第四節(jié)+機械能

PAGE|初一·數(shù)學(xué)·基礎(chǔ)-提高-精英·學(xué)生版|第1講第頁機械能機械能內(nèi)容基本要求略高要求較高要求功和功率理解功和功率的概念計算功和功率動能和動能定理理解動能定理計算動能大小，運用動能定理進行計算在復(fù)雜情景中運用動能定理，如計算變力做功等重力做功與重力勢能理解重力做功與重力勢能變化的關(guān)系計算重力勢能的大小功能關(guān)系、機械能守恒定律及其應(yīng)用理解功能關(guān)系及機械能守恒定律運用功能關(guān)系及機械能守恒定律進行解題與電磁學(xué)等其他知識相結(jié)合，運用相關(guān)規(guī)律解題知識點睛知識點睛知識點1功和功率1.功（1）概念：物體受到力的作用，并且在力的方向上發(fā)生位移，則力對物體做了功.①做功的必不可少的條件：力和物體在力的方向上發(fā)生的位移.②功有正功、負(fù)功和零功之分.③功不是矢量，是標(biāo)量.④合力做的總功等于各個分力做功的代數(shù)和.（2）計算①一般公式：（是力的大小，是位移的大小，是力與位移之間的夾角）.當(dāng)力的方向與物體的運動方向一致時，功的大小為；當(dāng)力與位移之間夾角不為零時，可以這樣理解：是力在位移方向上的投影或是位移在力方向上的投影.②計算多個力的合力做功，可以先求合力，再求總功；也可以分別計算各個分力所做的功，再求這些功的代數(shù)和.③求解變力做功不能直接使用一般公式計算.（3）變力做功.①只能用來計算恒力做的功，若是變力，求變力做的功只有通過將變力轉(zhuǎn)化為恒力，再用計算.②有兩類不同的力：一類是與勢能相關(guān)聯(lián)的力，比如重力、彈簧的彈力以及電場力等，它們做的功與路徑無關(guān)，只與位移有關(guān)或者說只與始末點的位置有關(guān).另一類是滑動摩擦力、空氣阻力等，在曲線運動或往返運動時，這類力做的功等于力和路程（不是位移）的乘積.當(dāng)力的大小不變，方向始終與運動方向相同或相反時，力所做的功等于力和路程的乘積（方向相同時為正，相反時為負(fù)）.③圖象法，做出力隨位移變化的圖象，圖象與位移軸所圍的面積為所做的功.④當(dāng)某力做功的功率一定時，該力在時間內(nèi)做的功可由求出.⑤根據(jù)功和能的關(guān)系，如動能定理.功是能量轉(zhuǎn)化的量度，通過求能的變化來求變力做的功.（4）各種力做功的特點：①重力：只與初末位置的高度差有關(guān)，與運動路徑無關(guān).②彈力：接觸面間的彈力與接觸面垂直，但是，彈力也有可能做功，計算方法與一般力的計算方法相同.③摩擦力：摩擦力做功與物體的運動特點有關(guān)，可以為正，也可以為負(fù).當(dāng)做正功時，摩擦力是動力；做負(fù)功時，摩擦力是阻力.一對靜摩擦力所做的總功為零；一對滑動摩擦力所做的總功是負(fù)值，其絕對值等于滑動摩擦力與相對位移大小的乘積，恰好是系統(tǒng)由于摩擦力做功而損失的機械能.④電場力：與重力做功類似，只與初末位置的電勢差有關(guān)，與路徑無關(guān).⑤洛侖茲力：始終不做功.⑥作用力與反作用力：二者做功與物體的具體運動有關(guān)，做功沒有必然聯(lián)系.2.功率（1）功率：功跟完成這些功所用時間的比值.①定義式：②表示做功的快慢③功率是一個標(biāo)量，有正負(fù)之分，正值表示做功的力為動力，負(fù)值表示做功的力為阻力.（2）常見的幾種功率①額定功率：機械長時間正常工作時的最大輸出功率.②實際功率：機械工作時的實際功率，實際功率應(yīng)不大于額定功率，否則會縮短機器壽命.③平均功率：一段時間內(nèi)做功的平均快慢程度.④瞬時功率：某時刻做功的快慢程度.（3）公式①，是物體在時間內(nèi)的平均功率.②，是與的夾角，此式既可用于求平均功率，也可用于求瞬時功率.③，給出了計算功的一種方式.（4）機車的兩種啟動過程①恒定功率啟動（牽引力，速度，加速度），如圖所示，先做變加速運動，后做勻速運動：故汽車速度最大時，有，，②勻加速啟動（牽引功率，牽引力，加速度），如圖所示，先做勻加速運動，當(dāng)功率到達后再做變加速運動，最后做勻速運動：例題精講例題精講基礎(chǔ)題（08廣東）為了響應(yīng)國家的“節(jié)能減排”號召，某同學(xué)采用了一個家用汽車的節(jié)能方法．在符合安全行駛要求的情況下，通過減少汽車后備箱中放置的不常用物品和控制加油量等措施，使汽車負(fù)載減少．假設(shè)汽車以的速度勻速行駛時，負(fù)載改變前、后汽車受到的阻力分別為和，請計算該方法使汽車發(fā)動機輸出功率減少了多少？（2006高考全國卷Ⅰ改編）一位質(zhì)量是的運動員從下蹲狀態(tài)向上起跳，經(jīng)過時間，身體剛好伸直并離開地面，速度為，此后運動員繼續(xù)上升，到達最高點時重心升高了，在整個過程中（）A．地面對他做的功為 B．地面對他做的功為C．地面對他做的功為 D．地面對他做的功為零測定運動員體能的一種裝置如圖所示．運動員質(zhì)量為.繩拴在腰間沿水平方向跨過滑輪（不計滑輪質(zhì)量及摩擦），下懸一質(zhì)量為的重物，人用力蹬傳送帶而人的重心不動，使傳送帶以速率勻速向右運動．下面是人對傳送帶做功的四種說法，其中正確的是（）A．人對傳送帶做功B．人對傳送帶不做功C．人對傳送帶做功的功率為D．人對傳送帶做功的功率為（2008崇文二模）一輛摩托車在平直的公路上以恒定的加速度啟動，已知摩托車的額定功率為，人和車的總質(zhì)量為．設(shè)行駛中受到的阻力為人和車重的0.1倍并保持不變，摩托車由靜止開始勻加速運動的前8秒內(nèi)的位移為，求：（取）（1）摩托車做勻加速運動時加速度的大小及發(fā)動機牽引力的大??；（2）摩托車能達到的最大速率；（3）若摩托車達到最大速度時緊急制動，設(shè)車緊急制動時的制動力為車重的0.5倍，且其它阻力不計，求車滑行的距離．中檔題如圖所示，一物體以一定的初速度沿水平面由點滑到點，摩擦力做功為，若該物體從沿兩斜面滑到，摩擦力做功，已知物體與各接觸面間的摩擦因數(shù)相同，則（）A. B.C. D.無法確定和的關(guān)系如圖所示，是水平面，是斜面，初速度為的物體從點出發(fā)沿路面恰好可以到頂點，如果斜面改為，再讓該物體從點出發(fā)沿恰好到達點，則物體第二次運動具有的初速度為（物體與路面之間的動摩擦因數(shù)處處相同且不為零）（）A.可能大于B.可能等于C.一定等于D.可能等于子彈以某速度擊中靜止在光滑水平面上的木塊，當(dāng)子彈進入木塊的深度為時，木塊相對光滑水平面移動的距離為，則木塊獲得的動能和子彈損失的動能之比為（）A.B.C.D.（2008寧夏高考）一滑塊在水平地面上沿直線滑行，時其速度為．從此刻開始在滑塊運動方向上再施加一水平作用力，力和滑塊的速度隨時間的變化規(guī)律分別如圖甲和圖乙所示．設(shè)在第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi)、第3秒內(nèi)力對滑塊做的功分別為，則以下關(guān)系正確的是（）A．B．C．D．如圖所示，劈放在光滑的水平桌面上，斜面光滑，把物體放在的斜面頂端由靜止滑下，則在下滑過程中，對的彈力對做的功為，對的彈力對做的功為，下列關(guān)系正確的是（）A.，B.，C.，D.，（2009寧夏高考理綜）質(zhì)量為的物體靜止在光滑水平面上，從時刻開始受到水平力的作用.力的大小與時間的關(guān)系如圖所示，力的方向保持不變，則（）A．時刻的瞬時功率為B．時刻的瞬時功率為C．在到這段時間內(nèi)，水平力的平均功率為D.在到這段時間內(nèi)，水平力的平均功率為（2009宣武一模）一輛汽車在平直的公路上以初速度開始加速行駛，經(jīng)過一段時間后，汽車前進的位移大小為，此時汽車恰好達到其最大速度，設(shè)在此過程中汽車牽引力的功率始終不變，汽車在運動時受到的阻力恒為．那么下列四個表達式中，能夠正確表達汽車的牽引力在這段時間內(nèi)做功的是（）A． B． C． D．機車從靜止開始沿平直軌道做勻加速運動，所受的阻力始終不變，在此過程中，下列說法正確的是（）A．機車輸出功率逐漸增大B．機車輸出功率不變C．在任意兩相等的時間內(nèi)，機車動能變化相等D．在任意兩相等的時間內(nèi)，機車動量變化的大小相等汽車在平直公路上以速度勻速行駛，發(fā)動機功率為，牽引力為．時刻，司機減小了油門，使汽車的功率立即減小一半，并保持該功率繼續(xù)行駛，到時刻，汽車又恢復(fù)了勻速直線運動（設(shè)整個過程中汽車所受的阻力不變）．下面幾個關(guān)于汽車牽引力、汽車速度在這個過程中隨時間變化的圖象中正確的是（）在一次抗洪搶險活動中，解放軍某部隊利用直升機搶救一重要落水物體．靜止在空中的直升飛機上，電動機通過懸繩將物體從離飛機處的洪水中吊到機艙里．已知物體的質(zhì)量為，吊繩的拉力不能超過，電動機的最大輸出功率是．為盡快把物體安全救起，操作人員采取的辦法是：先讓吊繩以最大的拉力工作一段時間，然后電動機又以最大功率工作，當(dāng)物體到達機艙時恰好達到最大速度．（?。┣螅海?）落水物體剛好到達機艙時的速度；（2）這一過程所用的時間．質(zhì)量為的汽車，在平直公路上以恒定的加速度勻加速啟動，汽車達到額定功率時速度大小為，此時恰好開始下坡，司機立即調(diào)整發(fā)動機的功率為額定功率的一半，使汽車以大小為的速度沿坡路勻速下滑，下滑一段路程后汽車又開足馬力以額定功率加速下行，在坡路上加速時間后，車速達到最大，且最大車速是剛下坡時速度的倍，已知坡面傾角為，重力加速度為，水平路面和坡面對車的阻力相同，在時間內(nèi)汽車沿坡路通過的距離為，試求：（1）汽車的額定功率；（2）平直公路和坡面對車的阻力的大??；（3）汽車在平直公路上勻加速行駛的加速度的大小．某日有霧的清晨，一艘質(zhì)量為的輪船，從某碼頭由靜止啟航做直線運動，并保持發(fā)動機的輸出功率等于額定功率不變，經(jīng)后，達到最大行駛速度，霧也恰好散開，此時船長突然發(fā)現(xiàn)航線正前方處，有一只拖網(wǎng)漁船以的速度沿垂直航線方向勻速運動，且此時漁船船頭恰好位于輪船的航線上，輪船船長立即下令采取制動措施，附加了制動力，結(jié)果漁船的拖網(wǎng)剛好越過輪船的航線時，輪船也剛好從該點通過，從而避免了事故的發(fā)生，已知漁船連拖網(wǎng)共長．求：（1）輪船減速時的加速度多大？（2）輪船的額定功率多大？（3）發(fā)現(xiàn)漁船時，輪船已離開碼頭多遠？難題（08北京）風(fēng)能將成為21世紀(jì)大規(guī)模開發(fā)的一種可再生清潔能源．風(fēng)力發(fā)電機是將風(fēng)能（氣流的動能）轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其主要部件包括風(fēng)輪機、齒輪箱，發(fā)電機等．如圖所示．（1）利用總電阻的線路向外輸送風(fēng)力發(fā)電機產(chǎn)生的電能．輸送功率，輸電電壓，求導(dǎo)線上損失的功率與輸送功率的比值；（2）風(fēng)輪機葉片旋轉(zhuǎn)所掃過的面積為風(fēng)力發(fā)電機可接受風(fēng)能的面積．設(shè)空氣密度為，氣流速度為，風(fēng)輪機葉片長度為．求單位時間內(nèi)流向風(fēng)輪機的最大風(fēng)能；在風(fēng)速和葉片數(shù)確定的情況下，要提高風(fēng)輪機單位時間接受的風(fēng)能，簡述可采取的措施．（3）已知風(fēng)力發(fā)電機的輸出電功率與成正比．某風(fēng)力發(fā)電機的風(fēng)速時能夠輸出電功率．我國某地區(qū)風(fēng)速不低于的時間每年約為小時，試估算這臺風(fēng)力發(fā)電機在該地區(qū)的最小年發(fā)電量是多少千瓦時．知識點睛知識點睛知識點2動能定理1.動能：，動能是標(biāo)量.（1）動能是狀態(tài)量，具有相對性.（2）是瞬時速度，與參考系的選擇有關(guān).（3）動能與動量大小的關(guān)系：或2.動能定理：作用在物體上的合外力的功等于物體動能的變化，.（1）動能定理的表達式是標(biāo)量式.（2）動能定理中的初末速度、是相對同一參考系的速度．（3）動能定理可以應(yīng)用于單一物體，也可以用于能夠看成單一物體的物體系.（4）動能定理適用于物體的直線運動、曲線運動、恒力做功、變力做功．力可以是各種性質(zhì)的力，既可以同時作用，也可以分段作用，只要求出在作用過程中各力做功的多少和正負(fù)即可，這些正是應(yīng)用動能定理解題的優(yōu)越性所在．（5）若物體的運動過程包含幾個不同過程，那么可以分段應(yīng)用動能定理，也可把全過程作為一個整體來處理.（6）動能定理中的力包含了物體所受到的所有外力，包含了所有性質(zhì)的力.若對一個整體使用動能定理，一定要分清哪些力是內(nèi)力，哪些力是外力.（7）一個物體的動能變化與合外力對物體所做功具有等量代換關(guān)系，據(jù)此可以計算變力做功．3.功能關(guān)系（1）功是能量轉(zhuǎn)化的量度，做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程，做了多少功，就有多少能量發(fā)生了變化，不同形式的能的變化對應(yīng)著不同力的功．例如，動能的變化要用合力的功（所有力做功的代數(shù)和）來量度，重力勢能的變化要用重力的功來量度，電勢能的變化要用電場力的功來量度，機械能的變化要用除重力之外的力的功來量度，等等．（2）常見的幾種功能關(guān)系①一個物體的動能變化與合外力對物體所做的功有等量代換關(guān)系，這種等量代換關(guān)系為計算變力做功提供了一種簡便的方法.②重力做功大小與重力勢能改變量相等.重力做正功，重力勢能減小；重力做負(fù)功，重力勢能增大.③彈力做功大小與彈性勢能改變量相等.彈力做正功，彈性勢能減??；彈力做負(fù)功，彈性勢能增大.④重力和彈力之外的力對物體做的功等于物體機械能的變化.⑤摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化.靜摩擦力做功過程中，只有機械能的相互轉(zhuǎn)移，沒有機械能轉(zhuǎn)化為其它形式的能；一對滑動摩擦力所做的總功是系統(tǒng)由于摩擦力做功而損失的機械能.例題精講例題精講基礎(chǔ)題如右圖所示，一塊長木板放在光滑的水平面上，再在上放一物體，現(xiàn)以恒定的外力拉，、發(fā)生相對滑動，、都向前移動一段距離．在此過程中（）A．外力做的功等于和動能的增量B．對的摩擦力所做的功等于的動能增量C．對的摩擦力所做的功等于對的摩擦力所做的功D．外力對做的功等于的動能的增量與克服摩擦力所做的功之和光滑水平面上，靜置著一質(zhì)量為的木塊，一顆質(zhì)量為的子彈以速度水平射向木塊.穿出木塊后，子彈速度減為，木塊速度增為.此過程中下列說法正確的是（）A.子彈克服阻力做功為B.子彈對木塊做功為C.子彈減少的動能等于木塊增加的動能D.子彈對木塊做的功等于木塊增加的動能及子彈與木塊摩擦所產(chǎn)生的熱量之和中檔題在地面上方的點以的初動能水平拋出一小球，小球剛要落地時的動能為，落地點在點，不計空氣阻力，則、兩點的連線與水平方向的夾角為（）A． B． C． D．如圖所示，一質(zhì)量為的小球，用長為的輕繩懸掛于點．（1）小球在水平拉力的作用下從平衡位置點緩慢地移到點，此時懸線與豎直方向的夾角為；（2）小球在水平恒力作用下由點移動到點，此時懸線與豎直方向的夾角為．求上述（1）（2）兩種情況下拉力所做的功各為多大？用汽車從井下提重物，重物質(zhì)量為，定滑輪高為，如圖所示，已知汽車從點由靜止開始運動到點時速度為，此時輕繩與豎直方向夾角為．這一過程中輕繩的拉力做功多少?如圖所示，一物體從高為的斜面頂端由靜止開始滑下，滑上與該斜面相連的一光滑曲面后又返回斜面，在斜面上能上升到的最大高度為.若不考慮物體經(jīng)過斜面底端轉(zhuǎn)折處的能量損失，則當(dāng)物體再一次滑回斜面時上升的最大高度為（）A．0 B．C．與之間 D．0與之間（2009高考全國2理綜）以初速度豎直向上拋出一質(zhì)量為的小物體．假定物塊所受的空氣阻力大小不變．已知重力加速度為，則物體上升的最大高度和返回到原拋出點的速率分別為（）A.和 B.和C.和 D.和（2009豐臺一模）如圖所示，某人乘雪橇從雪坡點滑至點，接著沿水平地面滑至點停止.人與雪橇的總質(zhì)量為，點距地面的高度為，人與雪橇在段所受阻力恒定.圖表中記錄了人與雪橇運動過程中的有關(guān)數(shù)據(jù).求：（?。?）人與雪橇從到的過程中，損失的機械能；（2）人與雪橇在段所受阻力的大??；（3）的距離.位置速度（m/s）時刻（s）將小球以初速度豎直上拋，在不計空氣阻力的理想狀況下，小球?qū)⑸仙侥骋蛔畲蟾叨龋捎谟锌諝庾枇?，小球?qū)嶋H上升的最大高度只有該理想高度的．設(shè)空氣阻力大小恒定，求小球落回拋出點時的速度大?。y題如圖所示，豎直平面內(nèi)放一直角桿，桿的水平部分粗糙，豎直部分光滑，兩部分各套有質(zhì)量分別為和的小球和，球與水平桿間的動摩擦因數(shù)，間用不可伸長的輕繩相連，圖示位置處，．重力加速度?。?）若用水平力沿桿向右拉，使由圖示位置向右緩慢地移動，則該過程中拉力做了多少功？（2）若用水平力沿桿向右拉，使以的速度勻速上升，則在由圖示位置上升的過程中，拉力做了多少功？知識點睛知識點睛知識點3機械能守恒定律1．重力勢能（1）定義：物體由于被舉高而具有的能量叫做重力勢能．（2）表達式：，其中是物體的重心到參考平面（即高度取為零，零勢能面）的高度．在參考面以上，；在參考面以下，．重力勢能是狀態(tài)量，是標(biāo)量，可正可負(fù)．單位：同功的單位相同，國際單位制中為焦耳，符號為．（3）重力勢能的特點①重力勢能的相對性：重力勢能是相對的，為了確定物體的重力勢能，預(yù)先規(guī)定一個水平面的高度為零，處于此平面的物體重力勢能為零，此平面叫做參考平面，也叫做零勢面．選擇哪個水平面為參考平面，可視研究問題的方便而定，通常選擇地面作為參考平面．參考平面不同，重力勢能值不同，因而重力勢能具有相對性．②重力勢能的變化量是絕對的，具有絕對性：我們所關(guān)心的往往不是物體具有多少重力勢能，而是重力勢能的變化量，雖然重力勢能具有相對性，但重力勢能的變化卻是絕對的，與參考平面的選取無關(guān)．③系統(tǒng)性：重力勢能是地球與物體共同具有的，是由地球和地面上物體的相對位置決定的，即．沒有地球，物體的重力勢能就不存在．（4）重力做功的特點①由功能關(guān)系可知重力所做的功只跟初位置的高度和末位置的高度有關(guān)，跟物體運動的路徑無關(guān)．只要起點和終點的位置相同，不論是沿著直線路徑由起點到終點，或是沿著曲線路徑由起點到終點，做功結(jié)果均相同．②重力做功只與物體初、末位置的高度差有關(guān)，與路徑無關(guān)．③重力做功可以使物體的重力勢能發(fā)生變化．（5）重力勢能的變化與重力做功的關(guān)系重力對物體做多少正功，物體的重力勢能就減少多少，重力對物體做多少負(fù)功，物體的重力勢能就增加多少．即．2．彈性勢能（1）定義：物體由于發(fā)生彈性形變，各部分之間存在著彈性力的相互作用而具有的勢能叫做“彈性勢能”．（2）理解：①彈性勢能是狀態(tài)量，標(biāo)量，單位是焦耳．②確定彈性勢能的大小需選取零勢能的狀態(tài)，一般選取彈簧未發(fā)生任何形變而處于自由狀態(tài)的情況下其彈性勢能為零，被壓縮或伸長的彈簧具有的彈性勢能等于彈簧的勁度系數(shù)與彈簧長度改變量的平方乘積的一半，即．③彈力對物體做功等于彈性勢能增量的負(fù)值，即彈力所做的功只與彈簧在初狀態(tài)和末狀態(tài)的伸長量有關(guān)，而與彈簧形變過程無關(guān)．④彈性勢能是以彈力的存在為前提，所以彈性勢能是在發(fā)生彈性形變時，各部分之間有彈性作用的物體所具有的．如果兩物體相互作用都發(fā)生形變，那么每一物體都有彈性勢能，總彈性勢能為二者之和．⑤動能、重力勢能和彈性勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化．3.機械能守恒定律（1）機械能包括動能、重力勢能和彈性勢能.其中，重力勢能的大小和零勢面的選取有關(guān)，可正可負(fù)，是個標(biāo)量；彈性勢能是物體由于發(fā)生形變而具有的能，如果一個彈簧的形變量不變，那么它的彈性勢能也不變.（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)，動能與勢能可以互相轉(zhuǎn)化，而總的機械能保持不變.，或（3）機械能守恒定律的應(yīng)用①條件：對某一物體，若只有重力（或彈簧彈力）做功，其他力不做功（或其他力做功的代數(shù)和為零），則該物體機械能守恒；對某一系統(tǒng)，物體間只有動能和重力勢能及彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)和外界沒有發(fā)生機械能的傳遞，機械能也沒有化為其他形式的能，則系統(tǒng)機械能守恒．②判斷機械能守恒：若物體或系統(tǒng)只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力做功，則機械能守恒；若物體或系統(tǒng)中只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，則機械能守恒；物體間發(fā)生非彈性碰撞（除特別說明）時，機械能不守恒.③機械能守恒定律與動能定理的比較：機械能守恒定律反映的是物體初末狀態(tài)的機械能間的關(guān)系，這種守恒是有條件的；動能定理反映了物體動能變化與合外力做功的關(guān)系，這個關(guān)系總是成立的.④應(yīng)用機械能守恒定律時，要先明確研究對象，根據(jù)研究對象經(jīng)過的物理過程，進行受力和做功分析，判斷機械能是否守恒，若守恒，再恰當(dāng)?shù)剡x取參考平面，確定研究對象在初末態(tài)的機械能，最后列方程求解.⑤重力做了多少功，物體的重力勢能就改變了多少，即.⑥若機械能不守恒，那么除了重力及系統(tǒng)內(nèi)彈力之外的其它力所做的功就是機械能的改變量.4．能量守恒定律：能可以從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，在轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的過程中，能的總量保持不變．例題精講例題精講基礎(chǔ)題（2008上海高考）物體做自由落體運動，代表動能，代表勢能，代表下落的距離，以水平地面為零勢能面．下列所示圖像中，能正確反映各物理量之間關(guān)系的是（）如圖所示，長度相同的三根輕桿構(gòu)成一個正三角形支架，在處固定質(zhì)量為的小球，處固定質(zhì)量為的小球．支架懸掛在點，可繞過點并與支架所在平面相垂直的固定軸轉(zhuǎn)動．開始時與地面相垂直，放手后支架開始運動，在不計任何阻力的情況下，下列說法正確的是（）A．球到達最低點時速度為零B．球機械能減少量等于球機械能增加量C．球向左擺動所能達到的最高位置應(yīng)高于球開始運動的高度D．當(dāng)支架從左向右回擺時，球一定能回到起始高度（2009東城二模）在2008年北京奧運會上，俄羅斯著名撐桿跳運動員伊辛巴耶娃以的成績第次打破世界紀(jì)錄．圖為她在比賽中的幾個畫面，下列說法中正確的是（）A．運動員過最高點時的速度為零B．撐桿恢復(fù)形變時，其彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為運動員的動能C．運動員助跑階段，身體中的化學(xué)能只轉(zhuǎn)化為人的動能D．運動員在上升過程中對桿先做正功后做負(fù)功ABLh如圖，質(zhì)量分別為和的小球和，系在長為細(xì)線兩端，放在高為的光滑水平桌面上．球無初速度從桌邊滑下，落在沙地上靜止不動，求球離開桌邊時的速度．ABLh如圖，的質(zhì)量，的質(zhì)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(shè)當(dāng)沿斜面下滑距離后，細(xì)線突然斷了，求上升的最大高度.中檔題質(zhì)量為的物體，從靜止開始，以的加速度豎直下落高度的過程中（）A．物體的機械能守恒 B．物體的機械能減少了C．物體的重力勢能減少了 D．物體克服重力做功一個輕質(zhì)彈簧，固定于天花板的點處，原長為，如圖．一個質(zhì)量為的物塊從點豎直向上拋出，以速度與彈簧在點相接觸，然后向上壓縮彈簧，到點時物塊速度為零，在此過程中無機械能損失，則下列說法正確的是（）A．由到的過程中，動能和重力勢能之和不變B．由到的過程中，彈性勢能與動能之和不變C．由到的過程中，重力勢能的變化量與克服彈力做的功相等D．由到的過程中，彈性勢能的變化量與克服彈力做的功相等（崇文區(qū)2008－2009學(xué)年度第一學(xué)期高三期末統(tǒng)一練習(xí)）質(zhì)量相等的兩木塊、用一輕彈簧栓接，靜置于水平地面上，如圖（a）所示．現(xiàn)用一豎直向上的力拉動木塊，使木塊向上做勻加速直線運動，如圖（b）所示．從木塊開始做勻加速直線運動到木塊將要離開地面時的這一過程，下列說法正確的是（設(shè)此過程彈簧始終處于彈性限度內(nèi)）（）A．力一直增大B．彈簧的彈性勢能一直減小C．木塊的動能和重力勢能之和先增大后減小D．兩木塊、和輕彈簧組成的系統(tǒng)的機械能先增大后減小（天津市實驗中學(xué)2008屆模擬）如圖，在光滑水平面上，物體靜止，在上固定一個輕彈簧．在物體以某一速度沿水平方向向右運動時，通過彈簧與物體發(fā)生作用，兩物體質(zhì)量相等，作用過程中，彈簧獲得最大彈性勢能為．現(xiàn)將的質(zhì)量加倍，再使物體通過彈簧與物體發(fā)生作用（作用前物體仍靜止），作用過程中，彈簧獲得最大彈性勢能仍為，則在物體開始接觸彈簧到彈簧具有最大彈性勢能的過程中，第一次和第二次相比（）A．物體的初動能之比為B．物體的初動能之比為C．物體損失的動能之比為D．物體損失的動能之比為（06北京）下圖是簡化后的跳臺滑雪的雪道示意圖.整個雪道由傾斜的助滑雪道和著陸雪道，以及水平的起跳平臺組成，與圓滑連接.運動員從助滑雪道上由靜止開始，在重力作用下，滑到點水平飛出，不計飛行中的空氣阻力，經(jīng)在水平方向飛行了，落在著陸雪道上，已知從點到點運動員的速度大小不變.（?。┣螅?）運動員在段下滑到點的速度大小；（2）若不計阻力，運動員在段下滑過程中下降的高度；（3）若運動員的質(zhì)量為，在段下降的實際高度是，在此過程中他克服阻力所做的功.如圖，水平地面．是半徑為的光滑半圓軌道，是圓心，在同一豎直線上．一個質(zhì)量的物體靜止在點．現(xiàn)用的水平恒力作用在物體上，使物體從靜止開始做勻加速直線運動．物體與水平地面間的動摩擦因數(shù)．當(dāng)物體運動到點時撤去．之后物體沿軌道運動，離開最高點后落到地上的點（圖中未畫出）．?。螅海?）物體運動到點時的速度大小;（2）物體運動到點時的速度大小;（3）物體落到點與間的距離．一個小物體以的初動能滑上斜面，當(dāng)動能減少時，機械能減少，則當(dāng)物體滑回出發(fā)點時動能為多少?如圖，長木板的端固定一擋板，木板連同擋板的質(zhì)量為，間的距離．木板位于光滑水平面上．在木板端有一小物塊，其質(zhì)量，小物塊與木板間的動摩擦因數(shù)，它們都處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)令小物塊以初速度沿木板向前滑動，直到和擋板相碰．碰撞后，小物塊恰好回到端而不脫離木板．求碰撞過程中損失的機械能．如圖，光滑圓柱被固定在水平平臺上，質(zhì)量為的小球用輕繩跨過圓柱與質(zhì)量為的小球相連，最初小球放在平臺上，兩邊繩豎直，兩球從靜止開始運動，上升，下降，當(dāng)上升到最高點時繩子突然斷了，發(fā)現(xiàn)恰能做平拋運動，求的值.在豎直平面內(nèi)，一根光滑金屬桿彎成如圖所示形狀，相應(yīng)的曲線方程為（單位：），式中．將一光滑小環(huán)套在該金屬桿上，并從處以的初速度沿桿向下運動，取重力加速度．則當(dāng)小環(huán)運動到時的速度大小為多少？該小環(huán)在軸方向最遠能運動到哪里？如圖所示，位于豎直平面內(nèi)的光滑軌道，由一段斜的直軌道和與之相切的圓形軌道組成，圓形軌道的半徑為．一個質(zhì)量為的小物體由斜軌道上高度為的地方從靜止開始下滑，若要求物體能通過圓形軌道最高點且在最高點的壓力不超過，求的范圍．輕桿長，端連在固定軸上，端固定一個質(zhì)量為的小球，中點固定一個質(zhì)量為的小球．桿可以繞端在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動．現(xiàn)將桿置于水平位置，如圖所示，然后靜止釋放，不計各處摩擦與空氣阻力，試求：（1）桿轉(zhuǎn)到豎直位置瞬時，角速度多大?（2）桿轉(zhuǎn)到豎直位置的過程中，端小球的機械能增量多大?如圖所示，質(zhì)量為的物體經(jīng)一輕質(zhì)彈簧與下方地面上的質(zhì)量為的物體相連，彈簧的勁度系數(shù)為，、都處于靜止?fàn)顟B(tài)．一條不可伸長的輕繩繞過輕滑輪．一端連物體，另一端連一輕掛鉤．開始時各段繩都處于伸直狀態(tài)．上方的一段繩沿豎直方向，現(xiàn)在掛鉤上掛一質(zhì)量為的物體并從靜止?fàn)顟B(tài)釋放，已知它恰好能使離開地面但不繼續(xù)上升．換成另一個質(zhì)量為的物體，仍從上述初始位置由靜止?fàn)顟B(tài)釋放，則這次剛離地時的速度的大小是多少?（已知重力加速度為）如圖是打秋千的示意圖.最初人直立站在踏板上（點所示），繩與豎直方向成角，人的重心到懸點的距離為；從點向最低點運動過程中，人由直立狀態(tài)自然下蹲，在點人的重心到懸點的距離為；在最低點處，人突然由下蹲狀態(tài)變成直立狀態(tài)（人的重心到懸點的距離恢復(fù)為）且保持該狀態(tài)到最高點.設(shè)人的質(zhì)量為，踏板和繩的質(zhì)量不計，空氣阻力不計，求：（1）人剛到最低點還處于下蹲狀態(tài)時，兩根繩中的總拉力為多大？（2）人到達左端最高點時，繩與豎直方向夾角的余弦值為多大？（2009重慶高考理綜）探究某種筆的彈跳問題時，把筆分為輕質(zhì)彈簧、內(nèi)芯和外殼三部分，其中內(nèi)芯和外殼質(zhì)量分別為和.筆的彈跳過程分為三個階段：①把筆豎直倒立于水平硬桌面，下壓外殼使其下端接觸桌面（見圖a）；②由靜止釋放，外殼豎直上升至下端距桌面高度為時，與靜止的內(nèi)芯碰撞（見圖b）；③碰后，內(nèi)芯與外殼以共同的速度一起上升到外殼下端距桌面最大高度為處（見圖c）.設(shè)內(nèi)芯與外殼的撞擊力遠大于筆所受重力，不計摩擦與空氣阻力，重力加速度為g.求：（1）外殼與內(nèi)芯碰撞后瞬間的共同速度大??；（2）從外殼離開桌面到碰撞前瞬間，彈簧做的功；（3）從外殼下端離開桌面到上升至處，筆損失的機械能.（2008東城一模）如圖所示，光滑水平面上有一質(zhì)量的帶有圓弧軌道的小車，車的上表面是一段長的粗糙水平軌道，水平軌道左側(cè)連一半徑的光滑圓弧軌道，圓弧軌道與水平軌道在點相切．車右端固定一個尺寸可以忽略、處于鎖定狀態(tài)的壓縮彈簧，一質(zhì)量的小物塊緊靠彈簧放置，小物塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)．整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將彈簧解除鎖定，小物塊被彈出，恰能到達圓弧軌道的最高點．取，求：（1）解除鎖定前彈簧的彈性勢能；（2）小物塊第二次經(jīng)過點時的速度大?。唬?）小物塊與車最終相對靜止時，它距點的距離．難題如圖所示，半徑為，質(zhì)量不計的圓盤盤面與地面垂直，圓心處有一個垂直盤面的光滑水平定軸，在盤的右邊緣固定有一個質(zhì)量為的小球，在點正下方離點處