：機械能（2）2014年高機械能（2）2014年高考解決方案機械能（2）2013年高考解決方案高考解決方案 第一階段·模塊課程·機械能（2） Pageof13第8講機械能（2）階段復習階段復習前段時間學習的內容現在是否依然很熟練？是否需要去自己的錯題寶庫游覽一番？2014年高考怎么考2014年高考怎么考內容細目要求層次考綱要求功、功率、動能、動能定理II重力勢能、重力做功與重力勢能改變關系、彈性勢能II功能關系機械能守恒定律及其應用II考點解讀機械能多以計算題形式考查，占15分左右．2011年2012年201321題22、23、24題19、23題目錄1、機械能守恒定律及應用2、多個物體多個運動過程問題3、功能關系與能量守恒定律4、變力做功的解法知識講練知識講練機械能守恒定律的條件及簡單應用機械能守恒定律的內容①表述一：在只有重力或彈力做功的系統內，只有動能和勢能間相互轉換，但機械能的總量保持不變，這就是所謂的機械能守恒定律；只有彈力做功時，動能和彈性勢能間相互轉換，機械能的總量也保持不變，這也叫機械能守恒定律．②表述二：如果沒有摩擦和介質阻力，物體只發(fā)生動能和勢能的相互轉化時，機械能的總量保持不變．備注：勢能只包括重力勢能和彈性勢能.機械能守恒定律的各種表達形式：，；；守恒的含義：機械能時時刻刻不變才叫守恒，如中間某時刻有變化，不叫守恒，只能說前后不變．判斷方法：當研究對象（除地球以外）只有一個物體時，往往根據是否“只有重力做功”來判定機械能是否守恒；當研究對象（除地球以外）由多個物體組成時，往往根據是否“沒有摩擦和介質阻力”來判定機械能是否守恒．解題步驟①選擇系統；②由守恒條件判斷系統機械能是否守恒；③確定初、末狀態(tài)；④寫守恒等式時應注意狀態(tài)的同一性；注意：重力勢能中的h為重心的變化量.關于機械能是否守恒的敘述，正確的是（）A．做勻速直線運動的物體機械能一定守恒B．做變速運動的物體機械能可能守恒C．外力對物體做功為零時，機械能一定守恒D．若只有重力對物體做功，物體的機械能一定守恒如圖物塊和斜面都是光滑的，物塊從靜止沿斜面下滑過程中，物塊機械能是否守恒？系統機械能是否守恒？如圖，光滑水平面上，子彈m水平射入木塊后留在木塊內現將子彈、彈簧、木塊合在一起作為研究對象，則此系統從子彈開始射入木塊到彈簧壓縮到最短的整個過程中，系統（）A．能量守恒，機械能不守恒 B．能量不守恒，機械能不守恒C．能量機械能均守恒 D．能量不守恒，機械能守恒如圖所示，輕彈簧一端與墻相連，質量為的木塊沿光滑的水平面以的速度運動并壓縮彈簧，求彈簧在被壓縮過程中的最大彈性勢能及木塊速度減為時的彈性勢能．如圖，跳臺滑雪運動員經過一段加速滑行后從O點水平飛出，經過落到斜坡上的A點．已知O點是斜坡的起點，斜坡與水平面的夾角，運動員的質量．不計空氣阻力．（取，；g?。┣螅海?）A點與O點的距離大??；（2）運動員離開O點時的速度大?。唬?）運動員落到A點時的動能．如圖所示，光滑的水平軌道與光滑半圓軌道相切．圓軌道半徑，一小球停放在光滑水平軌道上，現給小球一個的初速度，求小球從點拋出時的速度．如圖所示，AB為光滑的水平面，BC是傾角為α的足夠長的光滑斜面(斜面體固定不動)。AB、BC間用一小段光滑圓弧軌道相連。一條長為L的均勻柔軟鏈條開始時靜止的放在ABC面上，其一端D至B的距離為L－a?，F自由釋放鏈條，則：鏈條的D端滑到B點時，鏈條的速率為多大？多對象、多過程問題多個物體多過程問題往往比較復雜，常常以下2種思路：隔離法：分對象，分過程研究整體法：對系統或對全過程研究長為2L的輕桿上端及正中央固定兩個質量均為m的小球，桿豎直立在光滑的水平面上，桿原來靜止，現讓其自由倒下，設桿在倒下過程中下端始終不離開地面，則A球著地時速度為（A．B． C．D．如圖所示，質量分別為2m和3m的兩個小球固定在一根直角尺的兩端A、B，直角尺的頂點O處有光滑的固定轉動軸．AO、BO的長分別為2L和L．開始時直角尺的AO部分處于水平位置而B在O的正下方．讓該系統由靜止開始自由轉動，求：⑴當A到達最低點時，A小球的速度大小v；⑵B球能上升的最大高度h；⑶開始轉動后B如圖，的質量，的質量，傾角的斜面固定在水平地面上．開始時將按在地面上不動，然后放手，讓沿斜面下滑而上升．與斜面無摩擦．設當沿斜面下滑距離后，細線突然斷了，求上升的最大高度．內壁及邊緣光滑的半球形容器的半徑為質量為和的兩個小球用不可伸長的細線相連，現將由靜止從容器邊緣內側釋放，如圖所示，試計算滑到容器底時，兩者的速率分別為多大?在水平光滑細桿上穿著A、B兩個剛性小球，兩球間距離為L，用兩根長度同為L的不可伸長的輕繩與C球連接（如圖20所示），開始時三球靜止二繩伸直，然后同時釋放三球．已知A、B、C三球質量相等，試求A、B二球速度V的大小與C球到細桿的距離h之間的關系． 如圖所示，某人通過一根跨過定滑輪的輕繩提升一個質量為m的重物，開始時人在滑輪的正下方，繩下端A點離滑輪的距離為H．人由靜止拉著繩向右移動，當繩下端到B點位置時，人的速度為v，繩與水平面夾角為θ．問在這個過程中，人對重物做了多少功？一輛車通過一根跨過定滑輪的繩PQ提升井中質量為m的物體，如圖所示．繩的P端拴在車后的掛鉤上，Q端拴在物體上．設繩的總長不變，繩的質量、定滑輪的質量和尺寸、滑輪上的摩擦都忽略不計．開始時，車在A點，左右兩側繩都已繃緊并且是豎直的，左側繩長為H．提升時，車加速向左運動，沿水平方向從A經過B駛向C．設A到B的距離也為H，車過B點時的速度為vB．求在車由A移到B的過程中，繩Q端的拉力對物體做的功．如圖所示，小滑塊從斜面頂點A由靜止滑至水平部分C點而停止．已知斜面高為h，滑塊運動的整個水平距離為s，設轉角B處無動能損失，斜面和水平部分與小滑塊的動摩擦因數相同，求此動摩擦因數．將小球以初速度v0豎直上拋，在不計空氣阻力的理想狀況下，小球將上升到某一最大高度．由于有空氣阻力，小球實際上升的最大高度只有該理想高度的80%．設空氣阻力大小恒定，求小球落回拋出點時的速度大小v．總質量為M的列車，沿水平直線軌道勻速前進，其末節(jié)車廂質量為m，中途脫節(jié)，司機發(fā)覺時，機車已行駛L的距離，于是立即關閉油門，除去牽引力，如圖所示．設運動的阻力與質量成正比，機車的牽引力是恒定的．當列車的兩部分都停止時，它們的距離是多少？SS2S1LV0V0如圖所示，斜面足夠長，其傾角為α，質量為m的滑塊，距擋板P為s0，以初速度v0沿斜面上滑，滑塊與斜面間的動摩擦因數為μ，滑塊所受摩擦力小于滑塊沿斜面方向的重力分力，若滑塊每次與擋板相碰均無機械能損失，求滑塊在斜面上經過的總路程為多少？質量為5t的汽車以恒定的輸出功率75kW在一條平直的公路上由靜止開始行駛，在10s內速度達到10m/s，求摩擦阻力在這段時間內所做的功．下圖所示，一個質量為m的小球自高為h的地方，由靜止落下，空氣阻力為小球重力的0．02倍．小球與地面碰撞無機械能損失，小球多次彈起落下，最后靜止于地面．小球從下落開始到最后停下來運動的總路程為多少？如圖15所示，AB與CD為兩個對稱斜面，其上部都足夠長，下部分分別與一個光滑的圓弧面的兩端相切，圓弧圓心角為1200，半徑R=2．0m，一個物體在離弧底E高度為h=3．0m處，以初速度V0=4m/s沿斜面運動，若物體與兩斜面的動摩擦因數均為μ=0．02，則物體在兩斜面上（不包括圓弧部分）一共能走多少路程？（g=10m/s2）．功能關系與能量守恒定律動能定理反映了合外力做的功和動能改變的關系，即合外力做功的過程，是物體的動能和其他形式的能量相互轉化的過程，合外力所做的功，是物體動能變化的量度，即．重力做功的過程是重力勢能和其他形式的能量相互轉化的過程，重力做的功量度了重力勢能的變化，即．彈力做正功,彈性勢能減少；彈力做負功，彈性勢能增加．彈力對物體所做的功=物體彈性勢能增量的負值．即W彈力=EP1—EP2=-ΔEP．在只有重力和彈簧的彈力做功的物體系內，動能和勢能可以互相轉化，但機械能的總量保持不變．即EK2+EP2=EK1+EP1，或ΔEK=-ΔEP．重力和彈力以外的力做功的過程是機械能和其他形式的能量相互轉化的過程，重力和彈力以外的力做的功量度了機械能的變化，即．能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，在轉化或轉移的過程中，能量的總量不變．這就是能量守恒定律．游樂場中的一種滑梯如圖所示．小朋友從軌道頂端由靜止開始下滑，沿水平軌道滑動了一段距離后停下來，則（）A．下滑過程中支持力對小朋友做功B．下滑過程中小朋友的重力勢能增加C．整個運動過程中小朋友的機械能守恒D．在水平面滑動過程中摩擦力對小朋友做負功下列說法中正確的是A．運動物體所受的合外力不為零，合外力必做功，物體的動能肯定要變化B．運動物體所受的合外力為零，則物體的動能肯定不變C．運動物體的動能保持不變，則該物體所受合外力不一定為零D．運動物體所受合外力不為零，則該物體一定做變速運動，其動能肯定要變化如圖所示，木板OA水平放置，長為L，在A處放置一個質量為m的物體，現繞O點緩慢抬高到端，直到當木板轉到與水平面成角時停止轉動.這時物體受到一個微小的干擾便開始緩慢勻速下滑，物體又回到O點，在整個過程中（）①支持力對物體做的總功為②摩擦力對物體做的總功為零③木板對物體做的總功為零④木板對物體做的總功為正功A．①②B．②③C．①④D．①③如圖所示，在半徑為R的四分之一光滑圓弧軌道的頂端a點，質量為m的物塊(可視為質點)由靜止開始下滑，經圓弧最低點b滑上粗糙水平面，圓弧軌道在b點與水平軌道平滑相接，物塊最終滑至c點停止．若物塊與水平面間的動摩擦因數為μ，下列說法正確的是()A．物塊滑到b點時的速度為eq\r(gR)B．物塊滑到b點時對b點的壓力是2mgC．c點與b點的距離為eq\f(R,μ)D．整個過程中物塊機械能損失了mgR物體以150J的初動能從某斜面的底端沿斜面向上作勻減速運動，當它到達某點P時，其動能減少了100J時，機械能減少了30J，物體繼續(xù)上升到最高位置后又返回到原出發(fā)點，其動能等于_______．水平地面上鋪n塊磚，每塊磚的質量為m，厚度為h．如將磚一塊一塊地疊放起來，至少做多少功？如圖所示，勁度系數為k1的輕質彈簧兩端分別與質量為m1、m2的物塊1、2拴接，勁度系數為k2的輕質彈簧上端與物塊2拴接，下端壓在桌面上（不拴接），整個系統處于平衡狀態(tài)，現施力將物塊1緩慢地豎直上提直到下面那個彈簧的下端剛脫離桌面，在此過程中，物塊2的重力勢能增加了____________，物塊1的重力勢能增加了___________．如圖所示，質量m為2千克的物體，從光滑斜面的頂端A以v0=5m/s的初速度滑下，與處于原長的彈簧接觸并將彈簧壓縮到B點時的速度為零，已知從A到B的豎直高度h=5m，求彈簧的彈力對物體所做的功．質量為m的子彈以水平速度v1射入速度v2沿同一方向運動的木塊中，木塊質量為M，當子彈進入木塊深度為d時，子彈和木塊的速度分別為v1′和v2′，若木塊和子彈的相互作用力恒為f，求這一過程中子彈和木塊組成的系統損失的動能．一傳送帶裝置示意圖如圖，其中傳送帶經過AB區(qū)域時是水平的，經過BC區(qū)域時變?yōu)閳A弧形（圓弧由光滑模板形成，未畫出），經過CD區(qū)域時是傾斜的，AB和CD都與BC相切．現將大量的質量均為m的小貨箱一個一個在A處放到傳送帶上，放置時初速為零，經傳送帶運送到D處，D和A的高度差為h．穩(wěn)定工作時傳送帶速度不變，CD段上各箱等距排列，相鄰兩箱的距離為L．每個箱子在A處投放后，在到達B之前已經相對于傳送帶靜止，且以后也不再滑動（忽略經BC段時的微小滑動）．已知在一段相當長的時間T內，共運送小貨箱的數目為N．這裝置由電動機帶動，傳送帶與輪子間無相對滑動，不計輪軸處的摩擦．求電動機的平均輸出功率P．BBLACDL變力功的求法（將變力轉化為恒力或求出平均力的變力，如當力的方向不變，大小隨位移做線性變化時，可先求出力對位移的平均值，再由計算，如彈簧彈力做功）；（一般要求P恒定，多見于機車類問題等）；（F-x圖像的面積）；動能定理（直線運動、曲線運動、恒力、變力，適用范圍最廣）機械能守恒或能量守恒定律（彈簧問題較多）一輛汽車質量為105kg，從靜止開始運動，其阻力為車重的0.05倍．其牽引力的大小與車前進的距離變化關系為F=103x+f0，f0是車所受的阻力．當車前進100m時，牽引力做的功是多少？邊長為a的立方木塊浮于水面，平衡時有一半露在水面．現用力向下壓木塊使之緩慢地下降，直到立方塊上表面與水面齊平．求在這一過程中壓力做的功，水的密度為ρ．要把長為的鐵釘釘入木板中，每打擊一次給予的能量為，已知釘子在木板中遇到的阻力與釘子進入木板的深度成正比，比例系數為k．問此釘子全部進入木板需要打擊幾次？如圖所示，某力F=10N作用于半徑R=1m的轉盤的邊緣上，力F的大小保持不變，但方向始終保持與作用點的切線方向一致，則轉動一周這個力F做的總功應為（）A．0JB．20πJC．10JD．20J如圖，定滑輪至滑塊的高度為h，已知細繩的拉力為F（恒定），滑塊沿水平面由A點前進S至B點，滑塊在初、末位置時細繩與水平方向夾角分別為α和β．求滑塊由A點運動到B點過程中，繩的拉力對滑塊所做的功．用鐵錘將一鐵釘擊入木塊，設木塊對鐵釘的阻力與鐵釘進入木塊內的深度成正比．在鐵錘擊第一次時，能把鐵釘擊入木塊內1cm．問擊第二次時，能擊入多少深度？（設鐵錘每次做功相等）xx1x2放在地面上的木塊與一勁度系數k=200N/m的輕彈簧相連．現用手水平拉彈簧，拉力的作用點移動時，木塊開始運動，繼續(xù)拉彈簧，木塊緩慢移動了x2=0.4m的位移，求上述過程中拉力所做的功．如圖所示，質量為m的小球用長L的細線懸掛而靜止在豎直位置．在下列三種情況下，分別用水平拉力F將小球拉到細線與豎直方向成θ角的位置．在此過程中，拉力F做的功各是多少？⑴用F緩慢地拉；⑵F為恒力；⑶若F為恒力，而且拉到該位置時小球的速度剛好為零．下列說法正確的是⑴（）⑵（）⑶（）A．B．C．D．質量為m的機車，以恒定功率從靜止開始起動，所受阻力是車重的k倍，機車經過時間t速度達到最大值v，求機車的功率和機車所受阻力在這段時間內所做的功。如圖6所示，質量m為2kg的物體，從光滑斜面的頂端A點以的初速度滑下，在D點與彈簧接觸并將彈簧壓縮到B點時的速度為零，已知從A到B的豎直高度，求彈簧的彈力對物體所做的功。如圖所示，一勁度系數k=800N/m的輕彈簧兩端各焊接著一個質量為m=12kg的物體。A、B豎立靜止在水平地面上，現要加一豎直向上的力F在上面物體A上，使A開始向上做勻加速運動，經0.4s，B剛要離開地面。設整個過程彈簧都處于彈性限度內（g?。┣螅海?）此過程中所加外力F的最大值和最小值。（2）此過程中力F所做的功。電場中有A、B兩點，它們的電勢分別為，把電量的電荷從A點移動到B點，是電場力做功還是克服電場力做功？做了多少功？思考思考總結機械能守恒定律的條件及簡單應用機械能守恒定律的內容①表述一：在只有重力或彈力做功的系統內，只有______和_______間相互轉換，但機械能的總量保持不變，這就是所謂的機械能守恒定律；只有彈力做功時，_______和_______間相互轉換，機械能的總量也保持不變，這也叫機械能守恒定律．②表述二：如果沒有摩擦和介質阻力，物體只發(fā)生動能和勢能的相互轉化時，機械能的總量保持不變．備注：勢能只包括重力勢能和彈性勢能.機械能守恒定律的各種表達形式：______________，______________，______________；守恒的含義：機械能時時刻刻不變才叫守恒，如中間某時刻有變化，不叫守恒，只能說_________．判斷方法：當研究對象（除地球以外）只有一個物體時，往往根據是否“只有重力做功”來判定機械能是否守恒；當研究對象（除地球以外）由多個物體組成時，往往根據是否“沒有_____________”來判定機械能是否守恒．解題步驟①選擇______；②由守恒條件判斷系統機械能是否守恒；③確定_____________；④寫守恒等式時應注意狀態(tài)的同一性；注意：重力勢能中的h為_________的變化量.多對象、多過程問題多個物體多過程問題往往比較復雜，常常以下2種思路：隔離法：__________________________整體法：__________________________功能關系與能量守恒定律動能定理反映了_____________和_____________的關系，即合外力做功的過程，是物體的動能和其他形式的能量相互轉化的過程，_____________是物體動能變化的量度，即．重力做功的過程是重力勢能和_____________相互轉化的過程，重力做的功量度了_____________的變化，即．彈力做正功,_____________減少；彈力做_____________，彈性勢能增加．彈力對物體所做的功=物體_____________．即W彈力=EP1—EP2=-ΔEP．在只有_____________和_____________做功的物體系內，動能和勢能可以互相轉化，但機械能的總量保持不變．即EK2+EP2=EK1+EP1，或ΔEK=-ΔEP．重力和彈力以外的力做功的過程是機械能和____________相互轉化的過程，重力和彈力以外的力做的功量度了____________的變化，即．能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉化為其他形式，或者從____________轉移到另一個物體，在轉化或轉移的過程中，能量的總量不變．這就是能量守恒定律．變力功的求法__________