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湖南省新田縣第一中學(xué)高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律知識復(fù)習(xí)要點(diǎn) 新人教版必修2(通用)

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1、第七章 機(jī)械能守恒定律 要點(diǎn)解讀 一、功與功率 1.功 功是能量轉(zhuǎn)化的量度,力做了多少功就有多少能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。 功的兩要素:作用在物體上的力、物體沿力的方向移動的位移。 功的公式:(α是力和位移的夾角) 功的正負(fù):當(dāng)0° ≤ α <90° 時,力做正功;當(dāng)90°< α ≤ 180° 時,力做負(fù)功;當(dāng) α=90°時,力不做功。 2.功率 功跟完成這些功所用的時間的比值叫做功率,表示做功的快慢。 平均功率: 瞬時功率:,式中是F與v之間的夾角。 二、機(jī)械能 動能:。 重力勢能:EP,其中是物體相對于參考平面的高度。 三、動能定理 內(nèi)容:合力所做

2、的功等于物體動能的變化。 公式: 四、機(jī)械能守恒定律 內(nèi)容:在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi),動能和勢能可以互相轉(zhuǎn)化,而總的機(jī)械能保持不變。 公式:或?qū)懗蒃K2+EP2= EK1+EP1 五、能量守恒定律 能量既不會消滅,也不會創(chuàng)生,它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另外一個物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中,能量的總和保持不變。 學(xué)法指導(dǎo) 一、利用動能定理解題的思路 (1)確定研究對象及運(yùn)動過程; (2)在全過程中對研究對象進(jìn)行受力分析; (3)寫出研究過程中合力做的功,或分別寫出各個力做的功(注意功的正負(fù))再代數(shù)和。如果研究過程中物體受力情況有變化,就要分

3、別寫出各力在各個階段做的功再代數(shù)和; (4)確定初、末狀態(tài)并寫出初、末狀態(tài)的動能; (5)利用動能定理列方程求解。 二、利用機(jī)械能守恒定律解題的思路 (1)選取研究對象:物體系; (2)根據(jù)研究對象所經(jīng)歷的物理過程,進(jìn)行受力、做功分析,判斷機(jī)械能是否守恒; (3)恰當(dāng)選取參考平面,確定研究對象在過程的初、末狀態(tài)時的機(jī)械能。利用機(jī)械能守恒定律的變式表述分析問題時無須確定參考平面; (4)根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程求解。 【例1】物體做自由落體運(yùn)動的過程中,下列說法正確的是 A.物體的加速度越來越小 B.物體的動能越來越小 C.物體的重力勢能越來越小 D.

4、物體所受重力的瞬時功率越來越小 解析:物體做自由落體運(yùn)動,加速度等于g,恒定不變,選項(xiàng)A錯。下落過程速度增大,物體的動能越來越大,選項(xiàng)B錯。下落過程高度減小,物體的重力勢能越來越小,選項(xiàng)C正確。下落過程速度增大,物體所受重力的瞬時功率P=mgv越來越大,選項(xiàng)D錯。 說明:①本題屬“認(rèn)識”層次,屬中檔題,預(yù)估難度系數(shù)0.82;②本題從功與能的角度考查自由落體運(yùn)動的特征,應(yīng)用動能、重力勢能和功率的定義式就可以分析物體自由下落時相關(guān)物理量的變化情況。 【例2】在距地面10 m高處,一人以50 m/s的速度水平拋出一個質(zhì)量為4 kg的物體,物體著地時速度大小仍然是50 m/s。g取10 m/s2

5、。 (1)求飛行過程中的物體克服空氣阻力所做的功; (2)若不計(jì)空氣阻力,求上述物體著地時的速度大小。 解析:(1)設(shè)物體被拋出時的速度大小為、著地時的速度大小為,物體由拋出到著地的過程中物體克服空氣阻力所做的功為,由動能定理得 代入數(shù)據(jù)可得=4×10×10 J=4×102 J (2)設(shè)物體著地時的速度大小為,小球運(yùn)動過程中,只有重力做功,則機(jī)械能守恒。取地面為參考平面,由機(jī)械能守恒定律得,代入數(shù)據(jù)可得=52 m/s 說明:①本題屬“應(yīng)用”層次,屬稍難題,預(yù)估難度系數(shù)0.69;②動能定理既適用于直線運(yùn)動,也適用于曲線運(yùn)動,既適用于恒力做功,也適用于變力做功。 達(dá)標(biāo)練習(xí) 1.20

6、20年7月,世界最大太陽能飛機(jī)“太陽驅(qū)動”號完成跨越歐洲和非洲的載人長途飛行,整個跨州飛行完全依靠太陽能為動力,未使用一滴燃油。下列說法正確的是( ) A.太陽能可以轉(zhuǎn)化為電能為飛機(jī)提供動力 B.太陽能可以轉(zhuǎn)化為燃油的化學(xué)能為飛機(jī)提供動力 C.太陽能的利用,說明能量可以消滅 D.太陽能的利用,說明能量可以創(chuàng)生 m 2.細(xì)繩一端固定在天花板上,另一端拴一質(zhì)量為m的小球,如圖所示。不計(jì)空氣阻力,當(dāng)小球從最高點(diǎn)(圖中實(shí)線位置)向最低點(diǎn)(圖中虛線位置)擺動過程中,下列說法正確的是( ) A.細(xì)繩拉力對小球做正功 B.重力對小球不做功 C.小球的機(jī)械能守恒 D.小球的動能、重力勢

7、能和機(jī)械能都在變化 3.在水平面上推動木箱加速前進(jìn),合力對它所做的功為20J,在此過程中木箱的動能( ) A.增加20J B.減少20J C.沒有變化 D.是否變化無法確定 4.關(guān)于功率的說法,正確的是( ) A.由P=知,力做功越多,功率就越大 B.由F=知,功率一定時,速度越大,力越小 C.由P=F v知,物體運(yùn)動越快,功率越大 D.由W=Pt知,功率越大,力做功越多 5.如圖所示,三個斜面高度相同,傾角分別為30°、45°、60°,讓同一個小球分別從三個斜面的頂端沿斜面滑到底端,重力對小球做的功分別為W1、W2、W3,關(guān)于三者的大小,下列關(guān)系正確的是

8、( ) A.W1W2>W3 D. 無法比較 6.在“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,備有若干相同的橡皮筋。第一次小車在一條橡皮筋的作用下從靜止彈出,沿木板滑行,橡皮筋對小車做功為,小車被彈出的速度為v;第二次將兩條橡皮筋并在一起,并且與第一次拉伸的長度一樣,小車在橡皮筋的作用下從靜止彈出,沿木板滑行,橡皮筋對小車所做的功是的_____倍,小車被彈出的速度是v的_____倍。 7.在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,根據(jù)正確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出的重物重力勢能的減少量ΔEp會略微 (填“大于”或“小于”)動能的增加量ΔEk,這是因?yàn)開_________________。 8.蕩秋千是大家喜愛的一項(xiàng)體育活動。隨著科技的迅速發(fā)展,將來的某一天,同學(xué)們也許會在其它星球上享受蕩秋千的樂趣。假設(shè)你當(dāng)時所在星球的質(zhì)量是M、半徑為R,可將人視為質(zhì)點(diǎn),秋千質(zhì)量不計(jì)、擺長不變、擺角小于90°,引力常量為G。那么, (1)該星球表面附近的重力加速度g星等于多少? (2)若秋千經(jīng)過最低位置的速度為v0,你能上升的最大高度是多少?

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