机械能复习专题
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机械能单元复习题1.质量为m的物体,在水平恒力F作用下第一次沿光滑的水平面移动距离为S,第二次在同一水平力F作用下沿粗糙的水平面移动的距离也是S。
设第一次F对物体做的功为W1,第二次F对物体做的功为W2,则( )A W1=W2B W1<W2C W1>W2D 无法确定2.起重机以a = 1m/s2的加速度,将重G = 104N的货物由静止匀加速向上提升。
那么,在1s内起重机对货物做的功是(g=10m/s2)( )A 500JB 5000JC 4500JD 5500J3.若汽车受到的摩擦阻力大小不变,则以下关于汽车运动的分析中正确的是( )A 若汽车做匀速直线运动,则其发动机的功率将保持不变B 若汽车做匀加速直线运动,则其发动机的功率将逐渐增大C 若汽车做匀速直线运动,则其发动机功率将逐渐增大D 汽车上坡时一定要增大发动机的功率4.某项工程需要一台水泵,要求它在1min内把5m3的水从地下深9米处抽到地面上。
如果水泵的效率η=75%,那么,水泵的输入功率P=______。
5.物体在水平恒力作用下,在水平面上由静止开始运动当位移s时撤去F,物体继续前进3s后停止运动,若路面情况相同,则物体的摩擦力和最大动能是()6.如图所示,在粗糙的水平面上,某物体受到大小为F,方向与水平方向成 角的拉力或推力作用。
在位移均为s的条件下,两种情况相比较()A 力F对物体做功相等,物体的末速度也相等;B 力F对物体做功不相等,物体的末速度也不相等;C 力F对物体做功相等,物体末速度不相等;D 力F对物体做功相等,物体克服阻力做的功不相等。
7.质量为m的物体,从静止开始以2g的加速度竖直向下运动h高度,那么()A 物体的重力势能减少2mgh B 物体的动能增加2mghC 物体的机械能保持不变D 物体的机械能增加mgh8.一人坐在雪撬上,从静止开始沿着高度为15m的斜坡滑下,到达底部的速度为10m/s.人和雪橇的总质量为60kg,则下滑过程中克服阻力做的功等于______。
机械能复习题一、选择题1、一质量为24kg的滑块,以4m/s的初速在光滑水平面上向左滑行,从某一时刻起在滑块上作用一向右的水平力,经过一段时间,滑块的速度方向变为向右,大小为4m/s,则在这段时间里水平力做的功为:()(A)0; (B)8 J; (C)16 J; (D)32 J2、一人用力踢质量为1kg的皮球,使球由静止以10m/s的速度飞出。
假定人踢球瞬间对球平均作用力是200N,球在水平方向运动了20m停止。
那么人对球所做的功为:()(A)200 J ; (B)50 J ; (C) 4000 J; (D) 无法确定3、一质量为1kg的物体被人用手由静止向上提升1m,这时物体的速度是2m/s,则下列说法中错误的是(g取10m/s2):()(A)手对物体作功12 J ; (B)合外力对物体作功12 J ;(C)合外力对物体作功2 J ; (D)物体克服重力作功10 J4、在同一高度,把三个质量相同的球A,B,C分别以相等的速率竖直上抛,竖直下抛和平抛,它们都落到同一水平地面上,则三个球在运动过程中,重力对它们做的功分别为W A,W B,W C,重力的平均功率分别为P A,P B,P C,则它们的大小关系为:()(A)W A>W B=W C,P A>P B=P C;(B)W A=W B=W C,P A=P B=P C;(C)W A=W B=W C,P B>P C>P A;(D)W B>W C>W A,P B>P C>P A5、一个物体由h高处自由下落,下落的时间为t,关于重力做功和功率的说法中,正确的是:( ).(A)下落的前t/2时间内重力做功比后t/2时间内少(B)下落的前t/2时间内重力做功的平均功率比后t/2时间内的小(C)下落的前h/2位移内重力做功比后h/2位移内少(D)下落的前h/2位移内重力做功的平均功率比后h/2位移内小6、一固定斜面高为h ,一质量为m的物体在沿斜面向上的恒力F作用下,能匀速上滑到顶端,如用大小与F相等,方向相反的恒力作用在物体上,从斜面的顶端由静止开始沿斜面下滑,则物体到达斜面底端时的动能为:()(A)mgh (B)mgh (C)mgh (D)2mgh7、下列各物体的运动过程中,机械能守恒的是:()(A)做自由落体运动的小球(B)跳伞员带着张开的降落伞匀速下降(C)小球沿光滑圆弧槽滑下(D)用不计质量的细棒一端拴一小球,另一端固定。
机械能与内能复习一、分子热运动:1、物质是由组成的。
分子若看成球型,其直径以10-10m来度量。
2、一切物体的分子都在不停地做无规则的运动①扩散:不同物质在相互接触时,彼此进入对方的现象。
②扩散现象说明:A分子之间有间隙。
B分子在做不停的无规则的运动。
③课本中的装置下面放二氧化氮这样做的目的是:防止二氧化氮扩散被误认为是重力作用的结果。
实验现象:两瓶气体混合在一起颜色变得均匀,结论:气体分子在不停地运动。
④固、液、气都可扩散,扩散速度与温度有关。
⑤分子运动与物体运动要区分开:扩散、蒸发等是分子运动的结果,而飞扬的灰尘,液、气体对流是物体运动的结果。
3、分子间有相互作用的引力和斥力。
①当分子间的距离d=分子间平衡距离 r ,引力=斥力。
②d<r时,引力<斥力,斥力起主要作用,固体和液体很难被压缩是因为:分子之间的斥力起主要作用。
③d>r时,引力>斥力,引力起主要作用。
固体很难被拉断,钢笔写字,胶水粘东西都是因为分子之间引力起主要作用。
④当d>10r时,分子之间作用力十分微弱,可忽略不计。
破镜不能重圆的原因是:镜块间的距离远大于分子之间的作用力的作用范围,镜子不能因分子间作用力而结合在一起。
二、内能:1、内能:物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和,叫做物体的内能。
2、物体在任何情况下都有内能:既然物体内部分子永不停息地运动着和分子之间存在着相互作用,那么内能是无条件的存在着。
无论是高温的铁水,还是寒冷的冰块。
3、影响物体内能大小的因素:①温度:在物体的质量,材料、状态相同时,温度越高物体内能越大。
②质量:在物体的温度、材料、状态相同时,物体的质量越大,物体的内能越大。
③材料:在温度、质量和状态相同时,物体的材料不同,物体的内能可能不同。
④存在状态:在物体的温度、材料质量相同时,物体存在的状态不同时,物体的内能也可能不同。
4、内能与机械能不同:机械能是宏观的,是物体作为一个整体运动所具有的能量,它的大小与机械运动有关内能是微观的,是物体内部所有分子做无规则运动的能的总和。
第12章机械能1、一个物体能对外(),这个物体就具有(),如果物体能对外做的功越多,它具有的能就()。
2、物体由于运动而具有的能叫(),动能的大小与( )和(),在物体的运动速度一定时,物体的()越大,物体的()越大;在物体的质量一定时,物体的()越大,物体的()越大。
在不计空气阻力时向下运动的物体的运动速度与质量是否有关?3、一切运动的物体都具有()。
4、物体由于被举高而具有的能叫(),物体重力势能的大小与()和()有关,在物体被举的高度一定时,物体的()越大,物体的()越大;在物体的质量一定时,物体()越大,物体的()越大。
5物体由于发生弹性形变而具有的能叫()。
弹性势能的大小与物体发生()有关。
6、机械能()和()的总和。
7、单摆在运动过程中能量是怎样转化的?8、滚摆在运动过程中能量怎样转化的?9、人造地球卫星在绕地球运动的过程中能量怎样转化的?10、在机械能的研究范围内做匀速运动的物体有无能量的转化?11、一物体在水平面上做匀速直线运动,则物体的动能(),重力势能(),机械能()。
物体从高空匀速直线下落,则物体的动能(),重力势能(),机械能()。
12、在机械能的研究范围内,做匀速直线运动的物体只有能量的变化,而无能量的转化。
13、能量在发生转化时,减小的能量始终在向增大的能量转化。
14、机械能守恒定律是:在机械能的研究范畴内,且不计能量损失时,动能和势能可相互转化,在相互转化的过程中,机械能的总量保持不变。
15、能量守恒定律的内容是:能量既不会(),也不会(),它只会从一种形式转化为其它的形式,也从一个物体转移到别的物体,在转化和转移过程中,能量的总量保持守恒。
16、流动的水具有的机械能叫(),流动的风具有的机械能叫(),水能和风能是自然界天然的能源。
【典型例题】一、机械能知识点一:动能:物体由于运动而具有的能。
物体的质量越大,速度越大,动能越大例1.(04烟台)如图所示是探究动能大小与哪些因素有并的实验:(1)实验中你通过观察知道动能的大小。
教科版八年级物理下册复习与训练第十二章《机械能》姓名:班级:得分:一、知识回顾:二、过关训练1、跳伞运动员在空中匀速下落的过程中( )A .动能一定增大B .机械能一定不变C .重力势能一定减小D .机械能一定增加2、如图12-2所示为一高山的等高线图,某登山运动员从A 点到达B 点时,下列说法正确的是( )A.运动员的体重变大B.运动员的重力势能减小C.运动员烧水时,水的沸点升高D.运动员携带的气压计的示数减小3、两个相同的篮球,表面潮湿,从不同高度自由落至同一地面,留下的印迹如图12-3所示.关于初始时篮球的重力势能,下列说法正确的是( )A.落在a 处的大B.落在bC.两个一样大D.无法比较大小图12-3图4、如图12-4,人造卫星在空中运行时,是以椭圆形的轨道围绕地球转动,试说明:当卫星在近地点和远地点之间运行时,动能和重力势能之间相互转化的情况: 从近地点到远地点: 从远地点到近地点:5、如图12-5所示,建筑工人用滑轮组提升重为200N 的泥桶,所用的拉力为80N ,若工人在5S ,内将泥桶匀速向上提升2m ,则拉力的功率为_______w ,滑轮组的机械效率为________。
6、图12-6表示撑杆跳高运动的儿个阶段:助跑、撑杆起跳、越横杆。
在这几个阶段中能量的转化情况是:⑴助跑阶段,运动员消耗体内的化学能_______________ (选填“大于”、“小于”或“等于”)运动员和撑杆获得的动能。
⑵撑杆起跳阶段,运动员的_____________能增加。
7、如图12-7是小红同学探究影响斜面机械效率因素的实验装置。
实验准备的器材有:三个质量不同的木块A ;三条粗糙程度不同的长木板B ;三个高度不同的长方体铁块C ;刻度尺。
(1)实验还需补充的器材有____________; (2)下面是小红探究斜面机械效率与物重的关系时 记录的有关数据。
通过分析数据,你可以得出结论:__________________________________________; (3)上述实验中,保持斜面长度不变,将斜面升高到0.2m ,把一个重6N 的物体沿斜面向上拉时,所需拉力为3.8N ,则此时斜面的机械效率是__________________;(4)斜面的机械效率可能与斜面的_______________________有关。
初中物理机械能知识点复习题一、机械能的概念机械能是动能和势能的总和。
动能是物体由于运动而具有的能,势能则包括重力势能和弹性势能。
重力势能是物体由于被举高而具有的能,弹性势能是物体由于发生弹性形变而具有的能。
比如说,一个在空中飞行的篮球,它具有动能;如果把篮球放在高处,此时它就具有重力势能;而一个被压缩的弹簧,就具有弹性势能。
二、动能1、影响动能大小的因素动能的大小与物体的质量和速度有关。
质量越大、速度越大,物体的动能就越大。
想象一下,一辆大货车和一辆小汽车都以相同的速度行驶,大货车的动能显然比小汽车大,因为大货车的质量更大。
再比如,同一个汽车,速度越快,动能也就越大。
2、动能的计算公式动能的计算公式是:$E_{k} =\frac{1}{2}mv^2$,其中$E_{k}$表示动能,$m$表示物体的质量,$v$表示物体的速度。
通过这个公式,我们可以定量地计算出物体的动能大小。
三、重力势能1、影响重力势能大小的因素重力势能的大小与物体的质量和被举高的高度有关。
质量越大、被举高的高度越高,物体的重力势能就越大。
比如,一个重 10 千克的物体被举高到 2 米的高度,它的重力势能就比一个重 5 千克被举高到 1 米高度的物体大。
2、重力势能的计算公式重力势能的计算公式是:$E_{p} = mgh$,其中$E_{p}$表示重力势能,$m$表示物体的质量,$g$是重力加速度(通常取98N/kg),$h$表示物体被举高的高度。
四、弹性势能1、影响弹性势能大小的因素弹性势能的大小与物体的弹性形变程度有关。
弹性形变程度越大,弹性势能就越大。
像一根弹簧,被压缩或拉伸的程度越大,它具有的弹性势能就越多。
2、实际例子比如,射箭运动员把弓拉得越满,箭射出去的力量就越大,这就是因为弓的弹性势能转化为箭的动能。
五、机械能守恒定律1、内容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。
2、理解与应用例如,一个自由下落的物体,它的重力势能逐渐减小,动能逐渐增大,但机械能的总量不变。
《机械能》复习(基础知识部分)一、功1、意义:是力对空间(位移)的积累效应。
2、数值:功=“力”ד力的方向上的位移”=“位移方向上的分力”ד位移”即 θcos Fs W =3、正、负功:由θ的大小决定。
表示“动力功”、“阻力功”;表示“能量增加”、“能量减少”。
力对物体做负功,也叫做物体克服这个力做功(取绝对值)。
4、总功:“总功”=“合力功”=“各分力功的代数和”=“动能的增量”即 k n E W W W s F W ∆=+⋅⋅⋅++==21cos θ合总二、功率:1、意义:表示力做功的快慢。
2、数值:功率 = 单位时间内做的功=“力”ד力的方向上的速度”=“速度方向上的分力”ד速度” 即θcos Fv tW P == 3、平均功率与瞬时功率:上式计算的一般是平均功率,当v 为瞬时速度时计算的是瞬时功率。
4、机车启动的两种方式:(1)以恒定功率启动: )(1f vP m a ma f F Fv P -=⇒⎭⎬⎫=-= 由于m 、P 、f 为定值,所以机车做加速度减小的加速运动,最大速度为:f Pv m = 。
(2)以恒定加速度启动:由mf F a -=知,当m 、f 一定时,要a 恒定,则F 为恒力。
匀加速运动过程中,由Fv P =知,↑↑⇒P v 。
当m P P =后,↓↓⇒↑⇒a F v ,即机车做加速度减小的加速运动,最大速度为:f Pv m = 。
匀加速运动的时间为:fF F P m a v t m t -⋅==/三、能1、意义:反映物体做功的本领。
2、基本形式:机械能、内能、电能、光能、核能和化学能等。
3、机械能:动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
四、功和能的关系1、基本关系:功的过程量,能是状态量。
功是能的转化的量度——E W ∆=2、具体关系:(1)动能定理:合外力对物体做的功,等于物体动能的增加量。
即 12K K k E E E W -=∆=合(2)重力做功与重力势能变化的关系:重力做功等于重力势能减少的量。
第4讲 功能关系、能量守恒知识巩固练1.(2023年海淀一模)如图所示,轻弹簧下端连接一重物,用手托住重物并使弹簧处于压缩状态.然后手与重物一同缓慢下降,直至重物与手分离并保持静止.在此过程中,下列说法正确的是 ( )A.弹簧的弹性势能与物体的重力势能之和先减少再增加B.弹簧对重物做的功等于重物机械能的变化量C.重物对手的压力随下降的距离均匀变化D.手对重物做的功一定等于重物重力势能的变化量【答案】C 【解析】由题可知,重物的动能变化量为零,由于手对重物的作用力一直竖直向上,将弹簧与重物视作一个整体,故手对整体一直做负功,故弹簧的弹性势能与物体的重力势能之和且一直在减少,A 错误;弹簧和手对重物做的功等于重物机械能的变化量,B 错误;由题可知,当弹簧的弹力与重物的重力相等时,手与重物间的弹力为零,则两者分离,设此时弹簧的形变量为x 0,则有kx 0=mg ,当弹簧处于压缩状态下重物静止缓慢向下,设重物向下降的距离为x ,则有k (x 0-x )+F =mg 联立解得F =kx ,故C 正确;物体重力做的功等于重物重力势能的变化量,故D 错误.2.质量为m 的物体,从距地面h 高处由静止开始以加速度a =13g 竖直下落到地面,在此过程中 ( )A.物体的重力势能减少13mgh B.物体的动能增加13mgh C.物体的机械能减少13mghD.物体的机械能保持不变【答案】B 【解析】竖直下落到地面过程中,W G =mgh ,故重力势能减少mgh ,A 错误;物体所受合力为F 合=ma =13mg ,由动能定理得,动能的增加量ΔE k =F合h =13mgh ,B 正确;由于重力势能减少mgh ,动能增加13mgh ,故机械能减少23mgh ,C 、D 错误.3.如图所示,足够长的水平传送带以v =2 m/s 的速度匀速前进,上方漏斗以25 kg/s 的速度把煤粉均匀、竖直抖落到传送带上,然后随传送带一起运动.已知煤粉与传送带间的动摩擦因数为0.2,欲使传送带保持原来的速度匀速前进,则传送带的电动机应增加的功率为 ( )A.200 WB.50 WC.100 WD.无法确定【答案】C 【解析】在1 s 内落到传送带上煤的质量为Δm ,这部分煤由于摩擦力f 的作用被传送带加速,由功能关系得fs =12Δmv 2,煤块在摩擦力作用下加速前进,因此有s =0+v 2t =vt 2.传送带的位移s 传=vt ,相对位移Δs =s 传-s =s ,由此可知煤的位移和煤与传送带的相对位移相同,因此摩擦生热Q =f Δs =12Δmv 2,传送带需要增加的能量分为两部分:第一部分为煤获得的动能,第二部分为传送带克服摩擦力做功来保持传送带速度.所以传送带1 s 内增加的能量ΔE =12Δmv 2+f Δs =Δmv 2=25×22 J =100 J ,皮带机应增加的功率P =ΔEt=100 W ,故C 正确.4.我国航天员在“天宫课堂”中演示了多种有趣的实验,提高了青少年科学探索的兴趣.某同学设计了如下实验:细绳一端固定,另一端系一小球,给小球一初速度使其在竖直平面内做圆周运动.无论在“天宫”还是在地面做此实验 ( ) A.小球的速度大小均发生变化B.小球的向心加速度大小均发生变化C.细绳的拉力对小球均不做功D.细绳的拉力大小均发生变化 【答案】C 【解析】在地面上做此实验,忽略空气阻力,小球受到重力和绳子拉力的作用,拉力始终和小球的速度垂直,不做功,重力会改变小球速度的大小;在“天宫”上,小球处于完全失重的状态,小球仅在绳子拉力作用下做匀速圆周运动,绳子拉力仍然不做功,A 错误,C 正确;在地面上小球运动的速度大小改变,根据a =v 2r和F =m v 2r(重力不变)可知小球的向心加速度和拉力的大小发生改变,在“天宫”上小球的向心加速度和拉力的大小不发生改变,B 、D 错误.综合提升练甲5.(2023年重庆模拟)(多选)如图甲,辘轳是古代民间提水设施,由辘轳头、支架、井绳、水斗等部分构成.如图乙为提水设施工作原理简化图,某次需从井中汲取m =2 kg 的水,辘轳轮轴半径为r =0.1 m ,水斗的质量为0.5 kg ,井足够深且井绳的质量忽略不计.t =0时刻,轮轴由静止开始绕中心轴转动,其角速度随时间变化规律如图丙所示,g 取10 m/s 2,则 ( )A.水斗速度随时间变化规律为v=0.4tB.井绳拉力瞬时功率随时间变化的规律为P=10tC.0~10 s内水斗上升的高度为4 mD.0~10 s内井绳拉力所做的功为520 J【答案】AD【解析】根据图像可知,水斗速度v=ωr=4010×0.1t=0.4t,A正确;井绳拉力瞬时功率为P=Fv=Fωr,又由于F-(m+m0 )g=(m+m0 )a,根据上述有a=0.4 m/s2,则有P=10.4t,B错误;根据图像可知,0~10 s内水斗上升的高度为h=ωr2t=40×0.1×102m=20 m,C错误;根据上述P=10.4t,0~10 s内井绳拉力所做的功为W=10.4×10×102J=520 J,D正确.6.(2022年福建卷)(多选)一物块以初速度v0自固定斜面底端沿斜面向上运动,一段时间后回到斜面底端.该物体的动能E k随位移x的变化关系如图所示,图中x0、E k1、E k2均已知.根据图中信息可以求出的物理量有()A.重力加速度大小B.物体所受滑动摩擦力的大小C.斜面的倾角D.沿斜面上滑的时间【答案】BD【解析】由动能定义式得E k1=12mv02,则可求解质量m;上滑时,由动能定理E k-E k1=-(mg sin θ+f)x,下滑时,由动能定理E k=(mg sin θ-f)(x0-x),x0为上滑的最远距离;由图像的斜率可知mg sin θ+f=E k1x0,mg sin θ-f=E k2x0,两式相加可得g sin θ=12m(E k1x0+E k2x0),相减可知f=E k1-E k22x0,即可求解g sin θ和所受滑动摩擦力f的大小,但重力加速度大小和斜面的倾角不能求出,A、C错误,B正确;根据牛顿第二定律和运动学关系得mg sin θ+f=ma,t=v0a,故可求解沿斜面上滑的时间,D正确.7.(2023年广东模拟)如图所示,质量分别为m和3m的小物块A和B,用劲度系数为k轻质弹簧连接后放在水平地面上,A通过一根水平轻绳连接到墙上.A、B与地面间的动摩擦因数均为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.用水平拉力将B向右缓慢拉开一段距离,撤去拉力后,B恰好能保持静止,弹簧形变始终在弹性限度内,重力加速度大小为g.下列判断正确的是 ( )A.物块B 向右移动的最大距离为x B =4μmg kB.若剪断轻绳,A 在随后的运动过程中相对于其初位置的最大位移大小6μmg kC.若剪断轻绳,A 在随后的运动过程中通过的总路程为4μmg kD.若剪断轻绳,A 最终会静止时弹簧处于伸长状态,其伸长量为μmg k【答案】C 【解析】根据题意撤去拉力后,B 恰好能保持静止,即kx B =3μmg ,解得x B =3μmg k.剪断轻绳,A 会在弹簧弹力和摩擦力共同作用下向右运动,弹簧伸长量减小,弹力减小,B 不会发生移动,即B 处于静止状态,A 速度减为零时,设弹簧处于拉长状态且伸长量为x A ,根据能量守恒可知12kx B 2-12kx A 2=μmg (x A -x B ),解得x B =x A (舍去),x A =-13x B .负号表示弹簧处于压缩状态,压缩量为x'A =μmg k,此时恰好有kx A =μmg ,即A 速度减为零时刚好能静止,所以A 运动的最大位移及路程为s =x'A +x B =4μmg k,C 正确,B 、D 错误.8.如图所示,质量为m 的滑块放在光滑的水平平台上,平台右端B 与水平传送带相接,传送带的运行速度为v 0,长为L .现将滑块缓慢水平向左移动,压缩固定在平台上的轻质弹簧,到达某处时突然释放,当滑块滑到传送带右端C 时,恰好与传送带速度相同.滑块与传送带间的动摩擦因数为μ.(1)试分析滑块在传送带上的运动情况;(2)若滑块离开弹簧时的速度大于传送带的速度,求释放滑块时弹簧具有的弹性势能; (3)若滑块离开弹簧时的速度大于传送带的速度,求滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量.解:(1)若滑块冲上传送带时的速度小于传送带的速度,则滑块由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动;若滑块冲上传送带时的速度大于传送带的速度,则滑块由于受到向左的滑动摩擦力而做匀减速运动.(2)设滑块冲上传送带时的速度大小为v ,由机械能守恒定律,得E p =12mv 2, 滑块从B 运动到C 过程,由动能定理,得 -μmgL =12mv 02-12mv 2, 所以E p =12mv 2=12mv 02+μmgL .(3)设滑块在传送带上运动的时间为t ,则t 时间内传送带的位移x =v 0t ,v 0=v -at ,a =μg ,由(2)得v=√v02+2μgL,滑块相对传送带滑动的位移Δx=L-x,相对滑动产生的热量Q=μmgΔx,解得Q=μmgL-mv0(√v02+2μgL-v0).。
《机械能守恒定律》重难点复习一、功1.概念:一个物体受到力的作用,并在力的方向上发生了一段位移,这个力就对物体做了功。
2.条件:力和力的方向上位移的乘积。
3.公式:W=F S cos θ4.功是标量,但它有正功、负功。
某力对物体做负功,也可说成“物体克服某力做功”。
功的正负表示能量传递的方向,即功是能量转化的量度。
5.功是一个过程所对应的量,因此功是过程量。
6.功仅与F 、S 、θ有关,与物体所受的其它外力、速度、加速度无关。
7.几个力对一个物体做功的代数和等于这几个力的合力对物体所做的功。
即W 总=W 1+W 2+…+Wn 或W 总= F 合Scos θ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:t W P=(平均功率) θυcos F P =(平均功率或瞬时功率) 3.单位:瓦特W4.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.应用:(1)机车以恒定功率启动时,由υF P =(P 为机车输出功率,F 为机车牵引力,υ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 F =时,速度不再增大达到最大值max υ,则f P /max =υ。
(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f ma +,速度不断增加汽车输出功率υF P =随之增加,当额定P P=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 υ,则fP /max=υ。
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:mgh E P =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。
第八章机械能守恒定律章末复习[知识点]一:动能和势能的转化1.动能与重力势能间的转化只有重力做功时,若重力做正功,则重力势能转化为动能,若重力做负功,则动能转化为重力势能,转化过程中,动能与重力势能之和保持不变.2.动能与弹性势能间的转化被压缩的弹簧把物体弹出去,射箭时绷紧的弦把箭弹出去,这些过程都是弹力做正功,弹性势能转化为动能.二.机械能动能、重力势能和弹性势能统称为机械能,在重力或弹力做功时,不同形式的机械能可以发生相互转化.三:机械能守恒定律1、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.2.守恒定律表达式(1)E k2-E k1=E p1-E p2,即ΔE k增=ΔE p减.(2)E k2+E p2=E k1+E p1.(3)E2=E1.四.守恒条件物体系统内只有重力或弹力做功.1.对机械能守恒条件的理解(1)从能量转化的角度看,只有系统内动能和势能相互转化,无其他形式能量之间(如内能)的转化.(2)从系统做功的角度看,只有重力和系统内的弹力做功,具体表现在:①只受重力作用,例如:所有做抛体运动的物体(不计空气阻力时)机械能守恒.②系统内只有重力和弹力作用,如图甲、乙、丙所示.甲乙丙图甲中,小球在摆动过程中线的拉力不做功,如不计空气阻力,只有重力做功,小球的机械能守恒.图乙中,A、B间,B与地面间摩擦不计,A自B上端自由下滑的过程中,只有重力和A、B间的弹力做功,A、B组成的系统机械能守恒.但对B来说,A对B的弹力做功,这个力对B来说是外力,B的机械能不守恒.图丙中,不计空气阻力,球在摆动过程中,只有重力和弹簧与球间的弹力做功,球与弹簧组成的系统机械能守恒.但对球来说,机械能不守恒.2.判断机械能守恒的方法(1)做功分析法(常用于单个物体)分析物体受力⇒明确各力做功情况⇒⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫只有重力、弹簧弹力做功有其他力做功,但W其他=0⇒机械能守恒(2)能量分析法(常用于多个物体组成的系统)分析能量种类⇒只有动能、重力势能、弹性势能⇒机械能系统守恒五.机械能守恒定律和动能定理的比较两大规律比较内容机械能守恒定律动能定理表达式E1=E2ΔE k=-ΔE pΔE A=-ΔE B W=ΔE k 应用范围只有重力或弹力做功时无条件限制物理意义其他力(重力、弹力以外)所做的功是机械能变化的量度合外力对物体做的功是动能变化的量度关注角度 守恒的条件和始末状态机械能的形式及大小动能的变化及改变动能的方式(合外力做功情况)[考点题型]考点题型一:机械能的概念和计算1.(2021·湖南郴州·高一期末)用拉力将一个重为5N 的物体匀速提升4m ,在这个过程中,不计阻力,下列说法正确的是( )A .物体的重力做了20J 的功B .拉力对物体做了20J 的功C .物体动能减少了20JD .物体的机械能减少了20J2.(2021·北京市延庆区教育科学研究中心高一期末)一位同学在实验室的地面上用一个质量为1kg 的小车以一定的速度挤压弹簧,当小车的动能为20J 时,弹簧的弹性势能恰好是10J ,如果以距地面3m 高的天花板为零势面,则此时小车、弹簧和地球构成的系统总机械能是( )(g =10m/s 2)A .30JB .0JC .60JD .-30J 3.(2021·黑龙江·尚志市尚志中学高一期末)起重机以4g的加速度将质量为m 的物体匀减速地沿竖直方向提升高度h ,已知重力加速度为g ,空气阻力不计,则( )A .物体克服重力做功为mghB .起重机钢索的拉力对物体做功为34mghC .物体的动能减少了34mghD .物体的机械能减少了34mgh考点题型二:机械能守恒定律的条件4.(2021·广东广州·高一期末)如图所示,拉力F 将物体沿斜面向下拉,已知拉力大小与摩擦力大小相等,则下列说法中正确的是()A.物体的动能增加B.物体的动能保持不变C.物体的总机械能增加D.物体的总机械能保持不变5.(2020·辽宁·朝阳县柳城高级中学高一期末)关于机械能是否守恒的论述,正确的是()A.沿水平面运动的物体,机械能一定守恒B.做匀速运动的物体,机械能一定守恒C.合外力对物体做功等于零时,物体的机械能一定守恒D.只有重力对物体做功时,机械能一定守恒6.(2021·湖南湘西·高一期末)如图所示,下列关于机械能守恒的判断正确的是()A.甲图中,火箭加速升空的过程中,机械能守恒B.乙图中物体在拉力F作用下沿斜面匀速上升,机械能守恒C.丙图中小球在水平面内做匀速圆周运动,机械能守恒D.丁图中轻弹簧将地面上A、B两小车弹开,两小车组成的系统机械能守恒考点题型三:机械能与曲线运动7.(2021·陕西·宝鸡市陈仓区教育体育局教学研究室高一期末)如图所示,在地面上以速度v0斜向上抛出质量为m的物体,抛出后物体落在比地面低h的湖面上。
专题五 机械能复习专题
机械能专题复习解题方法
机械能方面的知识是高中物理重点内容之一,对于“功能”方面的问题分析常用方法归纳如下:
一、“四法”求力做的功
要点提示:在计算功是一般有以下四种方法:
1.公式法: αcos ⋅⋅=S F W ,注意F 为恒力,S 为相对地面的位移. 或由公式W =Pt 求,不论力F 是恒力还是变力,只涉及功率和时间,利用W =Pt 来求.
2.动能定理法:合外力的功等于物体的动能变化,K E W ∆=合外力
3.功能关系法:涉及多种能量形势的情况,已知能量的变化,求某变力的功
4.机械能守恒法:从机械能发生变化原因列方程
例1.汽车发动机的额定功率是60kW ,汽车质量是5t ,当汽车在水平路面上行驶时,设汽车所受的阻力是车重的0.1倍,若汽车从静止开始保持以1m/s 2的加速度作匀加速直线运动,取g =10m/s 2.试问:
①这一过程能维持多长时间?
②在该过程中机车克服摩擦力做了多少功?
分析:此类问题关键是发动机的功率是否达到额定功率,若在额定功率下起动,则一定是交加速运动,因为牵引力随速度的增大而减小.求解时不能用匀变速运动的规律来解.特别注意匀加速起动时,
牵引力恒定.当功率随速度增至预定功率时的速度(匀加速结束时的速度),并不是车行的最大速度.此后,车仍要在额定功率下做加速度减小的加速运动.(这阶段类同于额定功率起动)直至a=0时速度达到最大.
解:① 机车所受的滑动摩擦力为:f = 0.1G=0.1×5000×10 = 5000N
设机车的牵引力为F ,由牛顿第二定律得 :F -f =ma
即:F =ma +f=5000×1+5000= 10000N
由P = Fv 可得机车所能达到的最大速度:v =P /F =60000/10000 = 6m/s
由v = at 可得机车在这一过程维持的时间为:t =v /a =6/1 = 6 s ② 下面通过几种方法来求在该过程中机车克服摩擦力做的功: 方法1.根据功的定义求 机车在此过程中通过的位移为:22612
121⨯⨯==at s =18m 摩擦力做的功为:W f =fs =5000×18=90000J
方法2.根据动能定理求 由动能定理可得:221mv W Fs f =-, 由此可得:22
1mv Fs W f -= =265000211810000⨯⨯-⨯=90000J 方法3.根据能的转化与守恒求
机车的牵引力所做的功有两个去向,一部分转化为机车的动能,另一部分转化为克服摩擦力做的功,根据能的转话与守恒可得:。