完整版高中物理必修二第七章机械能守恒定律知识点总结docx.docx
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机械能守恒定律知点
一、功
1概念:
一个物体受到力的作用,并在力的方向上生了一段位移,个力就物体做了功。
功是能量化的量度。
2条件:
.力和力的方向上位移的乘
3公式:
W=FScosθ
W——某力功,位焦耳(J)
F——某力(要恒力),位牛(N)
S——物体运的位移,一般地位移,位米(m)
——力与位移的角
4功是量,但它有正功、功。
某力物体做功,也可成“物体克服某力做功”。
当[0,),即力与位移成角,功正;力做功;
2
当,即力与位移垂直功零,力不做功;
2
当(,],即力与位移成角,功,阻力做功;
2
5功是一个程所的量,因此功是程量。
6功与F、S、θ有关,与物体所受的其它外力、速度、加速度无关。
7几个力一个物体做功的代数和等于几个力的合力物体所做的功。
即W=W1+W2+⋯+Wn或W=F合Scosθ
8合外力的功的求法:
方法1:
先求出合外力,再利用W=Flcosα求出合外力的功。
方法2:
先求出各个分力的功,合外力的功等于物体所受各力功的代数和。
二、功率
1概念:
功跟完成功所用时间的比值,表示力(或物体)做功的快慢。
2公式:
P
W
(平均功率)
t
PFcos(平均功率或瞬时功率)3单位:
瓦特W
4
分类:
额定功率:
指发动机正常工作时最大输出功率
实际功率:
指发动机实际输出的功率即发动机产生牵引力的功率,
P实≤P额。
5
分析汽车沿水平面行驶时各物理量的变化,采用的基本公式是
P=Fv和F-f=ma
6
应用:
(1)机车以恒定功率启动时,由PF(P为机车输出功率,为机车前进速度)机车速度不断增加则牵引力不断减小,当牵引力
F
为机车牵引力,
Ff时,速
度不再增大达到最大值
max
,则
max
P/f。
(2)机车以恒定加速度启动时,在匀加速阶段汽车牵引力
F恒定为
ma
f,速度
不断增加汽车输出功率
P
F随之增加,当P
P额定时,F
开始减小但仍大于
f因
此机车速度继续增大,直至
F
f时,汽车便达到最大速度
max
,则
max
P/f。
三、重力势能
1定义:
物体由于被举高而具有的能,叫做重力势能。
2公式:
EPmgh
h——物体具参考面的竖直高度
3参考面
a重力势能为零的平面称为参考面;
b选取:
原则是任意选取,但通常以地面为参考面若参考面未定,重力势能无意义,不能说重力势能大小如何选取不同的参考面,物体具有的重力势能不同,但重力势能改变与参考面的选取无关。
4标量,但有正负。
①重力势能为正,表示物体在参考面的上方;
②重力势能为负,表示物体在参考面的下方;
③重力势能为零,表示物体在参考面上。
5单位:
焦耳(J)
6重力做功特点:
物体运动时,重力对它做的功只跟它的初、末位置有关,而跟物体运动的路径无关。
W
Ep
7、重力做功与重力势能变化的关系
(1)物体的高度下降时,重力做正功,重力势能减少,重力势能减少的量等于重力所做的功;
(2)物体的高度增加时,重力做负功,重力势能增加,重力势能增加的量等于物体克服重力所做的功。
(3)重力势能变化只与重力做功有关,与其他力做功无关。
四、弹性势能
1概念:
发生弹性形变的物体的各部分之间,由于弹力的相互作用具有势能,称之为弹性势能。
W
Ep
2弹力做功与弹性势能的关系
当弹簧弹力做正功时,弹簧的弹性势能减小,弹性势能变成其它形式的能;、当弹簧的弹力做负功时,弹簧的弹性势能增大,其它形式的能转化为弹簧的弹性势
能。
这一点与重力做功跟重力势能变化的关系相似。
3能:
相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫能,能是系所共有的。
五、:
探究功与物体速度化的关系
(1)目的:
通探究力物体做的功与物体速度化的关系;体会探究的程和所用的方法
(2)器材
木板、小、橡皮筋、打点器及源、等。
(3)探究思路:
①法橡皮筋小做的功分W、2W、3W⋯⋯②由和打点器分出小得的速度v1、v2、v3⋯⋯
③以橡皮筋小做的功坐(以第一次的功W位),小得的速度横坐,作出W-v曲。
④如果W-v曲是一条直,表明W∝v;如果不是直,可着手考是否存在下列关系:
W∝v2、W∝v3、W∝v4.
⑤根据W-v草,大致判断两个量可能是什么关系。
如果很可能是W∝v2,就作出W-v2曲,如果条曲是一条直,就可以明你的判断是正确的。
六、能
1概念:
物体由于运而具有的能量,称能。
2
能表达式:
EK
1m2
2
3
能定理(即合外力做功与能关系):
WEK2EK1
4理解:
①F合在一个程中物体做的功,等于物体在个程中能的化。
②F合做正功,物体能增加;F合做功,物体能减少。
③能定理揭示了合外力的功与能化的关系。
5适用范:
适用于恒力、力做功;适用于直运,也适用于曲运。
6用能定理解步:
a确定研究象及其运程
b分析研究象在研究程中受力情况,弄清各力做功
c确定研究对象在运动过程中初末状态,找出初、末动能
d列方程、求解。
七、实验:
验证机械能守恒定律
●实验目的:
学会用打点计时器验证验证机械能守恒定律的实验方法和技能。
●实验器材:
打点计时器、纸带、复写纸、低压电源、重物(附纸带夹子)、刻度尺、铁架台(附夹子)、导线。
●实验原理:
只有重力做功的自由落体运动遵守机械能守恒定律,即重力势能的减少量等于动能的增加量。
利用打点计时器在纸带上记录下物体自由下落的高度,计算出瞬时速度,即可验证物体重力势能的减少量与物体动能的增加量相等。
●实验步骤:
1、将打点计时器固定在支架上,并用导线将打点计时器接在交流电源上;
2、将纸带穿过打点计时器,纸带下端用夹子与重物相连,手提纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方;
3、接通电源,松开纸带,让重物自由下落,打点计时器就在纸带上打下一系列小点;
4、重复实验几次,从几条打上点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm,且点迹清晰的纸带进行测量;
5、记下第一个点的位置O,在纸带上选取方便的个连续点1,2,3,4,5,用刻度尺测出对应的下落高度h1,h2,...;
6、用公式计算各点对应的瞬时速度;
7、计算各点对应的势能减少量和动能增加量,进行比较。
八、机械能
1机械能包含动能和势能(重力势能和弹性势能)两部分,即EEKEP。
2机械能守恒定律:
在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以相互转
化,而总的机械能保持不变,即E1E2
EK1EP1EK2EP2
ΔΕK=—ΔΕP
ΔΕ1=—ΔΕ2。
3机械能守恒条件:
①做功角度:
只有重力或弹力做功,无其它力做功;其它力不做功或其它力做功的代数和为零;系统内如摩擦阻力对系统不做功。
②能量角度:
首先只有动能和势能之间能量转化,无其它形式能量转化;只有系统内能量的交换,没有与外界的能量交换。
4运用机械能守恒定律解题步骤:
a确定研究对象及其运动过程
b分析研究对象在研究过程中受力情况,弄清各力做功,判断机械能是否守恒
c恰当选取参考面,确定研究对象在运动过程中初末状态的机械能
d列方程、求解。
九、能量守恒定律
1内容:
能量既不会消灭,也不会创生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变,
即E机械能1E其它1E机械能2E其它2。
2能量耗散:
无法将释放能量收集起来重新利用的现象叫能量耗散,它反映了自然界中能量转化具有方向性。
练习:
1.下列关于功率的说法中正确的是
A.功率越大,做功越快B.功率越大,做功越多
C.实际功率一定等于额定功率D.瞬时功率一定大于平均功率
2.一辆汽车以额定功率行驶,下列说法中正确的是
A.汽车的速度越大,则牵引力越大B.汽车的速度越小,则牵引力越大
C.汽车一定做匀加速运动D.汽车一定做匀速运动
3.今年年初我国南方部分地区遭遇了严重雪灾.在抗雪救灾中,运输救灾物资的汽车以额定功率上坡时,为增大牵引力,司机应使汽车的速度
A.减小B.增大
C.保持不变
D.先增大后保持不变
4.关于功率,下列说法中正确的是
A.功率是描述做功快慢的物理量,在国际单位制中,其单位是焦耳(
J)
B.功率是描述做功快慢的物理量,在国际单位制中,其单位是瓦特(
W)
C.功率是描述做功多少的物理量,在国际单位制中,其单位是焦耳(
J)
D.功率是描述做功多少的物理量,在国际单位制中,其单位是瓦特(
W)
5.下图所示的四幅图是小明提包回家的情景,其中小明提包的力不做功的是().
2.一个力对物体做了负功,则说明().
A.这个力一定阻碍物体的运动
B.这个力不一定阻碍物体的运动
C.这个力与物体运动方向的夹角
α>90°
D.这个力与物体运动方向的夹角α<90°
6.水平地面上有一木箱,木箱与地面之间的动摩擦因数为μ(0<μ<1).现对木箱施加一拉力F,使木箱做匀速直线运动.设F的方向与水平面夹角为θ,如图所示,
在θ从0逐渐增大到90°的过程中,木箱的速度保持不变,则().
A.F先减小后增大B.F一直增大
C.F的功率减小D.F的功率不变
7..如图所示,桌面离地高度为h,质量为m的小球,从离桌面H高处由静止下落。
若以桌面为参考平面,则小球落地时的重力势能及整个过程中小球重力做功分别为
A.mgh,mg(H-h)
B.mgh,mg(H+h)
C.-mgh,mg(H-h)
D.-mgh,mg(H+h)
8.我国发射的“神舟七号”飞船在绕地球45圈后,与2008年9月28日胜利返航。
在返回舱拖着降落伞下落的过程中,其重力做功和重力势能变化的情况为
A.重力做正功,重力势能减小B.重力做正功,重力势能增加
C.重力做负功,重力势能减小D.重力做负功,重力势能增加
9.一物体在自由下落过程中,重力做了2J的功,则A.该物体重力势能减少,减少量等于2J
B.该物体重力势能减少,减少量大于2J
C.该物体重力势能减少,减少量小于2J
D.该物体重力势能增加,增加量等于2J
10.质量不同而具有相同动能的两个物体,在动摩擦因数相同的水平面上滑行到停止,则
A.质量大的滑行的距离大B.质量大的滑行的时间长
C.质量大的滑行的加速度小D.它们克服阻力做的功一样多
11.质量为2kg的物体以一定的初速度沿倾角为300的斜面向上
滑行,在向上滑行的过程中,其动能随位移的变化关系如图所示,则物体返回到出发点时的动能为(取g=10m/s2)
A.196JKS5UB.34J
C.56JD.0KS5U
12.放在光滑水平面上的物体,仅在两个同向水平力的共同作用下开始运动,
个力分别做了6J和8J的功,则该物体的动能增加了
A.48JB.14JC.10JD.2J
若这两
13.如图所示,一薄木板斜搁在高度一定的平台和水平地板上,其顶端与平台相平,末端位于地板的P处,并与地板平滑连接,将一可看成质点的滑块自木板顶端无初
速度释放,滑块沿木板下滑,接着在地板上滑动,最终停在Q处。
滑块和木板及地板之间的动摩擦因数相同。
现将木板截短一半,仍按上述方式搁在该平台和水平地
板上,再次将滑块自木板顶端无初速度释放,则滑块最终将停在A.P处
B.P、Q之间
C.Q处
D.Q的右侧
14.一质点开始时做匀速直线运动,从某时刻起受到一恒力作用.此后,该质点的动
能可能(
).
A.一直增大
B.先逐渐减小至某一非零的最小值,
再逐渐增大
C.先逐渐增大至某一最大值,再逐渐减小
D.先逐渐减小至零,再逐渐增大
15.小球由地面竖直上抛,上升的最大高度为
H,设所受阻力大小恒定,地面为零势
能面.在上升至离地高度
h处,小球的动能是势能的
2倍,到达最高点后再下落至
离地高度h处,小球的势能是动能的2倍,则h等于(
).
H
2H
3H
4H
A.9
B.9
C.9
D.9
16.一个小球从高处自由落下,则球在下落过程中的动能
(
).
A.与它下落的距离成正比
B.与它下落距离的平方成正比
C.与它运动的时间成正比
D.与它运动时间的平方成正比
17.如图所示,长为L、内壁光滑的直管与水平地面成
30°角固定放置.将一质量为
m的小球固定在管底,用一轻质光滑细线将小球与质量为
M=km的小物块相连,
小物块悬挂于管口.现将小球释放,一段时间后,小物块落地静止不动,小球继续
向上运动,通过管口的转向装置后做平抛运动,小球在转向过程中速率不变.(重力加速度为g).
(1)求小物块下落过程中的加速度大小;
(2)求小球从管口抛出时的速度大小;
2
(3)试证明小球平抛运动的水平位移总小于
2L.
18.水平地面上的物体在水平恒力F的作用下由静止开始运动,一段时间后撤去
F,
其运动的v-t图像如图所示,若物体与地面间滑动摩擦力的大小为f,则F的大小为
19.如图所示为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置.
(1)实验中使用的电源频率是50Hz,则纸带上打出的相邻两点的时间间隔为s.
(2)实验时,应使打点计时器的两个限位孔在同一
竖
直
线上.这样做可以(选填“消除”、“减小”或“增
大”)
纸带与限位孔之间的摩擦.
(3)在实际测量中,重物减少的重力势能通常会
(
选
填“略大于”、“等于”或“略小于”)增加的动能.
20.如图所示,质量为m的物体以速度0离开桌面后经过A点时,所具有的机械能是
(以桌面为零势能面,不计空气阻力
)
A.1mo
2
mgh
0
2
m
B.1m2
C.1m2
2
o
2
o
mgh
A
H
(
H
h
)
h
mg
D.1m2
2
o
21.如图所示在光滑水平面上有一物体,它的左端接连着一轻弹簧,弹簧的另一端固定在墙上,在力F作用下物体处于静止状态,当撤去力F后,物体将向右运动,在物体向右运动的过程中,下列说法正确的
是().
A.弹簧的弹性势能逐渐减少B.物体的机械能不变
C.弹簧的弹性势能先增加后减少D.弹簧的弹性势能先减少后增加
22.一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落,到最低点时距水面还有数
米距离.假定空气阻力可忽略,运动员可视为质点,下列说法正确的是().
A.运动员到达最低点前重力势能始终减小
B.蹦极绳张紧后的下落过程中,弹力做负功,弹性势能增加
C.蹦极过程中,运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D.蹦极过程中,重力势能的改变与重力势能零点的选取有关
23.第16届亚运会于2010年11月12日至11月27日在广州举行.亚运会中的投掷链球、铅球、铁饼和标枪等体育比赛项目都是把物体斜向上抛出的运动,如图所示,
这些物体从被抛出到落地的过程中().
A.物体的机械能先减小后增大B.物体的机械能先增大后减小
C.物体的动能先增大后减小,重力势能先减小后增大
D.物体的动能先减小后增大,重力势能先增大后减小
24..已知货物的质量为m,在某段时间内起重机将货物以a的加速度加速升高
则在这段时间内,下列叙述正确的是(重力加速度为g)().
A.货物的动能一定增加mah-mghB.货物的机械能一定增加mah
C.货物的重力势能一定增加mahD.货物的机械能一定增加mah+mgh
h,
25.一个盛水袋,某人从侧面缓慢推装液体的袋壁使它变形至如图所示位置,则此
过程中袋和液体的重心将().
A.逐渐升高B.逐渐降低C.先降低再升高D.始终不变
25.(2012·广州模拟)下列说法正确的是().
A.随着科技的发展,第一类永动机是可以制成的
B.太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量,但照射到宇宙空间的能量
都消失了
C.“既要马儿跑,又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律,因而是不可能的
D.有种“全自动”手表,不用上发条,也不用任何形式的电源,却能一直走动,说明能量可以凭空产生
26.如图美国空军X-37B无人航天飞机于2010年4月首飞,在X-37B由较低轨道
飞到较高轨道的过程中().
A.X-37B中燃料的化学能转化为X-37B的机械能
B.X-37B的机械能要减少
C.自然界中的总能量要变大
D.如果X-37B在较高轨道绕地球做圆周运动,则在此轨道上其机械能不变
27.如图所示,一个小物体在足够长的斜面上以一定初速度释放,斜面各处粗糙程度
相同,初速度方向沿斜面向上,则物体在斜面上运动的过程中().
A.动能一定是先减小后增大B.机械能一直减小
C.如果某段时间内摩擦力做功与物体动能的改变量相同,则此后物体动能将不断增大
D.如果某段时间内摩擦力做功为W,再经过相同的时间,两段时间内摩擦力做功可能相等
28.关于能量和能源,下列说法中正确的是
A.能量在转化和转移过程中,其总量有可能增加B.能量在转化和转移过程中,其总量会不断减少
C.能量在转化和转移过程中总量保持不变,故节约能源没有必要
D.能量的转化和转移具有方向性,且现有可利用的能源有限,故必须节约能源
29下列说法中正确的是
A.某种形式的能量减少,一定有其他形式的能量增加
B.能量耗散表明,能量的总量并不守恒
C.随着科技的发展,能量是可以凭空产生的
D.随着科技的发展,永动机是可以制成的
30.能量守恒定律的建立是人类认识自然的一次重大飞跃,它是最普遍、最重要、最可靠的
自然规律之一。
下列说法中正确的是
A.因为能量是守恒的,所以不需要节能能源KS5U
B.因为能量是守恒的,所以不可能发生能源危机KS5UC.不同形式的能量之间可以相互转化
D.能量可以被消灭,也可以被创生
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