功和能 机械能守恒定律教案

功和能第1课时 功功率考点1.功1做功的两个必要条件：力和物体在力的方向上发生的位移。图为某人提包运动的情景图，试分析各图中该人提包的力做功的情况。提示：甲图中将包提起来的过程中，提包的力对包做正功，乙图中人提包水平匀速行驶时，提包的力不做功，丙图中人乘电梯上升过程中，提包的力对包做正功，丁图中人提包上楼的过程中，提包的力对包做正功。2.功的公式：W=Fscos 0 90 力F对物体做正功, = 90 力F对物体不做功, 90180 力F对物体做负功。特别注意：公式只适用于恒力做功 F和S是对应同一个物体的；某力做的功仅由F、S和q决定, 与其它力是否存在以及物体的运动情况都无关。3.做功意义的理解问题：解决功能问题时,把握“功是能量转化的量度”这一要点,做功意味着能量的转移与转化,做多少功,相应就有多少能量发生转移或转化1下列说法中正确的是(BCD)A功是矢量，正负表示其方向B功是标量，正负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功C力对物体做正功还是做负功取决于力和位移的方向关系D力对物体做的功总是在某过程中完成的，所以功是一个过程量解析功是标量，是过程量，功的正负不代表其大小，也不代表其方向，只说明做功的力是动力还是阻力2如图所示，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法。如果某受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100 m，那么下列说法正确的是()A轮胎受到地面的摩擦力做了负功B轮胎受到的重力做了正功C轮胎受到的拉力不做功D轮胎受到地面的支持力做了正功解析：选A根据力做功的条件，轮胎受到的重力和地面的支持力都与位移垂直，这两个力均不做功，B、D错误；轮胎受到地面的摩擦力与位移反向，做负功，A正确；轮胎受到的拉力与位移夹角小于90，做正功，C错误。3.如图所示, 用同样的力F拉同一物体, 在甲(光滑水平面)、乙(粗糙水平面)、丙(光滑斜面)、丁(粗糙斜面)上通过同样的距离，则拉力F的做功情况是（ C ）A甲中做功最少 B丁中做功最多C做功一样多 D无法比较ABF4如图所示，木块A放在上表面粗糙的木块B的左上端，用恒力F将A拉至B的右端，第一次将B固定在地面上，F做的功为W1；第二次让B可以在光滑地面上自由滑动，F做的功为W2，比较两次做功，可能是（A）（A）W1W2（B）W1=W2 （C）W1W2（D）无法比较ab5.如图所示，劈a放在光滑的水平面上，斜面光滑，把b物体放在斜面的顶端由静止开始滑下，则在下滑过程中，a对b的弹力对b做的功为W1，b对a的弹力对a做的功为W2，下列关系中正确的是(D)(A)W1=0，W2=0 (B)W10，W2=0(C)W1=0，W20 (D)W10，W206.如图所示，在加速向左运动的车厢中，一人用力向左推车厢(人与车厢始终保持相对静止)，则下列说法正确的是(CD)A人对车厢做正功B车厢对人做负功C人对车厢做负功 D车厢对人做正功解析先确定人对车厢的作用力方向和力的作用点的位移方向，这里人对车厢除有手对车厢的推力F1外，还有个容易被疏忽的力：脚对车厢地板的静摩擦力F2，受力分析如图所示其中F1做正功，F2做负功由于F1和F2大小未知，因此这两个力的总功正负难以确定于是将研究对象转换为受力情况较简单的人，在水平方向人受到车厢壁向右的力F1和车厢地板对人向左的静摩擦力F2，这两个力的合力使人产生向左加速运动的加速度，合力是动力，对人做正功，表示车厢对人做正功，由牛顿第三定律知，人对车厢的作用力向右，是阻力，所以人对车厢做负功，故C、D正确7如图所示，电梯与水平地面成角，一人站在电梯上，电梯从静止开始匀加速上升，到达一定速度后再匀速上升若以FN表示水平梯板对人的支持力，G为人受到的重力，F为电梯对人的静摩擦力，则下列结论正确的是(A)A加速过程中F0，F、FN、G都做功B加速过程中F0，FN不做功C加速过程中F0，FN、G都做功 D匀速过程中F0，FN、G都不做功解析加速过程中，水平方向的加速度由静摩擦力F提供，所以F0，F、FN做正功，G做负功，选项A正确，B、C错误匀速过程中，水平方向不受静摩擦力作用，F0，FN做正功，G做负功，选项D错误8、一个物体在相互垂直的两个力F1、F2的作用下运动，运动过程中F1对物体做功3J，F2对物体做功4J，则F1和F2的合力做功为 （ C ） A、1J B、5J C、7J D、无法计算二)合外力做功可采用两种方法：一是先求合外力，再根据公式W=F合Scos计算,其中为F合和S的夹角.二是先分别求各外力的功，再求各外力的功的代数和。1如下图甲所示，质量为m的物块与倾角为的斜面体相对静止，当斜面体沿水平面向左匀速运动位移时，求物块所受重力、支持力、摩擦力做的功和合力做的功。解析：物块受重力，如上图乙所示，物块随斜面体匀速运动，所受合力为零，所以，。物块位移为支持力的夹角为，支持力做功 。静摩擦力的夹角为做的功.合力是各个力做功的代数和方法技巧：（1）根据功的定义计算功时一定要明确力的大小、位移的大小和力与位移间的夹角。本题重力与位移夹角支持力做正功，摩擦力与位移夹角为摩擦力做负功。一个力是否做功，做正功还是做负功要具体分析。（2）合力的功一般用各个力做功的代数和来求，因为功是标量，求代数和较简单。如果先求合力再求功，则本题合力为零，合力功也为零。2.斜面高H，倾角为，计算滑块由上端滑到底端的过程中外力对物体所做的总功。解法一：物体受力分析如图解法二：物体受力分析如图所示，其中N不做功。小结：解法一较复杂，因为求合力是矢量运算。Mm3.如图所示，木块M上表面是水平的，当木块m置于M上，并与M一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑，在下滑过程中(AB ) (A)重力对m做正功 (B)M对m的支持力对m做负功(C)M对m的摩擦力对m做负功 (D)m所受的合外力对m做负功4质量为1 kg的物体被人用手由静止向上提高1 m(忽略空气阻力)，这时物体的速度是2 m/s，下列说法中不正确的是(g10 m/s2)()A手对物体做功12 J B合外力对物体做功12 JC合外力对物体做功2 J D物体克服重力做功10 J解析由动能定理可知，合外力对物体做功等于物体动能的增加量，即W合mv22 J，C项正确、B项错误；物体被提高1 m，克服重力做功WGmgh10 J，D项正确；由W手WGW合，得手对物体做功为12 J，A项正确答案B5.在水平粗糙地面上，使同一物体由静止开始做匀加速直线运动，第一次是斜上拉力，第二次是斜下推力，两次力的作用线与水平方向的夹角相同，力的大小也相同，位移大小也相同，则（ B ）A. 力F对物体做的功相同，合力对物体做的总功也相同B. 力F对物体做的功相同，合力对物体做的总功不相同C. 力F对物体做的功不相同，合力对物体做的总功相同D. 力F对物体做的功不相同，合力对物体做的总功也不相同6一物体在水平面上，受恒定的水平拉力和摩擦力作用沿直线运动，已知在第1秒内合力对物体做的功为45 J，在第1秒末撤去拉力，其vt图象如图所示，g取10 m/s2，则()A物体的质量为10 kgB物体与水平面间的动摩擦因数为0.2C第1秒内摩擦力对物体做的功为60 JD第1秒内拉力对物体做的功为60 J解析由动能定理，W合，第1秒内W合45 J，第1秒末速度v3 m/s，解出m10 kg，故A正确；撤去拉力后加速度的大小a m/s21 m/s2，摩擦力Ffma10 N，又Ffmg，解出0.1，故B错误；第1秒内物体的位移x1.5 m，第1秒内摩擦力对物体做的功WFfx15 J，故C错误；第1秒内加速度的大小a1 m/s23 m/s2，设第1秒内拉力为F，则FFfma1，第1秒内拉力对物体做的功WFx60 J，故D正确答案AD中国教育出版网注意：（一）公式W =FS cos的应用本公式中F必须是恒力 是F和S之间的夹角 S严格的讲是力的作用点相对于地面的位移.FA1.如图所示，物体A的质量为2kg，置于光滑的水平面上，水平拉力2N，不计绳子与滑轮的摩擦和滑轮的质量，物体A获得的加速度a=_2_m/s2，在物体A移动0.4m的过程中，拉力F做功_1.6_J.2. 一木块前端有一滑轮，绳的一端系在右方固定处，另一端穿过滑轮用恒力F拉住保持两股绳之间的夹角不变，如图所示.当用力拉绳使木块前进s时，力F对木块做的功(不计绳重和摩擦)是（B）（A）Fscos（B）Fs（1cos）（C）2Fscos （D）2Fs解析： 拉绳时，两股绳中的拉力都是F，它们都对物体做功，因此其对物体做的功为W=W1+W2=Fscos+Fs=Fs(1+cos)二）变力做功（思路:将变力做功转化为恒力做功）常见的方法有：1、化变力为恒力求变力功变力做功直接求解时，通常都比较复杂，但若通过转换研究的对象，有时可化为恒力做功，可以用WFlcos 求解。此法常常应用于轻绳通过定滑轮拉物体的问题中。例1如图所示，某人用大小不变的力F拉着放在光滑水平面上的物体，开始时与物体相连接的绳与水平面间的夹角是，当拉力F作用一段时间后，绳与水平面间的夹角为。已知图中的高度是h，求绳的拉力FT对物体所做的功。假定绳的质量、滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦不计。解析本题中，显然F与FT的大小相等，且FT在对物体做功的过程中，大小不变，但方向时刻在改变，因此本题是个变力做功的问题。但在题设条件下，人的拉力F对绳的端点(也即对滑轮机械)做的功就等于绳的拉力FT(即滑轮机械)对物体做的功。而F的大小和方向都不变，因此只要计算恒力F对绳做的功就能解决问题。设绳的拉力FT对物体做的功为WT，由题图可知，在绳与水平面的夹角由变到的过程中，拉力F作用的绳端的位移的大小为ll1l2h(1/sin 1/sin )由WFl可知WTWFFlFh(1/sin 1/sin )答案Fh(1/sin 1/sin )2、用平均力求变力功在求解变力功时，若物体受到的力的方向不变，而大小随位移是成线性变化的，即力均匀变化时，则可以认为物体受到一大小为的恒力作用，F1、F2分别为物体初、末态所受到的力，然后用公式Wlcos 求此力所做的功。例2把长为l的铁钉钉入木板中，每打击一次给予的能量为E0，已知钉子在木板中遇到的阻力与钉子进入木板的深度成正比，比例系数为k。问此钉子全部进入木板需要打击几次？解析在把钉子打入木板的过程中，钉子把得到的能量用来克服阻力做功，而阻力与钉子进入木板的深度成正比，先求出阻力的平均值，便可求得阻力做的功。钉子在整个过程中受到的平均阻力为：F钉子克服阻力做的功为：WFFlkl2设全过程共打击n次，则给予钉子的总能量：E总nE0kl2，所以n答案3、用Fx图象求变力功在Fx图象中，图线与x轴所围“面积”的代数和就表示力F在这段位移所做的功，且位于x轴上方的“面积”为正，位于x轴下方的“面积”为负，但此方法只适用于便于求图线所围面积的情况。例3放在地面上的木块与一轻弹簧相连，弹簧处于自由伸长状态。现用手水平拉弹簧，拉力的作用点移动x10.2 m时，木块开始运动，继续拉弹簧，木块缓慢移动了x20.4 m的位移，其Fx图象如图所示，求上述过程中拉力所做的功。 解析由Fx图象可知，在木块运动之前，弹簧弹力随弹簧伸长量的变化是线性关系，木块缓慢移动时弹簧弹力不变，图线与横轴所围梯形面积即为拉力所做的功，即W(0.60.4)40 J20 J。答案20 J4、用动能定理求变力功动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动，既适用于求恒力功也适用于求变力功。因使用动能定理可由动能的变化来求功，所以动能定理是求变力功的首选。例4如图甲所示，一质量为m1 kg的物块静止在粗糙水平面上的A点，从t0时刻开始物块受到如图乙所示规律变化的水平力F的作用并向右运动，第3 s末物块运动到B点时速度刚好为0，第5 s末物块刚好回到A点，已知物块与粗糙水平面间的动摩擦因数0.2，求：(g10 m/s2)(1)A与B间的距离；(2)水平力F在前5 s内对物块做的功。解析(1)A、B间的距离与物块在后2 s内的位移大小相等，在后2 s内物块在水平恒力作用下由B点匀加速运动到A点，由牛顿第二定律知Fmgma，代入数值得a2 m/s2，所以A与B间的距离为xat24 m。(2)前3 s内物块所受力F是变力，设整个过程中力F做的功为W，物块回到A点时速度为v，则v22ax，由动能定理知W2mgxmv2，所以W2mgxmax24 J。答案(1)4 m(2)24 J5、利用微元法求变力功将物体的位移分割成许多小段，因小段很小，每一小段上作用在物体上的力可以视为恒力，这样就将变力做功转化为在无数多个无穷小的位移上的恒力所做元功的代数和。此法在中学阶段，常应用于求解力的大小不变、方向改变的变力做功问题。例5如图所示，半径为R，孔径均匀的圆形弯管水平放置，小球在管内以足够大的初速度在水平面内做圆周运动，设开始运动的一周内，小球与管壁间的摩擦力大小恒为Ff，求小球在运动的这一周内，克服摩擦力所做的功。 解析将小球运动的轨迹分割成无数个小段，设每一小段的长度为x，它们可以近似看成直线，且与摩擦力方向共线反向，如图5110所示，元功WFfx，而在小球运动的一周内小球克服摩擦力所做的功等于各个元功的和，即WWFfx2RFf。 答案2RFf例6如图所示，摆球质量为m，悬线的长为L，把悬线拉到水平位置后放手设在摆球运动过程中空气阻力F阻的大小不变，则下列说法正确的是(ABD)A重力做功为mgLB绳的拉力做功为0C空气阻力(F阻)做功为mgLD空气阻力(F阻)做功为F阻L解析 如图所示，因为拉力FT在运动过程中始终与运动方向垂直，故不做功，即WFT0.重力在整个运动过程中始终不变，小球在重力方向上的位移为AB在竖直方向上的投影L，所以WGmgL.F阻所做的总功等于每个小弧段上F阻所做功的代数和，即WF阻(F阻x1F阻x2)F阻L.故重力mg做的功为mgL，绳子拉力做功为零，空气阻力所做的功为F阻L.三）重力做功的计算 WG=mgh只跟物体的重力及物体移动的始终位置的高度差有关，跟移动的路径无关。向上运动做_功,向下运动做_功四)摩擦力做功:公式:Wf=-f路程 特点:可以做正功、负功或不做功一对静摩擦力的总功一定等于0，一对滑动摩擦力的总功等于 - fS1.以一定的初速度竖直上抛的小球，小球上升的最大高度为h，空气阻力的大小恒为f，则从抛出至回到出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为 -2fh 。2.关于摩擦力的功，下列说法中正确的是（ D ）A静摩擦力总是做正功，滑动摩擦力总是做负功B静摩擦力对物体不一定做功，滑动摩擦力对物体一定做功C静摩擦力对物体一定做功，滑动摩擦力对物体可能不做功D静摩擦力和滑动摩擦力都可能对物体不做功3.一个质量m10kg的静止物体与水平地面间滑动摩擦系数0.2，受到一个大小为100N与水平方向成37的斜向上拉力作用而运动.若作用时间为t2s，则拉力对物体做功为，物体克服摩擦力做的功为，1152J，115.2J，4如图所示，B物体在拉力F的作用下向左运动，在运动的过程中，A、B间有相互作用的摩擦力，则摩擦力做功的情况是( B).（A）A、B都克服摩擦力做功 （B）摩擦力对A不做功，B克服摩擦力做功（C）摩擦力对A做功，B克服摩擦力做功 （D）摩擦力对A、B都不做功5一质量为m的物体在水平恒力F的作用下沿水平面运动，在t0时刻撤去力F，其v-t图象如图所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为，则下列关于力F的大小和力F做的功W的大小关系式，正确的是（ D ）OabA. B. C. D.6、如图所示，一物体分别沿aO、bO轨道由静止滑下至底端，物体与轨道间的动摩擦因数相同。物体克服摩擦力做功分别是W1和W2则（ B ） A、W1 W2 B、W1 = W2 C、W1 S2 CS1S2 D以上答案都不对4某消防队员从一平台上跳下，下落2米后双脚触地，接着他用双腿弯屈的方法缓冲，使自身重心又下降0.5米。在着地过程中地面对他双脚的平均作用力估计为 ( ) A自身所受重力的2倍 B自身所受重力的5倍 C自身所受重力的8倍 D自身所受重力的10倍PQO5一个质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点，小球在水平力F作用下，从平衡位置P很缓慢地移动到Q点，如图所示，则力F所做的功为 （ ） A B C D6在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速运动，当速度达到vm后立即关闭发动机直到停止，vt图象如图所示。设汽车的牵引力为F，摩擦力为Ff，全过程中牵引力做功W1，克服摩擦力做功W2，则 （ ）AFFf=13 BFFf=41 CW1W2=11 DW1W2=13 7跳水运动员从高H的跳台以速度V1水平跳出，落水时速率为V2，运动员质量为m，若起跳时，运动员所做的功为W1，在空气中克服阻力所做的功为W2，则：（ ）AW1， BW1mgH C W2mgH DW28一小物体从斜面底端冲上足够长的斜面后，返回到斜面底端，已知小物块的初动能为E，它返回斜面底端的速度大小为v，克服摩擦力做功为E/2。若小物块冲上斜面的初动能为2E，则 （ ）A返回斜面底端时的动能为E B返回斜面底端的动能为3E/2C返回斜面底端时的速度大小为2v D返回斜面底端时的速度大小为v9质量为M的木块放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v0沿水平方向射中木块，并最终留在木块中与木块一起以速度v运动.已知当子弹相对木块静止时，木块前进距离L，子弹进入木块的深度为s，若木块对子弹的阻力F视为恒定，则下列关系式中正确的是 （ ）AFL=Mv2 B Fs=mv2CFs=mv02-（M+m）v2 DF（L+s）= mv02-mv2二、填空题10重20N的铁球从离地面40m高处由静止开始下落，若空气阻力是球重的0.2倍，那么该铁球从开始下落到着地的过程中，重力对小球做功为 ，空气阻力对小球做功为 ，小球克服空气阻力做功为 。11一人坐在雪橇上，从静止开始沿着高度为10米的斜坡滑下，到达底部时速度为10米/秒。人和雪橇的总质量为50千克，下滑过程中克服阻力做的功等于 _焦 (取g=10米/秒)。12一个物体从斜面上高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，量得停止处对开始运动处的水平距离为s，如图所示，不考虑物体滑至斜面底端的碰撞作用，并认为斜面与水平面对物体的动摩擦因数相同，则动摩擦因数为 。 13铁链AB质量为3千克，长为1米，盘在地面上，用恒力F=50N的力提A，到B刚好离开地面，则人所做的功为 。铁链的速度为 。三、计算题14一个子弹以水平速度500m/s射入一块固定的木板，射出时的速度为400m/s；如果子弹紧接着再射入一块同样的木板，则射出时子弹的速度为多大？ OABC15如图，光滑圆弧的半径为80cm，有一质量为1.0kg的物体自A点从静止开始下滑到B点，然后又沿水平面前进4m，到达C点停止，求：（1）物体到达B点时的速度；（2）物体沿水平面运动的过程中摩擦力做的功；（3）物体与水平面间的动摩擦因数。（g取10m/s2）四 动能定理的应用参考答案1、C 2、A 3、A 4、B 5、C 6、BC 7、AC 8、A 9、ACD 10、800J -160J 160J 11、2500焦12、h/s 13、50J, 14、265m/s 15、4m/s -8J 0.2重力势能机械能守恒定律考点1.重力做功的特点与重力势能1. 重力做功的特点：重力做功与路径无关，只与始末位置的竖直高度差有关，当重力为的物体从A点运动到B点，无论走过怎样的路径，只要A、B两点间竖直高度差为h，重力mg所做的功均为 2. 重力势能：物体由于被举高而具有的能叫重力势能。其表达式为：，其中h为物体所在处相对于所选取的零势面的竖直高度，而零势面的选取可以是任意的，一般是取地面为重力势能的零势面。由于零势面的选取可以是任意的，所以一个物体在某一状态下所具有的重力势能的值将随零势面的选取而不同，但物体经历的某一过程中重力势能的变化却与零势面的选取无关。3. 重力做功与重力势能变化间的关系：重力做的功总等于重力势能的减少量，即 a. 重力做正功时，重力势能减少，减少的重力势能等于重力所做的功 - EP = WGb. 克服重力做功时，重力势能增加，增加的重力势能等于克服重力所做的功 EP = - WG考点2. 弹性势能1. 发生弹性形变的物体具有的能叫做弹性势能2.弹性势能的大小跟物体形变的大小有关3. 弹性势能的变化与弹力做功的关系: 弹力所做的功，等于弹性势能减少. W弹= - EP考点3. 机械能守恒定律1. 机械能：动能和势能的总和称机械能。而势能中除了重力势能外还有弹性势能。所谓弹性势能批量的是物体由于发生弹性形变而具有的能。2、机械能守恒守律：只有重力做功和弹力做功时，动能和重力势能、弹性势能间相互转换，但机械能的总量保持不变，这就是所谓的机械能守恒定律。 3 、机械能守恒定律的适用条件：（1）对单个物体，只有重力或弹力做功（2）对某一系统,物体间只有动能和重力势能及弹性势能相互转化,系统跟外界没有发生机械能的传递, 机械能也没有转变成其它形式的能(如没有内能产生)，则系统的机械能守恒 （3）定律既适用于一个物体(实为一个物体与地球组成的系统)，又适用于几个物体组成的物体系，但前提必须满足机械能守恒的条件知识： 机械能守恒问题例1.游乐场中的一种滑梯如图所示。小朋友从轨道顶端由静止开始下滑，沿水平轨道滑动了一段距离后停下来，则 A下滑过程中支持力对小朋友做功 B下滑过程中小朋友的重力势能增加 C整个运动过程中小朋友的机械能守恒 D在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功解析：在滑动的过程中，人受三个力重力做正功，势能降低B错；支持力不做功，摩擦力做负功，所以机械能不守恒，AC皆错，D正确。答案：D知识：机械能守恒问题、重力势能问题 例2.如图8所示，用一轻绳系一小球悬于O点。现将小球拉至水平位置，然后释放，不计阻力。小球下落到最低点的过程中，下列表述正确的是A小球的机械能守恒B小球所受的合力不变C小球的动能不断减小D小球的重力势能增加解析：A选项小球受到的力中仅有重力做功，所以机械能守恒，A选项对。B选项小球受到的合力的大小方向时时刻刻在发生变化，B选项错。C选项小球从上到最低点的过程中动能是不断增大的，C选项错。D选项小球从上到最低点的过程中机械能是不断减少的，D选项错。答案：A机械能守恒定律应用一、选择题（每小题中至少有一个选项是正确的）1关于机械能是否守恒的叙述，正确的是 （ ）A作匀速直线运动的物体的机械能一定守恒 B作匀变速运动的物体机械能可能守恒C外力对物体做功为零时，机械能一定守恒D只有重力对物体做功，物体机械能一定守恒2一个物体由静止沿长为L的光滑斜面下滑。当物体的速度达到末速度一半时，物体沿斜面下滑的长度是 （ ） A、L/4 B、（-1）L C、L/2 D、L/3如图所示，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abc的运动过程中，以下叙述正确的是 （ ）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到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4用力把质量为的物体从地面举高时物体的速度为v，则 （ ）A力做功为 B重力做功为g C合力做功为 D重力势能增加为g5如图所示，质量为m的木块放在光滑的水平桌面上，用轻绳绕过桌边光滑的定滑轮与质量为2m的砝码相连，让绳拉直后使砝码从静止开始下降h的距离时砝码未落地，木块仍在桌面上，这时砝码的速率为 （ ）A B C D二、填空题6以初速度v0竖直上抛一小球。若不计空气阻力，在上升过程中，从抛到小球动能减少一半所经过的时间是_ _。7如图所示，mA=4kg，mB=1kg，A与桌面动摩擦因数=0.2，B与地面间的距离s=0.8m，A、B原来静止。则B刚落到地面时的速度为 m/s， B落地后，A在桌面上能继续滑行 米才能静止下来。（g取10m/s2）三、计算题8如图所示，以速度v0=12ms沿光滑地面滑行的小球，上升到顶部水平的跳板上后由跳板飞出，当跳板高度h多大时，小球飞行的距离s最大？这个距离是多少？（g=10ms2）9如图所示，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位置时线被拉断.设摆线长l1.6 m，悬点到地面的竖直高度为H6.6 m，不计空气阻力，求：（1）摆球落地时的速度。（2）落地点D到C点的距离（g10 ms2）。 七 机械能守恒定律应用2参考答案1、BD 2、A 3、AD 4、BCD 5、D 6、 7、0.8 0.169、h=3.6m =7.2m 9、（1）vD10.8 ms （2）4 m。第4课时 功能关系 能的转化和守恒定律考点：功能关系功是能量转化的量度 重力所做的功等于重力势能的减少 电场力所做的功等于电势能的减少 弹簧的弹力所做的功等于弹性势能的减少 合外力所做的功等于动能的增加 只有重力和弹簧的弹力做功，机械能守恒 重力和弹簧的弹力以外的力所做的功等于机械能的增加 WF = E2E1 = E克服一对滑动摩擦力所做的净功等于机械能的减少E = fS （ S 为相对滑动的距离） 克服安培力所做的功等于感应电能的增加知识： 功能关系、动能定理例2. 滑块以速率v1靠惯性沿固定斜面由底端向上运动, 当它回到出发点时速率为v2, 且v2 EPA答案：BC典型例题：例4：质量为m的物体，从静止开始以3g/4的加速度竖直向下运动了h米，以下判断正确的是： （ ）A物体的重力可能做负功 B物体的重力势能一定减少了3mgh/4 C物体的重力势能增加了mgh D物体的机械能减少mgh/4 答案：D第5课时 实验（6） 验证机械能守恒定律1、高考解读真题品析知识：探究动能定理例1. （09年广东物理）图1215.（10分）某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”，如图12，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小。在水平桌面上相距50.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器记录小车通过A、B时的速度大小。小车中可以放置砝码。（1）实验主要步骤如下：测量_和拉力传感器的总质量M1;把细线的一端固定在拉力传感器上另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路；将小车停在C点，_，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B时的速度。在小车中增加砝码，或_，重复的操作。（2）表1是他们测得的一组数据，其中M是M1与小车中砝码质量m之和，|v22v21| 是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量E，F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B间所作的功。表格中E3=_，W3=_.(结果保留三位有效数字)（3）根据表1，请在图13中的方格纸上作出E-W图线。表1 数据记录表次数M/kg|v22v21| /(m/s)2E/JF/NW/J10.5000.7600.1900.4000.20020.5001.650.4130.8400.42030.5002.40E31.220W341.0002.401.202.4201.2151.0002.841.422.8601.43 解析：（1）略；（2）由各组数据可见规律，可得E3=0.600；观察F-W数据规律可得数值上W=F/2=0.610;（3）在方格纸上作出E-W图线如图所示W答案：（1）小车、砝码 然后释放小车 减少砝码 （2）0.600 0.610热点关注hHs知识：验证机械能守恒定律例2. (08年高考江苏卷物理)11.(10分)某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.弧形轨道末端水平，离地面的高度为H,将钢球从轨道的不同高度h处静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为s.(1)若轨道完全光滑，s2与h的理论关系应满足s2= (用H、h表示).(2)该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示：H(101 m)2.003.004.005.006.00s2(101 m2)2.623.895.206.537.78请在坐标纸上作出s2h关系图.(3)对比实验结果与理论计算得到的s2h关系图线(图中已画出)，自同一高度静止释放的钢球，水平抛出的速率 (填“小于”或“大于”)(4)从s2h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著，你认为造成上述偏差的可能原因是 。答案：(1) 4Hh (2) (见右图)， 小于 (4) 摩擦，转动（回答任一即可）2、知识网络考点1. 验证机械能守恒定律一、实验目的验证机械能守恒定律二、实验原理当物体自由下落时，只有重力做功，物体的重力势能和动能互相转化，机械能守恒。若某一时刻物体下落的瞬时速度为v，下落高度为h，则应有： ，借助打点计时器，测出重物某时刻的下落高度h和该时刻的瞬时速度v，即可验证机械能是否守恒， 实验装置如图所示。测定第n点的瞬时速度的方法是：测出第n点的相邻前、后两段相等时间T内下落的距离sn和sn+1，由公式 ，或由算出,如图所示。 三、实验器材 铁架台（带铁夹），打点计时器，学生电源，导线，带铁夹的重缍，纸带，米尺。四、实验步骤1按如图装置把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与学生电源连接好。 2把纸带的一端在重锤上用夹子固定好，另一端穿过计时器限位孔，竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近，纸带上端用夹子夹住。3接通电源，松开纸带，让重锤自由下落。4重复几次，得到35条打好点的纸带。5在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm，且点迹清晰的一条纸带，在起始点标上0，以后各依次标上1，2，3，用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3。6应用公式计算各点对应的即时速度v1、v2、v3。7计算各点对应的势能减少量mghn和动能的增加量1/2mvn2，进行比较。 五、注意事项1打点计时器安装时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。