三、功和能(江苏省学业水平测试教学案).doc
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第三部分《机械能》(必修2)
班级学号姓名___________
【内容与测试等级】
内容
要求
错题记录
功
A
功率
A
重力势能重力势能的变化与重力用功的关系
A
动能定理
A
机械能守恒定律
B
用电火花计时器验证机械能守恒定律
A
能量守恒定律
A
能源难量转化和转移的方向性
A
【基础知识讲和练】
一、功(A)、功率(A)
1)功:
1、做功的条件:
物体受到的作用,且在发生位移,两者不可缺一。
2、W=FScosθ(其中θ为和的夹角,此式适用于力(恒、变));
3、功是能的转化的量度-—作功过程即为能的过程,合外力对物体做多少功(总
功),物体的总能量即发生同样数值的变化。
(要理解)
4、功有正、负,但它是(矢、标)量
θ,W为正θ,W为0
θ,W为负,力对物体作负功,也可表述为;
5、合外力作功:
法一:
W合=W1+W2+W3+W4(各力作功的代数和)
法二:
W合=F合Scosθ(其中θ为和的夹角)
例1、关于功的概念,下列说法中正确的是()
A、位移大,力对物体做的功一定多B、受力小,力对物体做功一定少
C、物体静止,则力对物体一定不做功
D、力的大小和物体在力的方向上的位移大小,决定该力作功的多少
例2、运动员用100N的力把质量为0.5kg的球踢出40m远,运动员对球做的功为:
()
A.4000J B.2000J C.没有做功 D.无法确定
例3、大小相等的水平拉力分别作用于原来静止的、质量分别为m1、m2的物体A和B上,
使A沿光滑水平面移动了位移s,使B沿粗糙水平面运动了同样的位移,则拉力F对A、
B做的功W1和W2相比较()
A、W1>W2 B、W1 例4、质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上,当斜面沿 水平方向向右匀速移动了距离s时,如图所示,物体m 相对斜面静止,则下列说法中不正确的是() A、摩擦力对物体m做功为零 B、合力对物体m做功为零 C、摩擦力对物体m做负功 D、弹力对物体m做正功 例5、把一个物体竖直向上抛出去,该物体上升的最大高度是h,若物体的质量为m,所受 的空气阻力恒为f,则在从物体被抛出到落回地面的全过程中() A.重力所做的功为零 B.重力所做的功为2mgh C.空气阻力做的功为零 D.空气阻力做的功为-2fh 例6、如图所示,质量为5Kg的物体与水平地面间的动摩擦因数μ=0.2,现用F=25N与水平方向成θ=370的力拉物体,使物体加速运动,求(g=10m/s2)当物体发生10m位移过程中: 1)各力对物体所作功;2)合力对物体所作功。 2)功率 1、定义式: P=W/t(一般求平均功率);单位: 及kw 2、意义: 反映了力对物体作功的; 3、P=FV(V瞬—P瞬;V平—P平) 4、在机车功率中,F特指牵引力,匀速时F=f;重视实际运用。 例7、关于功率下列说法正确的是: () A、功率是描述力做功多少的物理量;B、功率是描述力做功快慢的物理量; C、力做功时间长,功率一定小;D、力做功多,功率一定大。 例8、关于功率公式P=W/t和P=Fv的说法正确的是() A、由P=W/t知,只要知道W和t就可以求出任意时刻的功率 B、由P=Fv只能求某一时刻的瞬时功率 C、由P=Fv知,汽车的功率与它的速度成正比 D、从P=Fv知,当汽车发动机功率一定时,牵引力与速度成反比 例9、质量为m的物体沿倾角为θ的斜面滑到底端时的速度大小为v,则此时重力的瞬时功 率为()A.mgv B.mgvsinθC.mgvcosθ D.mgvtanθ 例10、放在粗糙水平面上的物体,质量为1kg,在40N的水平拉力作用下,由静止开始以 3m/s2的加速度匀加速移动5s,则在此过程中拉力的平均功率是多少? 5s末阻力的瞬时 功率是多少? 例11、汽车发动机的额定功率为60kW,汽车质量为5t,汽车在水平路面上行驶时,阻力 是车重的0.1倍.试问: (1)汽车保持额定功率从静止启动后能达到的最大速度是多少? (2)★汽车从静止开始,保持0.5m/s2的加速度做匀加速运动,这一过程能维持多长时间? 二、重力势能重力势能的变化与重力用功的关系(A) 1、定义式: Ep=,(矢、标)量;单位: 。 2、具有相对性: 相对于; Ep为正表示;Ep为负表示;Ep为0表示 具有系统性: 即重力势能是系统所共有。 3、重力势能的变化△Ep=(与参考面关) △Ep为正表示;△Ep为负表示;△Ep为0表示; 4、重力势能的变化与重力用功的关系 重力作正功,Ep、重力作负功,Ep、重力不作功,Ep、 重力势能变化的数值与重力作功数值。 (附: 弹性势能——物体由于发生弹性形变而具有的能,其大小与物体发生的弹性形变 量有关,同一物体弹性形变量越大,则具有的弹性势能越) 例12、下列说法正确的是: () A、地面上的物体重力势能一定为0;B、质量大的物体重力势能一定大; C、不同的物体中离地面最高的物体其重力势能最大; D、离地面有一定高度的物体其重力势能可能为0. 例13、当重力对物体做正功时,物体的() A、重力势能一定增加,动能一定减小;B、重力势能一定减小,动能一定增加; C、重力势能不一定减小,动能一定增加;D、重力势能一定减小,动能不一定增加; 例14、质量为m的小球,从离桌面H高处由静止下落,桌面离地面的高度 为h,如图所示.若以桌面为参考面,那么小球落地时的重力势能及整个 过程中重力势能的变化是() A.mgh,减少mg(H-h) B.mgh,增加mg(H+h) C.-mgh,增加mg(H-h) D.-mgh,减少mg(H+h) 三、动能定理(A) 1、动能Ek=、单位、是量(标、矢) 2、动能的变化△Ek= △Ek为正表示;△Ek为负表示;△Ek为0表示; 3、动能定理: 过程中对物体力所作功等于物体动能的(即末动能减初动能) 其数学表达式为: W合=== 4、运用基本方法: 1)明确对象、过程;2)受力分析求W合;3)用定理列式求解。 例15、如图所示,质量为m=2kg的物体,在光滑水平面上以4m/s的速度 向右运动,与竖直墙碰撞后以原来速度大小反向回头,则下列关于速 度变化、动能变化的说法正确的是() A、速度变化量为0;B、速度变化量大小为8m/s,方向水平向左; C、动能变化为0;D、动能变化为32J。 例16、下列说法正确的是: () A、物体作变速运动,其动能一定变化;B、物体作变速运动,其动能不一定变化; C、物体速度变化,其动能一定变化;D、物体速度大小变化,其动能一定变化。 例16、质量不等但有相同动能的两物体,在动摩擦因数相同的水平地面上滑行直到停止, 则() A.质量大的物体滑行距离大 B.质量小的物体滑行距离大 C.它们滑行的距离一样大 D.质量大的滑行时间短 例17、甲乙两物体质量的比m1∶m2=3∶1,速度的比v1∶v2=1∶3,在相同的阻力作用下逐 渐停下,则它们的位移比s1∶s2是() A.1∶1 B.1∶3C.3∶1 D.4∶1 例18、质量为m的跳水运动员,从离地面高h的跳台上以速度v1斜向上跳起,跳起高度离 跳台为H,最后以速度v2进入水中.不计空气阻力,则运动员起跳时所做的功为() A.mv12 B.mgHC.mv12+mgh D.mv22-mgh 例19、水平地面上有一质量为m=0.5kg的物体.水平恒力F为2.5N,作用在物体上,使物体 由静止出发开始运动.经过一段时间后,力F停止作用,物体继续滑行一段距离后停止.若物 体移动的总距离s为4m,物体和地面间的动摩擦因数μ=0.2.求: 力F所做的功.(g取10m/s2) 四、机械能守恒定律(B) 1、机械能指、、的统称, 总机械能E机=+;是标量 2、守恒定律内容: 在只有力或力做功的物体系统内,动能和势能可以相 互,而总的机械能; 条件: 只有、作功; 数学表达式: Ek末+Ep末=Ek初+Ep初(解题时一定要取零势能参考面) 具体形式为: ; 其他形式有: 。 3、解题分析步骤: 1)明确系统、过程;2)受力分析、判断条件; 3)取零势能参
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