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1、高中物理会考复习,第七章 机械能,功和能,功,能,功能关系,功:W=FScos,功率:,动能：,势能：重力势能,机械能：,动能定理：,机械能守恒定律,功是能量转化的量度W=E,1.功的概念：一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生一段位移，力就对物体做了功。力和在力的方向上发生位移，是做功的两个不可缺少的因素,一、功,2.功的计算式：力对物体所做的功的大小，等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦三者的乘积：W=Fs cos,适用条件：恒力对物体做功,（a）当090时，0 cos 1。W为正值，力对物体做正功。力对物体的运动起推动作用。,（b）当=90时，cos=0，W=0.力对物体不
2、做功。力对物体的运动既不推动也不阻碍。,3功的计算,恒力的功：,（c）当90 180时，1 cos 0。W为负值。力对物体做负功或者说物体克服力F做正功。力对物体的运动起阻碍作用。,(2)合外力的功:等于各个力对物体做功的代数和,即:W合=W1+W2+W3+,（3）用动能定理W=Ek或功能关系求功。功是能量转化的量度.做功过程一定伴随能量的转化,并且做多少功就有多少能量发生转化.,1.一辆汽车，匀速开上一斜面，它的受力情况如图，则做正功的力是_，做负功的是_，不做功的是_。合力做功_.,2.把一个小球以一定初速竖直上抛运动，有空气阻力，在它回到抛出点的过程中，重力做_功，阻力做_功。,1、功率
3、,功率是反映做功快慢的物理量。功跟完成这些功所用时间的比值，叫做功率。,功率的定义式是：,功率的单位：在国际单位制中为瓦特，简称瓦。符号是W。1W=1J/s，而kW的单位也很常用，1kW=1000W,功率的另一种表示式：,P=Fv,在作用力方向和位移方向相同的情况下,二、功率,3关于功率，下列说法正确的是A、功率是说明力做功多少的物理量；B功率是说明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,（B）,4有甲、乙两台机械，它们的额定功率 P甲P乙，则A、甲做功一定比乙多；B甲做功一定比乙快C甲输出功率一定比乙大；D正常工作时甲最大功率一定比乙大,（D）,2、平均功率和瞬
4、时功率,5质量为m的木块在水平恒力F作用下从静止开始沿光滑的水平面运动了时间t则在t时间末，力的功率是,（C）,7汽车以恒定功率P沿水平路面行驶，在某段时间t内通过位移S，其末速度为V，则在这一过程中牵引力做的功为A、Ptv BPsv；CPs；D、Pt,（D）,6一个质量m=2.0 kg的物体自由下落，重力加速度取10 ms2，则第2 s内重力的平均功率是A400 W B300 W C 200 W D 100 W,（B）,3、额定功率和实际功率,（1）额定功率是发动机正常工作时的最大输出功率，通常在发动机铭牌及说明书中标明。,实际功率是发动机工作时实际的输出功率。特殊情况下发动机的实际功率可以
5、小于或大于额定功率，正常情况下等于额定功率，但不允许长时间超过额定功率。,当发动机以额定功率工作时，由P=Fvcos可知，动力（牵引力）跟速度成反比。要增大动力，则需减小行驶速度。并不是任何时刻发动机的功率都等于额定功率,实际功率可在零和额定功率之间取值.,注意：机车的功率即为牵引力的功率,（2）当车、船等在其发动机保持恒定输出功率的情况下运动时，刚开始行驶速度较小，由PFv可知，牵引力 F较大，这时 Ff，车、船作加速运动；随着速度增大，F减小，当Ff时，加速度为零，速度不再增大，即达到最大速度Vmax，此后，即以此速度匀速行驶这个最大速度应为Vmax=P/F=P/f，可见恒定功率的加速一定
6、不是匀加速。这种加速过程发动机做的功只能用W=Pt计算，不能用W=Fs计算（因为F为变力）。,（3）当车、船等以恒定牵引力的加速。由公式P=Fv和F-f=ma知，由于F恒定，所以a恒定，汽车做匀加速运动，而随着v的增大，P也将不断增大，直到P达到额定功率Pm，功率不能再增大了。这时匀加速运动结束，其最大速度为,，此后汽车要想继续加速就只能做恒定功率的变加速运动了。可见恒定牵引力的加速时功率一定不恒定。这种加速过程发动机做的功只能用W=Fs计算，不能用W=Pt计算（因为P为变功率）。,要注意两种加速运动过程的最大速度的区别。但在相同功率下，机车不管以哪一种方式运动所得到的最大速度应该相同。,8.
7、铁道部决定在前3次火车提速的基础上还将实行两次大提速,旅客列车在500km左右实现“夕发朝至”,进一步适应旅客要求.为了适应提速的要求A.机车的功率可保持不变B.机车的功率必须增大C.铁路转弯处的路基坡度应加大D.铁路转弯处的路基坡度应减小,(BC),9汽车上坡的时候，司机必须换挡，其目的是A、减小速度，得到较小的牵引力；B增大速度，得到较大的牵引力C减小速度，得到较大的牵引力；D增大速度，得到较小的牵引力,（C）,10快艇在水上行驶，所受水的阻力和艇的速度平方成正比，若快艇以速度V行驶时，发动机的功率为P，当快艇的速度为3V，时，发动机的功率应为A、3P；B9P；C27P；D81P,（C）,
8、11起重机以恒定功率P提升质量为m的重物，当重物从地面提升到离地面h高处时，重物开始做匀速运动，则重物匀速运动的速度为 此时起重机对重物的牵引力为 从重物离开地面到开始匀速运动的过程中，重物克服重力做功（不计空气阻力）,P/mg,mg,mgh,（1）动能的概念：物体由于运动具有的能量叫做动能。,三.动能定理,1动能,（2）动能的表达式是：Ek=mv2,12.下列说法正确的是（）A.能就是功,功就是能;B.做功越多,物体的能就越大;C.外力对物体不做功,这个物体就没有能量;D.能量转化的多少可用功来量度.,D,2动能定理,1、动能定理及数学表达式,动能定理：合力所做的功等于动能的改变（这里的合外
9、力指物体受到的所有外力的合力，包括重力）。动能定理也可以表述为：外力对物体做的总功等于物体动能的变化。,数学表达式：,W合=Ek=Ek末-Ek初,注意(1)W合为外力做功的代数和,Ek是物体动能的增量;Ek为正值时,说明物体动能增加,Ek为负值时,说明物体的动能减少.,(2)不论做什么运动形式,受力如何,动能定理总是适用的.,(3)做功的过程是能量转化的过程,动能定理中的等号“”的意义是一种因果联系的数值上相等的符号,它并不意味着“功就是动能的增量”,也不意味着“功转变成动能”,而意味着“合外力的功是物体动能变化的原因,合外力对物体做多少功物体的动能就变化多少”.,3、动能定理的应用,应用动能
10、定理进行解题的步骤：确定研究对象,明确它的运动过程;并建立好模型。分析物体在运动过程中的受力情况,明确各个力是否做功,是正功还是负功;明确起始状态和终了状态的动能(可分段、亦可对整个运动过程).用W总=Ek=Ek2-Ek1列方程求解.,13、下列关于运动物体所受的合外力、合外力做功和功能 变化的关系正确的是：()A.如果物体所受的合外力为零,那么,合外力对物体做的功一定为零;B.如果合外力对物体所做的功为零,则合外力一定为零;C.物体在合外力作用下作变速运动,动能一定变化;D.物体的动能不变,所受的合外力必定为零.,A,14某人在离地高10 m处把一个质量为2 kg的小球以10 ms的速率水平
11、抛出，着地时小球速率为15 ms取g=10 ms2，则人抛球时对球做功 J；球在空中运动时克服空气阻力做功 J,100,75,15质量为m的跳水运动员，从离水面高为h处以速度v1跳起，最后以速度v2进入水中，若不计空气阻力，则运动员起跳时所做的功等于,A、mv12+mgh；B、mv12mgh；C、mv22+mgh；D、mv22mgh；,（D）,16A、B两物体放在光滑的水平面上，分别在相同的恒力F作用下，由静止开始通过相同的位移S，若A的质量大于B的质量，则在这一过程中A、A获得的动能大；BB获得的动能大CA、B获得的动能一样大；D无法比较A、B获得的动能的大小,（C）,17一物体静止在粗糙的
12、水平面上，当物体在水平力F作用下通过的位移为S时，它的动能为E1，当物体在水平力2F的作用下通过的位移为S时，它的动能为E2，则,A、E2E1；BE22E1；CE22E1；DE1E22E1,（C）,18初速度为800 ms的子弹，在横穿一块木板后，速度变为700 ms，则这种子弹最多可以穿透几块同样的木板？A、4块；B5块；C7块；D8块,（A）,19.如图所示,斜槽轨道下端与一个半径为0.4m的圆形轨道相连接.一个质量为0.1kg的物体从高为H2m的A点由静止开始滑下,运动到圆形轨道的最高点C处时,对轨道的压力等于物体的重力.求物体从A运动到C的过程中克服摩擦力所做的功.(g取10m/s2)
13、,20.将小球以初速度v0竖直上抛，在不计空气阻力的理想状况下，小球将上升到某一最大高度。由于有空气阻力，小球实际上升的最大高度只有该理想高度的80%。设空气阻力大小恒定，求小球落回抛出点时的速度大小v。,四、重力势能,重力做功与重力势能的关系：重力做正功，重力势能减少;重力做负功，重力势能增加。且重力做功的大小等于重力势能的变化。,在物理学中用mgh表示重力势能。重力势能的大小具有相对性，相对于不同的零势能面，同一物体的重力势能有不同的表达值 Ep=mgh WG=EP1-EP2即重力做功等于重力势能的变化的负值。,1.重力势能:受重力作用的物体具有与它的高度有关的能称为重力势能.,注：重力势
14、能是物体与地球所组成的系统所共有的能量,其数值Ep=mgh与参考面的选择有关,式中的h是物体重心到参考面的高度,当物体在参考面之上时,Ep为正值,当物体在参考面之下时,Ep为负值.一般可选地面或某物体系中的最低点为零势能参考点,物体在两位置间的势能差与参考面的选择无关。,注:势能的正、负是用来表示大小.不是表示方向的,21如图所示，小球的质量为m，它距水平桌面的高度为h，桌面距地面的高度为H，以桌面为零势能面，则小球在最高点时的重力势能是A、mgh；BmgH；Cmg（Hh）；Dmg（Hh）,（A）,2、重力做功的特点:,重力做功与移动路径无关,只跟物体的起点位置和终点位置有关。,物体下降时,W
15、G=mgh.物体上升时WG=-mgh;物体高度不变时,WG=0.,五.弹性势能 物体由于弹性形变而具有的与它的位置有关的势能称为弹性势能.它的大小与形变有关。势能又叫位能，是由相互作用的物体的相对位置决定的。,外力使弹簧发生弹性形变时做功，使其他形式的能转变成弹性势能；发生弹性形变的弹簧在恢复形变时能对外做功，使弹性势能转变为其他形式的能,22、下列物体中具有弹性势能的是 A.拉满的弓；B、流泻的瀑布；C举高的夯；D弯曲的跳水板,（AD）,23、如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，从小球接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，下列关于能量的叙述正确的是A、小球的动能逐渐减小B、弹簧的弹性
16、势能逐渐增大C小球的重力势能逐渐减小D机械能总和逐渐增大,（BC）,六、机械能守恒定律,(1)机械能:动能、弹性势能和重力势能统称机械能.即:E=Ek+Ep.不同形式的机械能是可以相互转化的,(2)机械能守恒定律:如果没有摩擦力和介质阻力,物体只发生动能和势能的相互转化时,机械能的总量保持不变.*或者说在只有重力做功的情况下,物体的动能和势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变,1机械能守恒定律的内容和条件,（3）机械能守恒的条件：机械能总量不变，指既无其他形式的能转换成机械能，也无机械能转换成其他形式的能,2.对机械能守恒定律的理解,(1)机械能守恒定律的研究对象一定是系统，至少包括地球在内
17、.通常我们说“小球的机械能守恒”其实一定也就包括地球在内,因为重力势能就是小球和地球所共有的.另外物体动能中的v,也是相对于地面的速度.,(2)当研究对象(除地球以外)只有一个物体时,往往根据是否“只有重力做功”来判定机械能是否守恒;当研究对象(除地球以外)由多个物体组成时,往往根据是否“没有摩擦和介质阻力”来判定机械能是否守恒.,(3)“只有重力做功”不等于“只受重力作用”,在该过程中,物体可以受其它力的作用,只要这些力不做功,或所做功的代数和为零,就可以认为是“只有重力做功”,3、机械能守恒的三种表达式,（2）系统改变的总势能等于系统改变的总动能，即 EP=EK,（3）若系统只有A、B两物
18、体，则A改变的机械能等于 B改变的机械能，即 EA=EB,（1）系统初状态总机械能E1等于末状态机械能E2，即E1 E2 或,用时，需要规定重力势能的参考平面。用时则不必规定重力势能的参考平面，因为重力势能的改变量与参考平面的选取没有关系。,24下列情况中，运动物体机械能一定守恒的是A、物体受合外力为零；B物体不受摩擦力；C物体受到重力和弹力；D物体只受重力,25在下列几种运动中，遵守机械能守恒定律的运动是A、雨滴匀速下落；B、汽车刹车的运动C物体沿斜面匀速下滑；D物体做自由落体运动,（D）,（D）,4、机械能守恒定律的应用,解题步骤:明确研究对象和它的运动过程;分析研究对象在运动过程中的受力
19、情况,弄清是否只有系统内的重力和弹力做功,判定机械能是否守恒;确定物体运动的起始和终了状态,选定零势能参考平面后确定的物体在始、末两状态的机械能;根据机械能守恒定律列出方程,统一单位后代入数据解方程.,26如图所示，在水平桌面上的A点有一个质量为m 的物体以初速度V0被抛出不计空气阻力当它到达B点时其动能为A、mv02mgH Bmv02mghCmgHmgh；Dmv02mg（Hh）,（B）,27如图所示，小滑块从最高点A由静止开始沿半径为R的光滑球面下滑，当到达距地面高h=2R/3的B点时恰开始离开球面，最后落至地面上的C点则滑块在B点时的速度为多少？到达C点时的速度为多少？,28.让摆球从图中的A位置由静止开始下摆，正好摆到最低点B时线被拉断，设摆线长L等于1.6m，悬点到地面的竖直高度为H6.6m，不计空气阻力，求：（1）摆球落地时的速率（2）落地点D到C点的距离（g10m/s2）,29.如图，长为L的细绳一端拴一质量为m的小球，另一端固定在O点，在O点的正下方某处P点有一钉子，把线拉成水平，由静止释放小球，使线碰到钉子后恰能在竖直面内做圆周运动，求P点的位置,
