机械能守恒定律学业考试复习

F FLF F例：例：一质量一质量m的物体放在光滑的水平面，的物体放在光滑的水平面，某人用某人用F=10N的拉力水平向右拉物体，使物的拉力水平向右拉物体，使物体从静止开始运动位移体从静止开始运动位移L3m，求力，求力F做了多做了多少功？少功？解：解：=10 xJ=30JlFFFFFW1=F1l=F COSlW2=0W=W1+W2W=F l COS F2F1是力的方向与位移方向的夹角1 1、定义：、定义：W=F l cos力对物体所做的功，等于力对物体所做的功，等于力力的大小、的大小、位移位移的的大小、力与位移大小、力与位移夹角余弦夹角余弦这三者的这三者的乘积乘积二、功二、功3 3、单位、单位国际单位：国际单位：焦耳焦耳（焦）（焦）单位符号：单位符号：J J2、公式、公式恒力恒力 4、矢量性矢量性:标量标量5、物理意义、物理意义:描述物体的描述物体的运动过程运动过程的物理量的物理量,是力是力在空间上的在空间上的积累积累效果。效果。三、正功和负功三、正功和负功1、当、当=0时，时，COS=1，W=FS2、当、当=90时，时，COS=0，W=0 说明力对物体说明力对物体没做功没做功3、当、当0，W0 说明力对物体做说明力对物体做正功正功。力的效果是促进物体的运动，是力的效果是促进物体的运动，是动力动力4、当当90 180时，时，COS0，W w2 B.w1 w2 C.w1=w2 D.无法确定无法确定 C5.用起重机将质量为用起重机将质量为的物体匀速地吊起一段的物体匀速地吊起一段距离，作用在物体上的各力做功情况是（距离，作用在物体上的各力做功情况是（）A.重力做正功，拉力做负功，合力做功为零重力做正功，拉力做负功，合力做功为零 B.重力做负功，拉力做正功，合力做正功重力做负功，拉力做正功，合力做正功C.重力做负功，拉力做正功，合力做功为零重力做负功，拉力做正功，合力做功为零 D.重力不做功，拉力做正功，合力做正功重力不做功，拉力做正功，合力做正功 C6.6.下列说法正确的是：下列说法正确的是：（）(A)(A)一对摩擦力做的总功，有可能是一负值，有可能一对摩擦力做的总功，有可能是一负值，有可能 是零；是零；(B)(B)物体在合外力作用下做变速运动，动能一定变化；物体在合外力作用下做变速运动，动能一定变化；(C)(C)当作用力作正功时，反作用力一定做负功；当作用力作正功时，反作用力一定做负功；(D)(D)当作用力不作功时，反作用力一定也不作功；当作用力不作功时，反作用力一定也不作功；(E)(E)合外力对物体做功等于零，物体一定是做匀速直合外力对物体做功等于零，物体一定是做匀速直 线运动线运动.A功功 率率1、求平均功率WPtPFv2、求瞬时功率ttPFv平均功率和瞬时功率平均功率和瞬时功率P=F v cosB 关于功率的公式关于功率的公式P=w/t和和P=Fv的说法正确的说法正确的是：的是：(A)由由P=w/t知，只要知道知，只要知道W和和t就可以求任意时就可以求任意时刻的功率刻的功率(B)由由 P=Fv知，只能求某一时刻的功率知，只能求某一时刻的功率(C)从从P=Fv知，汽车的功率和速度成正比知，汽车的功率和速度成正比(D)从从P=Fv知，当汽车发动机功率一定时，牵知，当汽车发动机功率一定时，牵引力和速度成反比引力和速度成反比D 1 1、质量、质量m m=3 kg=3 kg的物体，在水平力的物体，在水平力F F=6=6的作的作用下，在光滑水平面上从静止开始运动，用下，在光滑水平面上从静止开始运动，运动时间运动时间t t=3 s=3 s，求：，求：（1 1）力）力F F在在t t=3 s=3 s内对物体所做的功。内对物体所做的功。（2 2）力）力F F在在t t=3 s=3 s内对物体所做功的平均功率。内对物体所做功的平均功率。（3 3）在）在3 s3 s末力末力F F对物体做功的瞬时功率对物体做功的瞬时功率 （1 1）54 J 54 J（2 2）18 W 18 W（3 3）36 W36 W 质量为质量为m、额定功率为、额定功率为P的汽车在平直公路的汽车在平直公路上行驶。若汽车行驶时所受阻力大小不变，上行驶。若汽车行驶时所受阻力大小不变，并以额定功率行驶，汽车最大速度为并以额定功率行驶，汽车最大速度为 ，当汽车以速率行驶时当汽车以速率行驶时 ，它的加速，它的加速度是多少？度是多少？1v)(122vvv一一.重力做功重力做功重力做功重力做功只跟它的起点和终点的位置只跟它的起点和终点的位置（高度差）（高度差）有关有关，与物体运动的路径无关与物体运动的路径无关。即：即：WG =mgh练习：练习：1.将一个物体由将一个物体由A移至移至B，重力做功（，重力做功（）A.与运动过程中是否存在阻力有关与运动过程中是否存在阻力有关B.与物体沿直线或曲线运动有关与物体沿直线或曲线运动有关C.与物体加速，减速或匀速运动有关与物体加速，减速或匀速运动有关D.与物体初，末位置高度差有关与物体初，末位置高度差有关2.一小球以一小球以V0向上竖直抛出，求小球落回手中过向上竖直抛出，求小球落回手中过程重力做功。程重力做功。二二.重力势能重力势能我们把物理量我们把物理量mghmgh叫做物体的重力势能叫做物体的重力势能 Ep=mgh当物体受到的重力做当物体受到的重力做正功正功时，物体重力势能时，物体重力势能减少减少；当物体当物体克服重力做功克服重力做功时，物体重力势能时，物体重力势能增加增加；重力势能的变化量和重力做功之间的关系：重力势能的变化量和重力做功之间的关系：互为相反数互为相反数 重力势能的理解及计算重力势能的理解及计算质量为质量为20 kg的薄铁板平放在二楼的地面上，二的薄铁板平放在二楼的地面上，二楼地面与楼外地面的高度差为楼地面与楼外地面的高度差为5 m.这块铁板相这块铁板相对二楼地面的重力势能为对二楼地面的重力势能为_J，相对楼外地，相对楼外地面的重力势能为面的重力势能为_J；将铁板提高；将铁板提高1 m，若，若以二楼地面为参考平面，则铁板的重力势能变以二楼地面为参考平面，则铁板的重力势能变化了化了_J；若以楼外地面为参考平面，则；若以楼外地面为参考平面，则铁板的重力势能变化了铁板的重力势能变化了_J（g取取10 m/s2）.动能和动能定理动能和动能定理 一：动能1.定义：物体由于运动而具有的能叫做动能.2.表达式：E EK K=2 21 1m mv v2 23.物体的动能等于物体的质量与物体速度 的二次方的乘积的一半4.物理意义：描述物体运动状态的物理量，动能是标量，且恒为正值，具有瞬时性5.单位：焦耳(J)2211/Jkg ms二、动能定理二、动能定理21222121mvmvW末状态动能末状态动能 初状态动能初状态动能训练训练1 1、一人用、一人用100N100N的力把质量为的力把质量为2Kg2Kg的足球以的足球以10m/s10m/s的速度踢出的速度踢出,水平飞出水平飞出1010米米,则此人对球做功（则此人对球做功（）A.1000J B.10J A.1000J B.10J C.100J C.100J 答案：C训练训练2、质量为的子弹、质量为的子弹600m/s的速度的速度垂直的射穿一块厚度为垂直的射穿一块厚度为10cm的固定的固定木板，已知子弹穿过木板后的速度为木板，已知子弹穿过木板后的速度为400m/s，求木板对子弹的阻力做的功？求木板对子弹的阻力做的功？答案：答案：-2000J一学生用一学生用100N的力将静止于地面的质量为的球以的力将静止于地面的质量为的球以8m/s的初速度沿水平方向踢出的初速度沿水平方向踢出20m远，则该学生对远，则该学生对球做的功是（）球做的功是（）A.200JB.16J C.1000JD.无法确定无法确定206121FWmvJ化学能化学能动能动能做功传递能量质量质量10kg10kg的物体放在的物体放在粗糙粗糙的水平面上，的水平面上，将将F=50NF=50N的水平恒力作用在该物体上，使物体由静的水平恒力作用在该物体上，使物体由静止开始做匀加速直线运动，运动了止开始做匀加速直线运动，运动了S=40mS=40m时物体时物体的动能是多少？（的动能是多少？（g=g=10m/s2）物体所受的合力为物体所受的合力为 F F合合=F-F=F-Ff f=F-mg=40N=F-mg=40N此时物体的动能为此时物体的动能为 W WF F=F=F合合S=ES=EK K-0=1.6-0=1.610103 3J J或或FS-FFS-Ff fS=ES=EK K-0=1.6-0=1.610103 3J J常规题（匀变速直线运动）常规题（匀变速直线运动）一质量为一质量为1kg的物体被人用手由静止向上匀加速提的物体被人用手由静止向上匀加速提升升1m，这时物体的速度，这时物体的速度2 m/s,（g=10m/s2）问问 物体克服重力做功为多少？物体克服重力做功为多少？合外力对物体做功为多少？合外力对物体做功为多少？人手对物体做功为多少？人手对物体做功为多少？常规题（匀变速直线运动）常规题（匀变速直线运动）子弹问题子弹问题以速度以速度v水平飞行的子弹先后穿透两块由同种材水平飞行的子弹先后穿透两块由同种材料制成的木板，木板对子弹的平均作用力相等，料制成的木板，木板对子弹的平均作用力相等，若子弹穿透两块木板后的速度分别为若子弹穿透两块木板后的速度分别为v和和v,则两块则两块木板的厚度之比为木板的厚度之比为_?vt 求解曲线运动问题求解曲线运动问题从高为从高为5m处以水平速度处以水平速度8m/s抛出一质量为的皮球抛出一质量为的皮球,皮球落地速度为皮球落地速度为12m/s,求此过程中皮球克服空气阻求此过程中皮球克服空气阻力做的功力做的功?(g=10m/s2)h=5mvo 多过程问题多过程问题 直线运动直线运动铁球铁球1m高处掉入沙坑高处掉入沙坑,则已知铁球在下陷过程中受则已知铁球在下陷过程中受到沙子的平均阻力为铁球重力的到沙子的平均阻力为铁球重力的20倍倍,则铁球在沙则铁球在沙中下陷深度为多少中下陷深度为多少m?Hh 多过程问题多过程问题 直线运动直线运动用拉力用拉力F使一个质量为使一个质量为m的木箱由静止开始在水平的木箱由静止开始在水平面上运动面上运动S后撤掉后撤掉F,拉力拉力F跟木箱前进方向成跟木箱前进方向成角角,木木箱与水平面间的摩擦系数为箱与水平面间的摩擦系数为,求撤掉求撤掉F后木箱滑行后木箱滑行的距离的距离L？F1v0v=0SL=?例例1、下列关于运动物体所受的合外力、合外力下列关于运动物体所受的合外力、合外力做功和动能变化的关系，正确的是做功和动能变化的关系，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，则合外力一如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一 定为零定为零 C物体在合外力作用下作变速运动，动能一定变物体在合外力作用下作变速运动，动能一定变 化化 D物体的动能不变，所受的合外力必定为零物体的动能不变，所受的合外力必定为零A例例2、一质量为一质量为1kg的物体被人用手由静止向的物体被人用手由静止向上提升上提升1m，这时物体的速度，这时物体的速度2 m/s，则下列，则下列说法正确的是说法正确的是 A手对物体做功手对物体做功 12JB合外力对物体做功合外力对物体做功 12JC合外力对物体做功合外力对物体做功 2JD物体克服重力做功物体克服重力做功 10 JV=2m/sh=1mFFmgA C D 例例3如右图所示，水平传送带保持如右图所示，水平传送带保持 1m/s 的速度运的速度运动。一质量为动。一质量为1kg的物体与传送带间的动摩擦因数为。的物体与传送带间的动摩擦因数为。现将该物体无初速地放到传送带上的现将该物体无初速地放到传送带上的A点，然后运动点，然后运动到了距到了距A点点1m 的的B点，则皮带对该物体做的功为点，则皮带对该物体做的功为（）A.0.5J B.2J C.2.5J D.5J AAB例例4如图示，光滑水平桌面上开一个小孔，穿一如图示，光滑水平桌面上开一个小孔，穿一根细绳，绳一端系一个小球，另一端用力根细绳，绳一端系一个小球，另一端用力F 向下拉，向下拉，维持小球在水平面上做半径为维持小球在水平面上做半径为r 的匀速圆周运动现的匀速圆周运动现缓缓地增大拉力，使圆周半径逐渐减小当拉力变为缓缓地增大拉力，使圆周半径逐渐减小当拉力变为8F 时，小球运动半径变为时，小球运动半径变为r/2，则在此过程中拉力对，则在此过程中拉力对小球所做的功是：小球所做的功是：A0 B7Fr/2C4Fr D3Fr/2D 例例5某人在高某人在高h处抛出一个质量为处抛出一个质量为m的物体不的物体不计空气阻力，物体落地时的速度为计空气阻力，物体落地时的速度为v，这人对物体所，这人对物体所做的功为：做的功为：Amgh Bmv2/2 Cmgh+mv2/2 Dmv2/2-mghD例例6如图所示，一木块放在光滑水平面上，一子弹水如图所示，一木块放在光滑水平面上，一子弹水平射入木块中，射入深度为平射入木块中，射入深度为d，平均阻力为，平均阻力为f设木块离设木块离原点原点S远时开始匀速前进，下列判断正确的是远时开始匀速前进，下列判断正确的是 A功功fs量度子弹损失的动能量度子弹损失的动能B功功f（sd）量度子弹损失的动能）量度子弹损失的动能C功功fd 量度子弹损失的动能量度子弹损失的动能D功功fd 量度子弹、木块系统总机械能的损失量度子弹、木块系统总机械能的损失 B D Sd例例7、某物体在沿斜面向上的拉力、某物体在沿斜面向上的拉力F作用下，作用下，从光滑斜面的底端运动到顶端，它的动能增从光滑斜面的底端运动到顶端，它的动能增加了加了EK，势能增加了，势能增加了EP.则下列说法中则下列说法中正确的是正确的是 ()(A)拉力拉力F做的功等于做的功等于EK；(B)物体克服重力做的功等于物体克服重力做的功等于EP；(C)合外力对物体做的功等于合外力对物体做的功等于EK；(D)拉力拉力F做的功等于做的功等于EK+EPB C DF练习练习质量为质量为m的物体从距地面的物体从距地面h高处由静止开始高处由静止开始以加速度以加速度a=g/3竖直下落到地面在这个过程中竖直下落到地面在这个过程中 A物体的动能增加物体的动能增加mgh/3B物体的重力势能减少物体的重力势能减少mgh/3C物体的机械能减少物体的机械能减少2mgh/3D物体的机械能保持不变物体的机械能保持不变A C 如下图所示，一个质量为如下图所示，一个质量为m的小球从的小球从A点由静点由静止开始滑到止开始滑到B点，并从点，并从B点抛出，若在从点抛出，若在从A到到B的过程的过程中，机械能损失为中，机械能损失为E，小球自，小球自B点抛出的水平分速度为点抛出的水平分速度为v，则小球抛出后到达最高点时与，则小球抛出后到达最高点时与A点的竖直距离是点的竖直距离是 。ABvChv2/2g+E/mg一、机械能一、机械能1 1、概概 念念：动能、重力势能和弹性势能的统称。动能、重力势能和弹性势能的统称。总机械能为动能和势能之和。总机械能为动能和势能之和。2 2、表达式：、表达式：PkEEE3 3、机械能是标量，具有相对性、机械能是标量，具有相对性：先选取参考平面和参考系才能确定先选取参考平面和参考系才能确定机械能。（一般选地面为参考系）机械能。（一般选地面为参考系）例一：例一：物体质量物体质量m=2kgm=2kg在距地面在距地面10m10m高处，以高处，以10m/s10m/s的水平速度飞行，求它的总机械能的水平速度飞行，求它的总机械能为多少？为多少？三、机械能守恒定律三、机械能守恒定律在在只有重力做功或弹力做功只有重力做功或弹力做功的物体的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变总的机械能保持不变。1 1、内容、内容：1EE 22222112121mvmghmvmgh表达式表达式从离地面高从离地面高2020米处以米处以10m/s10m/s的初速度水平抛出一的初速度水平抛出一个质量为个质量为1Kg1Kg的铁球，铁球下落过程中在离地的铁球，铁球下落过程中在离地5m5m高处时的速度是多大？（不考虑空气阻力）高处时的速度是多大？（不考虑空气阻力）解：以解：以地面为参考平面地面为参考平面。v0h1h2例例1 1：以：以10m/s10m/s的速度将质量为的速度将质量为m m的物体竖的物体竖直向上抛出。若忽略空气阻力，求（直向上抛出。若忽略空气阻力，求（1 1）物体上升的最大高度（物体上升的最大高度（2 2）上升过程中何）上升过程中何处重力势能和动能相等？处重力势能和动能相等？（1）例例2 2：如图所示，半径为：如图所示，半径为R R的半圆槽木块固定在的半圆槽木块固定在水平地面上，质量为水平地面上，质量为m m的小球以某速度从的小球以某速度从A A点无点无摩擦地滚上半圆槽，小球通过最高点摩擦地滚上半圆槽，小球通过最高点B B后落到后落到水平地面上的水平地面上的C C点，已知点，已知AC=AB=2RAC=AB=2R。求：求：小球在小球在B B点时的速度？点时的速度？小球对小球对B B点的压力点的压力 小球在小球在A A点时的速度大小为多少？点时的速度大小为多少？2 2、如图所示，桌面离地高为、如图所示，桌面离地高为h h，质量为，质量为m m的小的小球从离桌面高球从离桌面高H H处自由下落，不计空气阻力，处自由下落，不计空气阻力，假设桌面为零势能的参考平面，则小球落地假设桌面为零势能的参考平面，则小球落地前瞬间的机械能为前瞬间的机械能为A Amgh mgh B BmgH mgH C Cmg(h+H)Dmg(h+H)D mg(H-h)mg(H-h)（B B）