人教版物理必修二第七章機(jī)械能守恒定律講義

第七章機(jī)械能守恒定律追尋守恒量簡單了解：各種能量、能量的轉(zhuǎn)化及守恒。（如：食物與燃料中的化學(xué)能、太陽能、風(fēng)能、電能、核能等等）重點(diǎn)掌握：動(dòng)能、勢(shì)能、機(jī)械能。（如：伽利略斜面實(shí)驗(yàn)，豎直上拋運(yùn)動(dòng)中涉及的能量轉(zhuǎn)換過程）說明：物理考試中絕對(duì)不會(huì)涉及概念的定義，所以只需理解概念的內(nèi)涵即可，不需要背誦?！镜淅?.關(guān)于伽利略的斜面實(shí)驗(yàn),以下說法正確的是（

）A．無論斜面是否光滑,小球滾上的高度一定與釋放的高度相同.B．實(shí)際上,小球滾上的高度會(huì)比釋放的高度要小一些.C．只有在斜面絕對(duì)光滑的理想條件下,小球滾上的高度才與釋放的高度相同.D．伽利略的斜面理想實(shí)驗(yàn)反映了在小球的運(yùn)動(dòng)過程中存在某個(gè)守恒量.功功的概念：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。功的表達(dá)式：。單位：焦耳，簡稱焦，符號(hào)：J。功是標(biāo)量。功的正負(fù)性：的不同使得功出現(xiàn)正負(fù)，是力與位移的夾角。力與位移的夾角的判斷：關(guān)于功的正負(fù)的理解：物理中的正負(fù)號(hào)可以表示方向（矢量），也可以表示大?。囟扔?jì)刻度）。但對(duì)于功而言，它只表示做功的效果。力做正功，促進(jìn)物體運(yùn)動(dòng)，表現(xiàn)為動(dòng)力。力做負(fù)功，阻礙物體運(yùn)動(dòng)，表現(xiàn)為阻力。某力對(duì)物體做負(fù)功，也可說成：物體克服某力做功。（取絕對(duì)值）多個(gè)力做功的求解：先求合力，在求總功；先求分力做功，再求代數(shù)和。注意方法中求和時(shí)，保留了負(fù)功中的負(fù)號(hào)。例如：粗糙水平面上一木箱向前勻速直線滑動(dòng)，人對(duì)木箱水平向前的力做功100J,木箱克服摩擦力做功100J，求總功？（方法：合力為零，故總功為0,；方法必須保留負(fù)號(hào)進(jìn)行求和才能得到總功為0）【典例】3.用一水平恒力F將木塊沿水平方向從A點(diǎn)拉到B點(diǎn)。第一次在光滑水平面上，F(xiàn)所做的功為W1；第二次在粗糙水平面上，F(xiàn)所做的功為W2，比較兩次做功，應(yīng)該（）A．W1<W2B．W1=W2C．W1>W2D．無法比較功率定義：功與所用時(shí)間的比值。反應(yīng)力對(duì)物體做功的快慢。表達(dá)式：，單位：瓦特，簡稱“瓦”，符號(hào)：w。功率是標(biāo)量。知道：額定功率與實(shí)際功率，平均功率與瞬時(shí)功率。說明：機(jī)器不一定在額定功率下工作，機(jī)器正常工作時(shí)實(shí)際功率總是小于或等于額定功率，機(jī)器只能在短暫時(shí)間內(nèi)實(shí)際功率略大于額定功率，若長時(shí)間超過額定功率，機(jī)器將過熱而損壞．用于求解平均功率，，分為平均速度和瞬時(shí)速度對(duì)應(yīng)平均功率和瞬時(shí)功率?！镜淅吭O(shè)飛機(jī)飛行中所受阻力與其速度的平方成正比，若飛機(jī)以速度v勻速飛行，其發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P，則飛機(jī)以2v勻速飛行時(shí)，其發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為（）A．2PB．4PC．8PD．無法確定【典例】一汽車質(zhì)量為1.0×103kg，它的發(fā)動(dòng)機(jī)額定機(jī)率為60kW，它以額定功率勻速行駛時(shí)速度為30m/s,下列說法中正確的是（）A.汽車行駛時(shí)受到的阻力的大小為2.0×103N B.汽車實(shí)際功率保持60kW不變,當(dāng)它行駛的速度為15m/s時(shí)，加速度的大小為2m/s2C.若汽車保持額定功率不變從靜止?fàn)顟B(tài)啟動(dòng)，汽車啟動(dòng)后牽引力將會(huì)越來越大D.若汽車保持額定功率不變從靜止?fàn)顟B(tài)啟動(dòng)，汽車啟動(dòng)后加速度將會(huì)越來越小4.重力勢(shì)能知道重力勢(shì)能表達(dá)式：。單位：焦耳（J）。所有的能量都是標(biāo)量，單位都是焦耳（J）。功反應(yīng)的是能量的變化，功的單位也是焦耳。重力做功與重力勢(shì)能變化之間的關(guān)系：。（結(jié)合物體上升、下降說明）選擇題?？嫉娜龡l關(guān)于重力勢(shì)能的性質(zhì)：重力勢(shì)能的相對(duì)性：要選取零勢(shì)能面作為參考標(biāo)準(zhǔn)。重力勢(shì)能變化的絕對(duì)性。重力勢(shì)能是系統(tǒng)所共有的。嚴(yán)格來講重力勢(shì)能是物體與地球構(gòu)成的這個(gè)系統(tǒng)所共有的，不是地球上的物體單獨(dú)具有。（如果沒有地球，就沒有重力，也就沒有重力勢(shì)能，所以重力勢(shì)能是系統(tǒng)所共有的）【典例】如圖所示，質(zhì)量為m的足球在水平地面的位置1，被運(yùn)動(dòng)員踢出后落到水平地面的位置3，在空中達(dá)到的最高點(diǎn)位置2的高度為h，已知重力加速度為g。下列說法正確的是()A.足球由1運(yùn)動(dòng)到2的過程中，重力做的功為mghB.足球由1運(yùn)動(dòng)到3的過程中，重力做的功為2mghC.足球由2運(yùn)動(dòng)到3的過程中，重力勢(shì)能減少了mghD.運(yùn)動(dòng)員對(duì)足球做的功大于mgh彈性勢(shì)能表達(dá)式：類比勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式，都是通過面積來推導(dǎo)。探究功和速度變化的關(guān)系【典例】某同學(xué)為探究“恒力做功與物體動(dòng)能改變的關(guān)系”，在實(shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖的裝置，圖中小車質(zhì)量200g。（1）以下是該同學(xué)的操作，可能造成誤差有()盡量保持放小車的長木板水平B.盡量保持細(xì)線平行于長木板C.在質(zhì)量為10g、30g、50g的三種鉤碼中，他挑選了一個(gè)質(zhì)量為50g的鉤碼掛在拉線的掛鉤P上D.先釋放小車，后開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源（2）如圖所示是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的小車(質(zhì)量為m)在恒力F作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的紙帶．測(cè)量數(shù)據(jù)已用字母表示在圖中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T，則探究結(jié)果的表達(dá)式是________________．動(dòng)能定理與機(jī)械能守恒定律動(dòng)能表達(dá)式：所有的能量都是標(biāo)量，單位都是焦耳（J）。動(dòng)能定理：即合外力做功等于動(dòng)能變化量。說明：動(dòng)能定理不涉及運(yùn)動(dòng)過程中的加速度和時(shí)間，用它來處理問題要比牛頓定律方便．動(dòng)能定理既適用于恒力做功，也適用于變力做功；動(dòng)能定理既適用于直線運(yùn)動(dòng)，也適用于曲線運(yùn)動(dòng)。機(jī)械能：包括動(dòng)能和勢(shì)能。機(jī)械能守恒定律：在只有重力和彈力做功的系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能和勢(shì)能可以互相轉(zhuǎn)換，而總的機(jī)械能保持不變?！镜淅抠|(zhì)量為0.5kg的籃球以10m/s的速度撞向籃板后，以不變的速率反彈回來，則此過程中（）A．籃球的速度沒有改變B．籃球的動(dòng)能改變了C．籃板對(duì)籃球做功為50JD．籃板對(duì)籃球做功為零【典例】一蹦極運(yùn)動(dòng)員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺(tái)下落，到最低點(diǎn)時(shí)距水面還有數(shù)米距離。假定空氣阻力可忽略，運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn)，下列說法錯(cuò)誤的是（）運(yùn)動(dòng)員到達(dá)最低點(diǎn)前重力勢(shì)能始終減小B.繩張緊后的下落過程中，彈性力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加C.運(yùn)動(dòng)員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D.重力勢(shì)能的改變量與重力勢(shì)能零點(diǎn)的選取有關(guān)【典例】如圖所示，高h(yuǎn)=2m的曲面固定不動(dòng)。一個(gè)質(zhì)量為1kg的物體，由靜止開始從曲面的頂點(diǎn)滑下，滑到底端時(shí)的速度大小為4m／s。g取10m／s2。在此過程中，下列說法正確的是（）A.合力對(duì)物體做了8J的正功B.重力對(duì)物體做了12J的正功C.阻力對(duì)物體了12J的負(fù)功D.物體的機(jī)械能減少了12J【典例】如圖某段滑雪雪道傾角為30°，總質(zhì)量為m(包括雪具在內(nèi))的滑雪運(yùn)動(dòng)員從距底端高為h處的雪道上由靜止開始勻加速下滑，加速度為eq\f(1,3)g.在他從靜止開始向下滑到底端的過程中，下列說法正確的是()A．運(yùn)動(dòng)員減少的重力勢(shì)能有部分轉(zhuǎn)化為動(dòng)能B．運(yùn)動(dòng)員獲得的動(dòng)能為eq\f(1,3)mghC．運(yùn)動(dòng)員克服摩擦力做功為eq\f(2,3)mghD．下滑過程中減少的機(jī)械能為eq\f(1,3)mgh驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律【典例】（1）在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,有位同學(xué)按以下步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作:A.用天平稱出重錘和夾子的質(zhì)量B.固定好打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,將連著重錘的紙帶穿過限位孔,用手提住,且讓手盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器C.先松開紙帶,后接通電源,開始打點(diǎn).并如此重復(fù)多次,以得到幾條打點(diǎn)紙帶D.取下紙帶,挑選點(diǎn)跡清晰的紙帶,記下起始點(diǎn)O,在距離O點(diǎn)較近處選擇幾個(gè)連續(xù)計(jì)數(shù)點(diǎn)(或計(jì)時(shí)點(diǎn)),并計(jì)算出各點(diǎn)的速度值E.測(cè)出各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離,即得到重錘下落高度F.計(jì)算出mghn和1/2mvn2看兩者是否相等在以上步驟中,不必要、有錯(cuò)誤或不妥的步驟是(填寫代表字母);15.55cm（2）在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量為m＝1.00kg的重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列點(diǎn)．如圖所示為選取的一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶，O為