机械能守恒定律专题复习Word下载.docx
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(2)物理意义:
___________________________;
(3)国际单位:
__________;
其他单位:
1千瓦=1000瓦特。
(4)其他计算公式:
平均功率_____________________;
瞬时功率_____________________。
(5)额定功率是发动机正常工作时的;
实际输出功率或额定功率。
例1:
关于摩擦力对物体做功,以下说法中正确的是[ ]
A.滑动摩擦力总是做负功B.滑动摩擦力可能做负功,也可能做正功
C.静摩擦力对物体一定做负功D.静摩擦力对物体总是做正功
例2:
m=2ⅹ103kg的汽车发动机额定功率80kw,若汽车在平直公路上行驶所受阻力大小恒为4ⅹ103N,那么()A.汽车在公路上的最大行驶速度为20m/sB.汽车以额定功率启动,V=5m/s时a=6m/s2
C.汽车以2m/s2的加速度匀加速启动,第2秒末功率为32kW
D.汽车做C中匀加速运动所能维持的时间为5s
二.重力势能和弹性势能:
1、重力势能:
(1)重力做功的特点:
重力对物体做的功只跟有关,而跟物体的运动的无关。
(2)重力势能的定义:
_____________________;
________________________;
(3)性质:
重力势能是标量、状态量、相对量。
当物体位于所选择的参考平面(零势面)的上方(下方)时,重力势能为()。
但重力势能的差值与参考平面的选择。
重力势能属于物体和地球组成的系统。
(4)重力势能与重力做功的联系:
重力做的功等于物体的重力势能的减小,即WG=;
如重力做负功,即<
,重力势能增加。
2、弹性势能:
定义:
______________________________性质:
弹性势能是标量、状态量。
弹性势能EP的大小与弹簧的伸长量或者压缩量l的大小有关,对于同一根弹簧,弹簧的伸长量或者压缩量l越,弹性势能EP越。
弹性势能与弹力做功的联系:
弹力做的功等于弹簧的弹性势能的减小。
例3.如图所示,一个质量为m的木块,以初速度vo冲上倾角为θ的斜面,沿斜面上升L的距离后又返回运动.若木块与斜面间的动摩擦因数为μ,求:
(1)木块上升过程重力的平均功率是多少?
木块的重力势能变化了多少?
(2)木块从开始运动到返回到出发点的过程滑动摩擦力做的功是多少?
重力做的功是多少?
全过程重力势能变化了多少?
三.动能和动能定理:
1、动能:
_________________________;
______________。
(2)性质:
动能是标量。
动能没有方向,不要把速度的方向误认为是动能的方向。
动能是状态量、动能是相对量,同一物体相对于不同参照物其动能可能不同。
2、动能定理:
_______________________________________;
W=EK2-EK1;
讨论:
当W>
0时,EK2>
EK1,动能增大;
当W<
0时,EK2<
EK1动能减小;
当W=0时EK2=EK1动能不变。
(1)功和能是两个不同的概念,但相互之间有密切的联系,这种联系体现于动能定理上,外力对物体做的总功等于物体动能的增量,一般来说,不是等于物体动能的本身。
(2)外力对物体所做的总功等于物体受到的所有外力的功(包括各段的运动过程)的代数和。
例4..一个物体从斜面上高h处由静止滑下并紧接着在水平面上滑行一段距离后停止,测得停止处对开始运动处的水平距离为S,如图5-3-1,不考虑物体滑至斜面底端的碰撞作用,并设斜面与水平面对物体的动摩擦因数相同.求动摩擦因数μ.
四.机械能守恒定律:
内容_________________________________________________;
_表达式__________________;
条件:
只有重力(或弹力)做功,其他力不做功。
这里的弹力指研究弹性势能的物体(如弹簧)的弹力,不是指通常的拉力、推力。
不能误认为“只受重力(弹力)作用”。
(1)研究对象是系统;
(2)分清初、末状态。
五.实验:
验证机械能守恒定律:
例5、某次“验证机械能守恒定律”的实验中,用6V、50Hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带,如图4所示,O点为重锤下落的起点,选取的计数点为A、B、C、D,各计数点到O点的长度已在图上标出,单位为毫米,重力加速度取9.8m/s2,若重锤质量为1kg。
①打点计时器打出B点时,重锤下落的速度VB=m/s,重锤的动能EKB=J。
②从开始下落算起,打点计时器打B点时,重锤的重力势能减小量为J。
③根据纸带提供的数据,在误差允许的范围内,重锤从静止开始到打出B点的过程中,得到的结论是。
例6、如图,小球自a点由静止自由下落,到b点时与弹簧接触,到c点时弹簧被压缩到最短,若不计弹簧质量和空气阻力,在小球由a→b→c的运动过程中()
A.小球和弹簧总机械能守恒
B..小球的重力势能随时间均匀减少
C.小球在b点时动能最大
D.c点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
例7.如图,光滑的倾斜轨道与半径为R的圆形轨道相连接,质量为m的小球在倾斜轨道上由静止释放,要使小球恰能通过圆形轨道的最高点,小球释放点离圆形轨道最低点多高?
通过轨道点最低点时球对轨道压力多大?
【考点提升训练】
1.(2012·
包头模拟)如图所示,下列四个选项的图中,木块均在固定的斜面上运动,其中图A、B、C中的斜面是光滑的,图D中的斜面是粗糙的,图A、B中的F为木块所受的外力,方向如图中箭头所示,图A、B、D中的木块向下运动,图C中的木块向上运动.在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是()
2.(2012·
广州模拟)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
3.在光滑水平面上有一物体,它的左端连接着一轻弹簧,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.弹簧的弹性势能逐渐增加
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
4.如图所示,A、B两球质量相等,A球用不能伸长的轻绳系于O点,B球用轻弹簧系于O′点,O与O′点在同一水平面上,分别将A、B球拉到与悬点等高处,使绳和轻弹簧均处于水平,弹簧处于自然状态,将两球分别由静止开始释放,当两球达到各自悬点的正下方时两球恰好仍处在同一水平面上,则( ).
A.两球到达各自悬点的正下方时,两球动能相等
B.两球到达各自悬点的正下方时,A球动能较大
C.两球到达各自悬点的正下方时,B球动能较大
D.两球到达各自悬点的正下方时,A球损失的重力势能较多
5.如图所示,将物体从一定高度水平抛出(不计空气阻力),物体运动过程中离地面高度为h时,物体水平位移为x、物体的机械能为E、物体的动能为Ek、物体运动的速度大小为v.以水平地面为零势能面.下列图像中,能正确反映各物理量与h的关系的是( ).
6.如图所示,一物体以速度v0冲向光滑斜面AB,并能沿斜面升高h,下列说法正确的是( )
A.若把斜面从C点锯断,由机械能守恒定律知,物体冲出C点后仍能升高h
B.若把斜面弯成如图所示的半圆弧形,物体仍能沿AB′升高h
C.若把斜面从C点锯断或弯成如图所示的半圆弧形,物体都不能升高h,因为物体的机械能不守恒
D.若把斜面从C点锯断或弯成如图所示的半圆弧形,物体都不能升高h,但物体的机械能仍守恒
7.如图所示,离水平地面一定
高处水平固定一内壁光滑的圆筒,筒内固定一轻质弹簧,弹簧处于自然长度.现将一小球从地面以某一初速度斜向上抛出,刚好能水平进入圆筒中,不计空气阻力.下列说法中正确的是( )
A.弹簧获得的最大弹性势能小于小球抛出时的动能
B.小球从抛出到将弹簧压缩到最短的过程中小球的机械能守恒
C.小球抛出的初速度大小仅与圆筒离地面的高度有关
D.小球从抛出点运动到圆筒口的时间与小球抛出时的角度无关
8某空降兵从飞机上跳下,他从跳离飞机到落地的过程中沿竖直方向运动的v-t图象如图所示,则下列说法正确的是()
A.0~10s内空降兵和伞整体所受重力大于空气阻力
B.第10s末空降兵打开降落伞,此后做匀减速运动至第15s末
C.10~15s内空降兵竖直方向的加速度方向向上,大小在逐渐减小
D.15s后空降兵保持匀速下落,此过程中机械能守恒
9如图所示,劲度系数为k的轻质弹簧,一端系在竖直放置的半径为R的圆环顶点P,另一端系一质量为m的小球,小球穿在圆环上做无摩擦的运动.设开始时小球置于A点,弹簧处于自然状态,当小球运动到最低点时速率为v,对圆环恰好没有压力.下列分析正确的是()
A.从A到B的过程中,小球的机械能守恒
B.从A到B的过程中,小球的机械能减少
C.小球过B点时,弹簧的弹力为
D.小球过B点时,弹簧的弹力为
10.如图所示,一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a和b,跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆C和D上,质量为ma的a球置于地面上,质量为mb的b球从水平位置静止释放.当b球摆过的角度为90°
时,a球对地面压力刚好为零,下列结论正确的是()
A.ma∶mb=3∶1
B.ma∶mb=2∶1
C.若只将细杆D水平向左移动少许,则当b球摆过的角度为小于90°
的某值时,a球对地面的压力刚好为零
D.若只将细杆D水平向左移动少许,则当b球摆过的角度仍为90°
时,a球对地面的压力刚好为零
、11.如图所示,半径分别为R和r的甲、乙两个光滑的圆形轨道安置在同一竖直平面上,轨道之间有一条水平轨道CD相通,一小球以一定的速度先滑上甲轨道,通过动摩擦因数为μ的CD段,又滑上乙轨道,最后离开两圆轨道,若小球在两圆轨道的最高点对轨道的压力都恰好为零,试求CD段的长度.
12.(2012·
十堰模拟))如图所示,粗糙弧形轨道和两个光滑半圆轨道组成翘尾巴的S形轨道.光滑半圆轨道半径为R,两个光滑半圆轨道连接处CD之间留有很小空隙,刚好能够使小球通过,CD之间距离可忽略.粗糙弧形轨道最高点A与水平面上B点之间的高度为h.从A点静止释放一个可视为质点的小球,小球沿翘尾巴的S形轨道运动后从E点水平飞出,落到水平地面上,落点到与E点在同一竖直线上B点的距离为s.已知小球质量m,不计空气阻力,求:
(1)小球从E点水平飞出时的速度大小;
(2)小球运动到半圆轨道的B点时对轨道的压力;
(3)小球沿翘尾巴S形轨道运动时克服摩擦力做的功.
【高考零距离】
【2012年】
1.(2012上海)16.如图,可视为质点的小球A、B用不可伸长的细软轻线连接,跨过固定在地面上半径为R有光滑圆柱,A的质量为B的两倍。
当B位于地面时,A恰与圆柱轴心等高。
将A由静止释放,B上升的最大高度是()
(A)2R(B)5R/3(C)4R/3(D)2R/3
2.(2012广东)17图4是滑道压力测试的示意图,光滑圆弧轨道与光滑斜面相切,滑道底部B处安装一个压力传感器,其示数N表示该处所受压力的大小,某滑块从斜面上不同高度h处由静止下滑,通过B是,下列表述正确的有
A.N小于滑块重力
B.N大于滑块重力
C.N越大表明h越大
D.N越大表明h越小
3.(2012北京)如图所示,质量为m的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动,经距离l后以速度v飞离桌面,最终落在水平地面上。
已知l=1.4m,v=3.0m/s,m=0.10kg,物块与桌面间的动摩擦因数u=0.25,桌面高h=0.45m.。
不计空气阻力,重力加速度取10m/s2。
求
(1)小物块落地点距飞出点的水平距离s;
(2)小物块落地时的动能EK;
(3)小物块的初速度大小v0。
4.(2012浙江)18、由光滑细管组成的轨道如图所示,其中AB段是半径为R的四分之一圆弧,轨道固定在竖直平面内。
一质量为m的小球,从距离水平地面高为H的管口D处静止释放,最后能够从A端水平抛出落到地面上。
下列说法正确的是
A.小球落到地面相对于A点的水平位移值为
B.小球落到地面相对于A点的水平位移值为
C.小球能从细管A端水平抛出的条件是H>
2R
D.小球能从细管A端水平抛出的最小高度Hmin=
5.(2012福建)17.如图,表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮,小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)。
初始时刻,A、B处于同一高度并恰好静止状态。
剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑,则从剪断轻绳到物块着地,两物块
A.速率的变化量不同
B.机械能的变化量不同
C.重力势能的变化量相同
D.重力做功的平均功率相同
6(2012海南)15.如图,在竖直平面内有一固定光滑轨道,其中AB是长为R的水平直轨道,BCD是圆心为O、半径为R的
圆弧轨道,两轨道相切于B点.在外力作用下,一小球从A点由静止开始做匀加速直线运动,到达B点时撤除外力.已知小球刚好能沿圆轨道经过最高点C,重力加速度大小为g.求
(1)小球在AB段运动的加速度的大小;
(2)小球从D点运动到A点所用的时间.
【2011年-2010年】
1(2011·
新课标全国卷·
T16)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,弹性力做负功,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
2.(2011·
北京高考·
T22)如图所示,长度为
的轻绳上端固定在O点,下端系一质量为m的小球(小球的大小可以忽略)。
(1)在水平拉力F的作用下,轻绳与竖直方向的夹角为
,
小球保持静止,画出此时小球的受力图,并求力F的大小;
(2)由图示位置无初速度释放小球,求当小球通过最低点
时的速度大小及轻绳对小球的拉力。
不计空气阻力。
3.(2010·
安徽卷)14.伽利略曾设计如图所示的一个实验,将摆球拉至M点放开,摆球会达到同一水平高度上的N点。
如果在E或F处钉子,摆球将沿不同的圆弧达到同一高度的对应点;
反过来,如果让摆球从这些点下落,它同样会达到原水平高度上的M点。
这个实验可以说明,物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面(或弧线)下滑时,其末速度的大小
A.只与斜面的倾角有关
B.只与斜面的长度有关
C.只与下滑的高度有关
D.只与物体的质量有关
4.(2010·
福建卷)17、如图(甲)所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复。
通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图(乙)所示,则
A.
时刻小球动能最大
B.
C.
~
这段时间内,小球的动能先增加后减少
D.
这段时间内,小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能
5.(2010·
上海物理)30.(10分)如图,ABC和ABD为两个光滑固定轨道,A、B、E在同一水平面,C、D、E在同一竖直线上,D点距水平面的高度h,C点高度为2h,一滑块从A点以初速度
分别沿两轨道滑行到C或D处后水平抛出。
(1)求滑块落到水平面时,落点与E点间的距离
和
.
(2)为实现
<
应满足什么条件?
6.(2010·
江苏卷)14.(16分)在游乐节目中,选手需要借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上,小明和小阳观看后对此进行了讨论。
如图所示,他们将选手简化为质量m=60kg的质点,选手抓住绳由静止开始摆动,此时绳与竖直方向夹角
=53°
,绳的悬挂点O距水面的高度为H=3m.不考虑空气阻力和绳的质量,浮台露出水面的高度不计,水足够深。
取重力加速度
,
(1)求选手摆到最低点时对绳拉力的大小F;
(2)若绳长l=2m,选手摆到最高点时松手落入手中。
设水碓选手的平均浮力
,平均阻力
,求选手落入水中的深度
;
(3)若选手摆到最低点时松手,小明认为绳越长,在浮台上的落点距岸边越远;
小阳认为绳越短,落点距岸边越远,请通过推算说明你的观点。
7.(2010·
福建卷)22.(20分)如图所示,物体A放在足够长的木板B上,木板B静止于水平面。
t=0时,电动机通过水平细绳以恒力F拉木板B,使它做初速度为零,加速度aB=1.0m/s2的匀加速直线运动。
已知A的质量mA和B的质量mg均为2.0kg,A、B之间的动摩擦因数
=0.05,B与水平面之间的动摩擦因数
=0.1,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等,重力加速度g取10m/s2。
(1)物体A刚运动时的加速度aA
(2)t=1.0s时,电动机的输出功率P;
(3)若t=1.0s时,将电动机的输出功率立即调整为P`=5W,并在以后的运动过程中始终保持这一功率不变,t=3.8s时物体A的速度为1.2m/s。
则在t=1.0s到t=3.8s这段时间内木板B的位移为多少?
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