【步步高 学案导学设计】2014-2015学年高中物理 第四章 第1、2节 能量守恒定律的发现 教科版选修3-3

第2课时二糖多糖目标要求 1.知道蔗糖、麦芽糖结构和组成的关系，能区分二者的化学性质。

2.了解淀粉、纤维素的组成和性质，掌握淀粉的水解反应实验。

一、蔗糖、麦芽糖1．蔗糖蔗糖是由1分子________和1分子______脱水形成的，分子式为______________，在酸性条件下水解的化学方程式为________________________________________________________________________。

2．麦芽糖分子式为______________，与蔗糖互为________，是由两分子________脱水形成的。

麦芽糖在硫酸等催化剂作用下发生水解反应的化学方程式为________________________________________________________________________。

3．麦芽糖和蔗糖的还原性麦芽糖分子中含醛基，能发生银镜反应，是一种__________二糖。

蔗糖分子中不含醛基，是一种________二糖，但其水解产物能发生银镜反应。

二、淀粉和纤维素1．淀粉(1)组成通式为____________，属于______________化合物。

(2)性质①______于冷水，在热水中形成胶状的淀粉糊。

②水解反应：________________________________________________________________________。

③特征反应淀粉__________，利用此反应可以鉴定淀粉的存在。

(3)用途淀粉是食物的重要成分，同时还是重要的食品工业原料，葡萄糖转化为酒精的化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

第五节 验证机械能守恒定律1．实验目的：研究物体在运动过程中若只有重力和弹力做功，________和________相互 转化，物体的________________． 2．实验方案：方案一：利用铁架台、重锤、打点计时器等器材，研究重锤的自由落体运动． 方案二：利用气垫导轨、光电门、钩码、滑块等器材，研究滑块的运动． 3．实验原理及数据处理 以方案一为例： (1)实验原理在只有________做功的自由落体运动中，物体的________和________互相转化，但总的 机械能守恒．即动能的________等于重力势能的__________．①若以重物下落时的起点为基准，物体下落高度h 时的速度为v ，在误差允许的范围内，如计算出12mv 2＝mgh ，机械能守恒定律即被验证．②若以重物下落过程中的某一点A 为基准，设重物的质量为m ，测出物体对应于A 点的 速度v A ，再测出物体由A 点下落Δh 后经过B 点的速度v B ，则在误差允许范围内，由计算得出12mv 2B －12mv 2A ＝mg Δh ，机械能守恒定律即被验证． ③测定第n 点的瞬时速度的方法是：测出第n 点前后两段相邻相等时间间隔T 内下落的距离s n 、s n ＋1，由公式v n ＝s n ＋1＋s n2T求出．(2)数据处理①利用公式v n ＝h n ＋1－h n －12T ，计算出点1、点2、点3、…的瞬时速度v 1、v 2、v 3、….②要验证的是12mv 2＝________或12mv 22－12mv 21＝________，只需验证12v 2＝gh 或12v 22－12v 21＝ g Δh ，因此__________测量重物的质量m.验证：通过计算，看在误差允许的范围之内12v 2n 与gh n是否相等或12v 2m －12v 2n与gh mn 是否相 等．【概念规律练】知识点 实验器材的选择和实验的操作(以方案一为例) 1．(双选)用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中，下列物理量中需要测量的有( ) A ．重物的质量 B ．重力的加速度 C ．重物下落的高度D ．与重物下落高度对应的重物的瞬时速度 2．在验证机械能守恒定律的实验中：(1)从下列器材中选出实验所必需的，其编号为______． A ．打点计时器(包括纸带) B ．重物 C ．天平 D ．毫米刻度尺 E ．秒表 F ．运动小车(2)打点计时器的安装放置要求为__________；开始打点计时的时候，应先________，然 后再________________________________．(3)选择下列正确的实验步骤，并按次序排列为________． A ．用天平测出重锤的质量B ．把打点计时器竖直地夹稳在铁架台上C ．接通电源，松开纸带D ．松开纸带，接通电源E ．用停表记下重锤下落的时间F ．取下纸带，重复上述实验3次G ．将纸带固定在重锤上，让纸带穿过打点计时器并用手提住，使重锤靠近打点计时器H ．选取理想纸带，对几个方便的点测量并计算，看mgh 和12mv 2是否相等【方法技巧练】一、实验数据的处理方法3．在“验证机械能守恒定律”的实验中，根据纸带算出各点的速度v ，量出下落距离h ，则以v 2为纵轴，以h 为横轴，画出的图线应是下图中的( )4．在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz ，查 得当地的重力加速度g ＝9.80 m /s 2，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各计 数点对应刻度尺上的读数如图1所示，图中O 点是打点计时器打出的第一个点，A 、B 、 C 、D 分别是每两个点取出的计数点．根据以上数据，可知重物由O 点运动到B 点时．图1(1)重力势能的减少量为多少？(2)动能的增加量是多少？(3)根据计算的数据可得出什么结论？产生误差的主要原因是什么？二、其他的方案设计5．某实验小组利用如图2所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒．图2(1)实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，利用现有器材如何判断导轨是否水平？(2)如图3所示(经放大后的)，游标卡尺测得遮光条的宽度d＝______cm；实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt＝1.2×10－2s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为________m/s.在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、__________和________(文字说明并用相应的字母表示)．图3(3)本实验通过比较________和________在实验误差允许的范围内是否相等(用测量的物理量符号表示)，从而验证系统的机械能守恒．1．(双选)在“验证机械能守恒定律”的实验中，要验证的是重物重力势能的减少量等于其动能的增加量，以下步骤仅是实验中的一部分，在这些步骤中多余或错误的有() A．用天平称出重物的质量B．把打点计时器固定到铁架台上，并用导线把它和低压交流电源连接起来C．把纸带的一端固定到重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，把重物提升到一定高度D．接通电源，释放纸带E．用停表测出重物下落的时间2．下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的说法，正确的是()A．重物质量的称量不准会造成较大误差B．重物质量选用得大些，有利于减小误差C．重物质量选用得较小些，有利于减小误差D．打点计时器选用电磁打点计时器比电火花计时器误差要小图43．(双选)如图4所示是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带，我们选中N 点来验证机械能守恒定律．下面举出一些计算N 点速度的方法，其中正确的是( ) A ．N 点是第n 个点，则v n ＝gnTB ．N 点是第n －1个点，则v n ＝g(n －1)TC ．v n ＝s n ＋s n ＋12TD ．v n ＝d n ＋1－d n －12T4．在“验证机械能守恒定律”的实验中 (1)不需测量或计算的物理量是( ) A ．下落高度 B ．瞬时速度 C ．重物质量 D ．时间(2)由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大阻力，这样会导致实验结果mgh____12mv 2(选填“>”或“<”)．5.图5图5为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁 打点计时器、纸带、带铁夹的重锤．回答下列问题： (1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有________．(填入正确选项前的字母) A ．刻度尺 B ．秒表C ．0～12 V 的直流电源D ．0～12 V 的交流电源(2)实验中误差产生的原因有_____________________________________________________________________________________________________________. (写出两个原因) 6.图6用如图6所示的实验装置验证机械能守恒定律，在下面所列举的该实验的几个操作步骤 中，你认为没有必要进行的或者错误的步骤是________(填字母代号) A ．按照图示的装置安装器件B ．将打点计时器接到学生电源的直流输出端上C ．用天平测量出重物的质量D ．先放手让纸带和重物下落，再接通电源开关E ．在打出的纸带上，依据打点的先后顺序选取A 、B 、C 、D 四个合适的相邻点，通过 测量计算得出B 、C 两点的速度为v B 、v C ，并测出B 、C 两点的距离为hF ．在误差允许范围内，看减少的重力势能mgh BC 是否等于增加的动能12mv 2C －12mv 2B ，从而验证机械能守恒定律 7．光电计时器是物理实验中经常用到的一种精密计时仪器，它由光电门和计时器两部分 组成，光电门的一臂的内侧附有发光装置(发射激光的装置是激光二极管，发出的光束很 细)，如图7中的A 和A ′，另一臂的内侧附有接收激光的装置，如图中的B 和B ′， 当物体在它们之间通过时，二极管发出的激光被物体挡住，接收装置不能接收到激光信 号，同时计时器就开始计时，直到挡光结束光电计时器停止计时，故此装置能精确地记 录物体通过光电门所用的时间．现有一小球从两光电门的正上方开始自由下落，如图所 示．图7(1)若要用这套装置来验证机械能守恒定律，则要测量的物理量有______________(每个物 理量均用文字和字母表示，如高度H)(2)验证机械能守恒定律的关系式为______________________________．第五节 验证机械能守恒定律课前预习练1．动能 势能 机械能守恒3．(1)重力 动能 势能 增加量 减少量 (2)②mgh mg Δh 不需要 课堂探究练 1．CD2．(1)A 、B 、D(2)底板要竖直 给打点计时器通电 释放重物 (3)B 、G 、C 、F 、H解析 (1)选出的器材有：打点计时器(包括纸带)，重物，毫米刻度尺，编号分别为：A 、B 、D .注意因mgh ＝12mv 2，故m 可约去，不需要用天平．(2)打点计时器安装时，底板要竖直，这样才能使重物在自由落下时，受到的阻力较小，开始记录时，应先给打点计时器通电，然后再释放重物，让它带着纸带一同落下．(3)正确的实验步骤应该为B 、G 、C 、F 、H .3．C [根据机械能守恒定律有：mgh ＝12mv 2，v 2＝2gh ，所以v 2与h 成正比例关系，函数图象是一条过原点的直线，C 正确．]点评 图象法的应用必须与函数关系式相结合使用，才能充分明确图象与函数之间的关系及图象的形状．4．(1)1.911m (2)1.89m (3)见解析 解析 (1)重力势能的减少量为ΔE p 减＝mgh OB ＝m ×9.8×0.195＝1.911m (2)重物下落到B 点时的速度v B ＝h AC 4T ＝0.155 54×0.02m /s ≈1.944 m /s所以重物从O 点下落到B 点动能的增加量为ΔE k 增＝12mv 2B＝12m ×1.9442≈1.889m (3)从(1)、(2)中计算的数据可得出在实验误差允许的范围内重物减少的重力势能等于其增加的动能，机械能守恒．产生误差的主要原因：重物在下落时要受到阻力作用(打点计时器对纸带的摩擦力、空气阻力)，克服阻力做功．5．(1)接通气源，将滑块静置于气垫导轨上，若滑块基本保持静止，则说明导轨是水平的(或取下钩码，轻推滑块，滑块基本能做匀速直线运动)．(2)0.52 0.43 滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s 滑块的质量M(3)mgs 12(m ＋M)(dΔt)2解析 本题以创新的物理情景来考查验证机械能守恒定律的实验，同时考查游标卡尺的读数．游标尺的读数为d ＝5 mm ＋0.1 mm ×2＝5.2 mm ＝0.52 cm ；滑块通过光电门时的瞬时速度为v ＝d Δt ＝0.52×10－21.2×10－2m /s ＝0.43 m /s ；系统重力势能的减少量为mgs ，系统动能的增加量为12(m ＋M)v 2＝12(m ＋M)(d Δt)2. 课后巩固练1．AE [在“验证机械能守恒定律”的实验中，需验证重力势能减少量mgh 和动能增加量12mv 2之间的大小关系．若机械能守恒，则有mgh ＝12mv 2，两边都有质量，可约去，即验证gh ＝12v 2成立即可，无需用停表测量时间，因此E 选项也多余，其余选项都需要，故应选A 、E .]2．B [为减小实验误差，重物应选质量大些的，且重物质量不需称量，A 、C 错，B 正确；电磁打点计时器的振针与纸带间有摩擦，电火花计时器对纸带的阻力较小，故选用电磁打点计时器误差大些，D 错误．]3．CD4．(1)C (2)>解析 (1)本实验需要验证mgh 与12mv 2的关系，所以不需要测量重物质量m ，C 正确．(2)重物在下落过程中克服阻力做功，使减小的重力势能不能完全转化为动能，所以mgh>12mv 2.5．(1)AD (2)见解析解析 (1)需要米尺来测量两点之间的距离，电磁打点计时器需用交流电源，故选A 、D . (2)①纸带与电磁打点计时器之间存在摩擦阻力；②测量两点之间距离时的读数有误差；③计算势能变化时，选取的两点距离过近；④交变电流频率不稳定．(选取两个原因即可)6．BCD [步骤B 错，应该接到电源的交流输出端；步骤C 不必要，因为根据测量原理，重物的动能和势能表达式中都包含了质量m ，可以约去，所以不必测量重物的质量；步骤D 错，应先接通电源，待打点计时器工作稳定后再释放纸带．]7．(1)小球直径D 、两光电门间的竖直高度H 、小球通过上下两光电门的时间Δt 1、Δt 2 (2)D 2Δt 22－D 2Δt 21＝2gH。

第4节电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律1．电源是将其他形式的能转化为电势能的装置，反映电源把其他形式的能转化为电势能的特性的物理量是__________，它等于电源未接入电路时两极间的电势差．2．闭合电路的电流跟电源的电动势成________，跟内、外电路的电阻之和成________，表达式为__________，适用于外电路为________的电路．3．路端电压是指外电路两端的电压，即电源的输出电压U＝E－Ir.(1)当外电阻R增大时，I________，内电压________，路端电压U增大．当外电路断开时，I＝________，U＝________.(2)当外电阻R减小时，I________，内电压________，路端电压U减小．当电源两端短路时，外电阻R＝0，I＝____________________________.4．由U外＝E－Ir可知，U外­I图象是一条斜向下的直线，直线斜率的绝对值等于____________，直线在纵轴上的截距表示________，直线在横轴上的截距表示____________________________________．5．有两个一样的电阻R，串联起来接在电动势为E的电源上，通过每个电阻的电流为I，假设将这两个电阻并联起来，仍接在该电源上，此时通过一个电阻R的电流为2I/3，如此该电源的内阻是( )A．R B．R/2 C．4R D．R/86．一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA.假设将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路，如此它的路端电压是( ) A．0.10 V B．0.20 VC．0.30 V D．0.40 V【概念规律练】知识点一闭合电路欧姆定律1. 如图1所示，当开关S断开时，电压表示数为3 V，当开关S闭合时，电压表示数为1.8 V，如此外电阻R与电源内阻r之比为( )图1A．5∶3 B．3∶5C．2∶3 D．3∶22. 如图2所示，电源电动势E＝30 V，内阻r＝1 Ω，灯泡上标有“6 V12 W〞字样，直流电动机线圈电阻R＝2 Ω，假设灯泡恰好能正常发光，求电动机输出的机械功率．图2知识点二路端电压与负载的关系3．假设E表示电动势，U表示外电压，U′表示内电压，R表示外电路的总电阻，r表示内电阻，I表示电流，如此如下各式中正确的答案是( )A．U′＝IR B．U′＝E－UC．U＝E＋Ir D．U＝RR＋r·E4．如图3所示为两个独立电路A和B的路端电压与其总电流I的关系图线，如此( )图3A．路端电压都为U1时，它们的外电阻相等B．电流都是I1时，两电源内电压相等C．电路A的电动势大于电路B的电动势D．A中电源的内阻大于B中电源的内阻【方法技巧练】一、闭合电路动态问题的分析方法5．如图4所示的电路中，在滑动变阻器的滑片P向上端a滑动过程中，两表的示数情况为( )图4A．电压表示数增大，电流表示数减小B．电压表示数减小，电流表示数增大C．两电表示数都增大D．两电表示数都减小6．在如图5所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r，设电流表○A 的读数为I，电压表○V 的读数为U，当R5的滑动触点向图中a端移动时( )图5A．I变大，U变小 B．I变大，U变大C．I变小，U变大 D．I变小，U变小二、闭合电路欧姆定律的应用7．如图6所示的电路，电源电动势E＝36 V，内电阻r＝2 Ω，R1＝20 Ω，每盏灯额定功率都是2 W，额定电压也一样．当S闭合，调到R2＝14 Ω时，两灯都正常发光；当S 断开后要使L2仍正常发光，求R2应调到何值？图61．在闭合电路中，如下表示正确的答案是( )A．闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比B．当外电路断开时，路端电压等于零C．当外电路短路时，电路中的电流无穷大D．当外电阻增大时，路端电压也增大2．在已接电源的闭合电路里，关于电源的电动势、内电压、外电压的关系如下说法正确的答案是( )A．假设外电压增大，如此内电压增大，电源电动势也会随之增大B．假设外电压减小，内电阻不变，内电压也就不变，电源电动势必然减小C．假设外电压不变，如此内电压减小，电源电动势也会随内电压减小D．假设外电压增大，如此内电压减小，电源的电动势始终等于二者之和3. 如图7所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U—I图象，如此如下说法中正确的答案是( )图7A．电动势E1＝E2，短路电流I1>I2B．电动势E1＝E2，内阻r1>r2C．电动势E1>E2，内阻r1<r2D．当两电源的工作电流变化量一样时，电源2的路端电压变化较大4. 如图8所示是一实验电路图．在滑动触头由a端滑向b端的过程中，如下表述正确的答案是( )图8A．路端电压变小B．电流表的示数变大C．电源内阻消耗的功率变小D．电路的总电阻变大5．在如图9所示电路中，当变阻器的滑动头P由a向b端移动时( )图9A．电压表示数变大，电流表示数变小B．电压表示数变小，电流表示数变大C．电压表示数变大，电流表示数变大D．电压表示数变小，电流表示数变小6．在图10所示的电路中，电源的内阻不能忽略．定值电阻R1＝10 Ω，R2＝8 Ω.当单刀双掷开关S置于位置1时，电压表读数为2 V．如此当开关S置于位置2时，电压表读数的可能值为( )图10A．2.2 V B．1.9 V C．1.6 V D．1.3 V7. 如图11所示的电路中，灯泡A、灯泡B原来都是正常发光的．现在突然灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，如此电路中出现的故障可能是( )图11A．R1短路 B．R2断路C．R3断路 D．R1、R2同时短路8．如图12所示，用电池对电容器充电，电路a、b之间接有一灵敏电流表，两极板之间有一个电荷q处于静止状态．现将两极板的间距变大，如此( )图12A．电荷将向上加速运动B．电荷将向下加速运动C．电流表中将有从a到b的电流D．电流表中将有从b到a的电流9．如图13所示，电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接．只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作．如果再合上S2，如此如下表述正确的答案是( )图13A．电源输出功率减小B．L1上消耗的功率增大C．通过R1上的电流增大D．通过R3上的电流增大10．用如图14甲所示的电路测定电池的电动势和内阻，根据测得的数据作出了如图乙所示的U—I图像，由图像可知( )图14A．电池电动势为1.40 VB．电池内阻值为3.50 ΩC．外电路短路时的电流为0.40 AD．电压表示数为1.20 V时，电流表的示数I′约为0.20 A题 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答 案光，当开关S 接b 点时，通过电阻R 的电流为1 A ，这时电阻R 两端的电压为4 V ．求：图15(1)电阻R 的值；(2)电源的电动势和内阻．12．如图16所示电路中，E ＝10 V ，R 1＝4 Ω，R 2＝6 Ω，C ＝30 μF，电池内阻不计，求：图16(1)闭合开关S ，稳定后通过R 1的电流；(2)然后将开关S 断开，这以后流过R 1的总电荷量．第4节 电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律答案课前预习练1．电动势2．正比 反比 I ＝ER ＋r 纯电阻3．(1)减小 减小 0 E (2)增大 增大 E r4．电源内阻 电动势 短路电流I ＝Er5．C [由闭合电路欧姆定律得，两电阻串联时I ＝E 2R ＋r ，两电阻并联时23I ＝12·E R 2＋r ， 解得r ＝4R ，应当选C.]6．D [由条件得：E ＝800 mV.又因I 短＝E r ，所以r ＝E I 短＝80040Ω＝20 Ω. 所以U ＝IR ＝E R ＋r R ＝80020＋20×20 mV＝400 mV ＝0.40 V ，选项D 正确．]课堂探究练1．D [S 断开时，电压表的示数等于电源的电动势，即：E ＝3 V ．S 闭合时，U 外＝1.8 V ，所以U 内＝E －U 外＝1.2 V ．因U 外＝IR ，U 内＝Ir ，所以R ∶r ＝U 外∶U 内＝1.8∶1.2＝3∶2.]2．36 W解析 因灯泡正常发光，所以I ＝P U ＝126A ＝2 A U 内＝Ir ＝2×1 V＝2 V所以电动机电压为U M ＝E －U 内－U ＝30 V －2 V －6 V ＝22 V电动机输出的机械功率为P 机＝U M I －I 2R ＝22×2 W－22×2 W ＝36 W.3．BD4．ACD [在路端电压与总电流的关系图线(U —I )中，图线在U 轴上的截距表示电动势E ，图线斜率的绝对值表示电源的内阻，可见E A >E B ，r A >r B .图中两直线的交点坐标为(I 1、U 1)，由R ＝U I 可知，路端电压都为U 1时，它们的外电阻相等．由U ′＝Ir 可知，电流都是I 1时，因r 不相等，故两电源内电压不相等．所以选项A 、C 、D 正确．]5．A6．D [此题考查闭合电路的动态分析．当R 5的滑动触点向图中a 端移动时，R 5接入电路的电阻变小，外电路的总电阻就变小，总电流变大，路端电压变小即电压表○V 的读数U 变小；由于总电流变大，使得R 1、R 3两端电压都变大，而路端电压又变小，因此，R 2和R 4串联两端电压变小，如此电流表○A 的读数I 变小，应当选D.]方法总结 闭合电路的动态分析是一类非常典型的题目类型，解决这类问题的关键是抓住电源的E 、r 不变，思路是外电路电阻变化，引起全电路中电流的变化，根据闭合电路欧姆定律公式I ＝ER ＋r ，以与E ＝U 外＋U 内＝IR ＋Ir 进展正确推理，从而判定路端电压U 外和内电压U 内的变化．然后再应用串、并联电路的特点判断外电路的电流或某个电阻的变化情况，即应用“局部——整体——局部〞这样的顺序分析．7．50 Ω [设所求阻值为R 2′，当灯L 1和L 2正常发光时，加在灯两端电压为额定电压U L .当S 闭合时，E 1＝U L ＋I 1(R 1＋r ＋R 2)，当S 断开时，E 2＝U L ＋I 2(R 1＋r ＋R 2′)，又因为E 1＝E 2＝E ，I 1＝2I 2＝2I (I 为额定电流)，得I (R 1＋r ＋2R 2－R 2′)＝0，但I ≠0，所以R 1＋r ＋2R 2＝R 2′，即R 2′＝20 Ω＋2 Ω＋2×14 Ω＝50 Ω.]方法总结 闭合电路欧姆定律的三种表达形式最根本的原理是电动势等于内、外电路电压的和，因此解题时只需分析内、外电路的电压，然后列式求解．课后巩固练1．AD 2.D3．AD [由图象可知两电源的U —I 图线交纵轴于一点，如此说明两电源的电动势一样；交横轴于两不同的点，很容易判断电源1的短路电流大于电源2的短路电流，如此A 项正确．又由两图线的倾斜程度可知图线2的斜率的绝对值大于图线1的斜率的绝对值，即电源2的内阻大于电源1的内阻，如此可知B 、C 项错误．由图象可判断当两电源的工作电流变化量一样时，电源2的路端电压的变化量大于电源1的路端电压的变化量，可知D 项正确．]4．A [滑动触头由a 端滑向b 端的过程中，R 1值减小，因此总电阻变小，D 错误；干路电流变大，路端电压变小，A 正确；内阻消耗的功率变大，C 错误；定值电阻R 3两端的电压变小，电流表示数变小，B 错误．]5．B 6.B 7.C 8.BD9．C [合上S 2之前，R 3与L 3串联后与L 1、L 2并联，最后与R 1串联．合上S 2之后，在并联电路局部又增加了一个并联的支路，电路的总阻值减小，电路的总电流也即流过R 1的电流增大，C 正确．因电源的内阻不计，如此电源的输出功率P ＝IE 增大，A 错误．通过R 1中的电流增大时R 1两端电压升高，如此并联电路局部的两端电压降低，L 1消耗的功率降低，通过R 3与L 3的电流减小，B 、D 均错误．]10．AD [图像与纵坐标轴的交点为电池的电动势E ＝1.40 V ；电池的内阻r ＝ΔU ΔI＝1.40－1.000.40 Ω＝1 Ω；根据E ＝U ＋I ′r ，代入数据得I ′＝E －U r ＝1.40－1.201A ＝0.20 A ，故A 、D 正确．]11．(1)4 Ω (2)6 V 2 Ω解析 (1)电阻R 的值为R ＝U 2I 2＝41Ω＝4 Ω. (2)当开关接a 时，有E ＝U 1＋I 1r ，又U 1＝5 V ，I 1＝P 1U 1＝2.55A ＝0.5 A. 当开关接b 时，有E ＝U 2＋I 2r ，又U 2＝4 V ，I 2＝1 A ，联立解得E ＝6 V ，r ＝2 Ω.12．(1)1 A (2)1.2×10－4 C解析 (1)闭合S 时：I ＝E R 1＋R 2＝104＋6A ＝1 A (2)设S 闭合与断开时C 的电荷量分别为Q 1、Q 2，如此：Q 1＝CIR 2Q 2＝CE所以，断开S 后，流过R 1的电荷量为：ΔQ ＝Q 2－Q 1＝30×10－6×(10－6) C ＝1.2×10－4 C。

第二单元生产、劳动与经营第四课生产与经济制度第1课时发展生产满足消费一、生产与消费1．生产决定消费具体包括生产决定消费的________，决定消费的________，决定消费的质量和水平，为消费创造________。

人类消费所需要的一切商品和服务都靠生产创造出来，________________________是人类社会赖以存在和发展的基础。

2．消费对生产具有重要的反作用消费是生产的________；消费所形成的新的需要，对生产的调整和升级起着导向作用；消费是生产的动力；消费为生产创造出新的____________。

3．社会再生产社会再生产过程包括________、________、________、__________这样相互联系的四个环节。

其中，直接生产过程是起________作用的环节；________和________是连接生产与消费的桥梁和纽带，对生产和消费有着重要的影响；________是物质资料生产总过程的最终目的和动力。

***消费对生产的反作用再大也不能说是决定作用；消费对生产具有反作用是坚持扩大内需战略方针的理论依据。

***二、大力发展生产力1．原因(1)从理论上看，是因为物质资料的生产是人类社会赖以存在和发展的基础。

(2)从现实上看，是由社会主义的________、社会主义初级阶段的________________决定的。

(3)从意义上看，只有大力发展生产力，才能为巩固社会主义制度建立雄厚的____________基础；才能摆脱经济文化落后状态，缩小历史遗留下来的与发达国家的差距，赶上以至超过发达国家，充分显示________________________；才能不断增强____________，提高我国的国际地位。

2．措施(1)要牢牢扭住____________这个中心，坚持聚精会神搞建设，一心一意谋发展，不断解放和发展生产力。

(2)必经通过改革，调整生产关系中与________不相适应的部分，调整上层建筑中与____________不相适应的部分。

学案11能源的开发与利用[目标定位]1.了解各种不同形式的能，知道能量守恒定律确立的两类重要事实.2.理解能量守恒定律，会用能量守恒的观点分析解释一些实际问题.3.了解能源的开发和利用，知道能源短缺和环境恶化问题，增强节约能源和保护环境的意识.一、能量守恒定律[问题设计]1.在验证机械能守恒定律的实验中，重物带着纸带下落时，计算结果发现，减少的重力势能的值大于增加的动能的值，即机械能的总量在减少.这部分能量消失了吗？答案不是.它转化成了机械能以外的其他形式的能量，除重力或弹力做功外，其他任何力对物体做功使物体的机械能增加或减少的过程，实质上都是其他形式的能与机械能相互转化的过程，在转化的过程中，能的总量是不变的.这是大自然的一条普遍规律，而机械能守恒定律只是这一条普遍规律的一种特殊情况.2.请说明下列现象中能量是如何转化的？(1)植物进行光合作用.(2)放在火炉旁的冰融化变热.(3)电流通过灯泡，灯泡发光.答案(1)光能转化为化学能.(2)内能由火炉转移到冰.(3)电能转化为光能.[要点提炼]1.内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，其总量保持不变.2.能量守恒定律的理解某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等.某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等.3.能量守恒定律的表达式(1)从不同状态看，E初＝E终.(2)从能的转化角度看，ΔE增＝ΔE减.(3)从能的转移角度看，ΔE A增＝ΔE B减.二、能源的利用和新能源的开发1.人类对能源的利用大致经历了三个时期，即柴草时期、煤炭时期、石油时期.自工业革命以来，煤和石油成为人类的主要能源.2.能源利用方式的改进极大地提高了劳动生产率，给人类的生活带来了极大的改善，煤炭的利用和蒸汽机的诞生引起了工业革命.但能源的大量使用引起了环境问题.3.新能源的开发(1)在合理开发和节约使用煤、石油、天然气等常规能源的同时，要大力开发核聚变能、太阳能、风能、地热能、海洋能等新能源.(2)正在开发的新能源有风能、海洋能、太阳能、地热能、氢能、生物质能及核聚变能等.(3)新能源的优点：新能源多为可再生能源，且污染较小.三、对功能关系的理解1.功和能的关系可以从以下两个方面来理解：(1)不同形式的能量之间的转化通过做功来实现，即做功的过程就是能量转化的过程；(2)做了多少功就有多少能量从一种形式转化为另一种形式，即能量转化的多少可用做功的多少来量度.2.常用的几种功能关系一、对能量守恒定律的理解例1 下列关于能量守恒定律的认识正确的是( ) A.某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加 B.某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加C.不需要任何外界的动力而持续对外做功的机械——永动机不可能制成D.石子从空中落下，最后静止在地面上，说明机械能消失了解析 根据能量守恒定律可知，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失.能量只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，A 、B 对，D 错.永动机违背了能量守恒定律，故它不可能制造出来，C 对. 答案 ABC二、能量守恒定律的应用例2 如图1所示，一个粗细均匀的U 形管内装有同种液体，液体质量为m .在管口右端用盖板A 密闭，两边液面高度差为h ，U 形管内液体的总长度为4h ，拿去盖板，液体开始运动，由于管壁的阻力作用，最终管内液体停止运动，则该过程中产生的内能为( )图1A.116mgh B.18mgh C.14mgh D.12mgh 解析 去掉右侧盖板之后，液体向左侧流动，最终两侧液面相平，液体的重力势能减少，减少的重力势能转化为内能.如图所示，最终状态可等效为右侧12h 的液柱移到左侧管中，即增加的内能等于该液柱减少的重力势能，则Q ＝18mg ·12h ＝116mgh ，故A 正确.答案 A例3 如图2所示，在光滑的水平面上，有一质量为M 的长木块以一定的初速度向右匀速运动，将质量为m 的小铁块无初速度地轻放到长木块右端，小铁块与长木块间的动摩擦因数为μ，当小铁块在长木块上相对长木块滑动L 时与长木块保持相对静止，此时长木块对地的位移为l ，求这个过程中图2(1)系统产生的热量；(2)小铁块增加的动能；(3)长木块减少的动能；(4)系统机械能的减少量. 解析 画出这一过程两物体位移示意图，如图所示.(1)m 、M 间相对滑动的位移为L ，根据能量守恒定律，有Q ＝μmgL ，即摩擦力对系统做的总功等于系统产生的热量.(2)根据动能定理有μmg (l －L )＝12m v 2－0，其中(l －L )为小铁块相对地面的位移，从上式可看出ΔE k m ＝μmg (l －L )，说明摩擦力对小铁块做的正功等于小铁块动能的增加量.(3)摩擦力对长木块做负功，根据功能关系，得ΔE k M ＝－μmgl ，即长木块减少的动能等于长木块克服摩擦力做的功μmgl .(4)系统机械能的减少量等于系统克服摩擦力做的功ΔE ＝μmgL . 答案 (1)μmgL (2)μmg (l －L ) (3)μmgl (4)μmgL 三、对功能关系的理解例4 升降机底板上放一质量为100 kg 的物体，物体随升降机由静止开始竖直向上移动5 m 时速度达到4 m /s ，则此过程中(g 取10 m/s 2)( ) A.升降机对物体做功5 800 J B.合外力对物体做功5 800 J C.物体的重力势能增加5 000 J D.物体的机械能增加800 J解析 根据动能定理得：W 升－mgh ＝12m v 2，可解得W 升＝5 800 J ，A 正确；合外力做功为12m v 2＝12×100×42 J ＝800 J ，B 错误；物体重力势能增加mgh ＝100×10×5 J ＝5 000 J ，C 正确；物体机械能增加量等于支持力做的功ΔE ＝Fh ＝W 升＝5 800 J ，D 错误.答案 AC针对训练 质量为m 的物体以加速度a ＝34g ，匀加速下落h ，g 为重力加速度，则( )A.物体重力势能减小34mghB.物体重力势能减小mghC.物体动能增加34mghD.物体机械能减小14mgh答案 BCD解析 重力势能减少量等于重力做的功，所以ΔE p 减＝mgh ，故A 错，B 对；物体动能增量ΔE k 等于合力的功，故ΔE k ＝mah ＝34mgh ，C 对；物体机械能的减少量等于克服阻力做的功.由牛顿第二定律知mg －f ＝ma 所以f ＝14mg所以机械能减少量，ΔE 机减＝fh ＝14mgh ，D 对.1.能量守恒定律的表达式E 初＝E 终或ΔE 增＝ΔE 减或ΔE A 增＝ΔE B 减. 2.能源的利用和新能源的开发 3.功能关系的理解 (1)功是能量转化的量度. (2)常用的几种功能关系.1.(对能量守恒定律的理解)利用能源的过程实质上是( ) A.能量的消失过程 B.能量的创造过程 C.能量不守恒的过程D.能量转化或转移并且耗散的过程 答案 D解析 利用能源的过程实质上是能量转化或转移的过程，在能源的利用过程中能量是耗散的，A、B、C错误，D正确.2.(能量守恒定律的应用)一颗子弹以某一速度击中静止在光滑水平面上的木块，并从中穿出，对于这一过程，下列说法正确的是()A.子弹减少的机械能等于木块增加的机械能B.子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于系统产生的热量C.子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和D.子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块和子弹增加的内能之和答案BD3.(对功能关系的理解)一质量为1 kg的物体被人用手以2 m/s 的速度竖直向上匀速提升1 m，则下列说法正确的是(g取10 N/kg)()A.物体上升过程中机械能守恒B.物体的机械能增加10 JC.合外力对物体做功2 JD.物体克服重力做功2 J答案 B解析物体匀速上升，动能不变，重力势能增加，机械能增加，A错；由力的平衡条件可知手对物体的力的大小等于物体的重力10 N，故人手对物体做功10 J，机械能增加10 J，B对；合外力做功为零，C错；重力做功为－10 J，即物体克服重力做功10 J，D错.4.(功能关系的应用)电动机带动水平传送带以速度v匀速传动，一质量为m的小木块由静止轻放在传送带上，如图3所示.若小木块与传送带之间的动摩擦因数为μ，传送带足够长，当小木块与传送带相对静止时.求：图3(1)小木块的位移；(2)传送带转过的路程；(3)小木块获得的动能；(4)摩擦过程中产生的内能；(5)因传动小木块电动机多消耗的电能.答案(1)v22μg(2)v2μg(3)12m v2(4)12m v2(5)m v2解析(1)由牛顿第二定律：μmg＝ma，得a＝μg由公式v ＝at 得t ＝v μg ，小木块的位移x 1＝v 2t ＝v 22μg(2)传送带始终匀速运动，路程x 2＝v t ＝v 2μg(3)小木块获得的动能E k ＝12m v 2(4)小木块在和传送带达到共同速度的过程中，相对传送带移动的距离 x 相对＝x 2－x 1＝v 22μg ，产生的内能Q ＝μmg ·x 相对＝12m v 2(5)根据能量守恒定律电动机多消耗电能 ΔE ＝Q ＋E k ＝m v 2.题组一 对能量守恒定律的理解1.市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子(如图1所示).在阳光的照射下，小电扇快速转动，能给炎热的夏季带来一丝凉爽.该装置的能量转化情况是( )图1A.太阳能→电能→机械能B.太阳能→机械能→电能C.电能→太阳能→机械能D.机械能→太阳能→电能 答案 A解析 电池板中太阳能转化为电能，小电动机中电能转化为机械能.2.行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的光；降落伞在空中匀速下降.上述不同现象中所包含的相同的物理过程是( ) A.物体克服阻力做功B.物体的动能转化为其他形式的能量C.物体的势能转化为其他形式的能量D.物体的机械能转化为其他形式的能量 答案 AD解析三个现象中物体运动过程中都受到阻力，汽车主要受到制动阻力，流星、降落伞受到空气阻力，因而物体都克服阻力做功，A对；三个物体运动过程中，汽车是动能转化成了内能，流星、降落伞是重力势能转化成其他形式的能，总之是机械能转化为其他形式的能，D 对.3.自由摆动的秋千摆动的幅度越来越小，下列说法中正确的是()A.机械能守恒B.能量正在消失C.只有动能和重力势能的相互转化D.减少的机械能转化为内能，但总能量守恒答案 D解析在秋千摆动的过程中，由于阻力的存在，需要克服阻力做功，机械能会减少，但能量并没有消失，减少的机械能转化为内能，总能量保持不变.4.在最近几年的空调市场上出现一个新宠——变频空调，据专家介绍变频空调比定频的要节能，因为定频空调开机时就等同于汽车启动时，很耗能，是正常运行的5～7倍.空调在工作时达到设定温度就停机，等温度高了再继续启动.这样的频繁启动，耗电多，而变频空调启动时有一个由低到高的过程，而运行过程是自动变速来保持室内温度，从开机到关机中间不停机，而是达到设定温度后就降到最小功率运行，所以比较省电.阅读上述介绍后，探究以下说法中合理的是()A.变频空调节能，运行中不遵守能量守恒定律B.变频空调运行中做功少，转化能量多C.变频空调在同样工作条件下运行效率高，省电D.变频空调与定频空调做同样功时，消耗同样电能答案CD解析自然界的一切过程都遵守能量守恒定律，A错.功是能量转化的量度，做同样功，消耗同样电能，B错，D对.由变频空调的工作特点可知省电的原理是效率高，C对.5.关于能源的开发和节约，你认为以下观点错误．．的是()A.能源是有限的，无节制地利用常规能源，如石油之类，是一种盲目的短期行为B.根据能量守恒定律，担心能源枯竭实在是一种杞人忧天的表现C.能源的开发利用，必须要同时考虑对环境的影响D.和平利用核能是目前开发新能源的一项有效途径答案 B解析 虽然能量守恒，但由于能量耗散现象的存在，可利用能源仍存在减少问题，故要节约能源和开发新能源.题组二 对功能关系的理解6.将质量为m 的小球在距地面高度为h 处抛出.抛出时的速度大小为v 0，小球落到地面时的速度大小为2v 0.若小球受到的空气阻力不能忽略，则对于小球下落的整个过程中，下列说法正确的是( )A.小球克服空气阻力做的功小于mghB.重力对小球做的功等于mghC.合外力对小球做的功小于m v 20D.合外力对小球做的功等于m v 20答案 AB解析 由题意可知，小球落地时的速度比抛出时大，即从抛出到落地的过程中，动能变大了.根据动能定理W 合＝ΔE k ，则W 合>0，即重力所做的功大于阻力所做的功.而这个过程中重力对小球做的功为W G ＝mgh ，所以A 、B 正确.从抛出到落地的过程中，合外力做的功等于小球动能的变化量，即W 合＝12m (2v 0)2－12m v 20＝32m v 20>m v 20，故C 、D 均错. 7.悬崖跳水是一项极具挑战性的极限运动，需要运动员具有非凡的胆量和过硬的技术.跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设质量为m 的运动员刚入水时的速度为v ，水对他的阻力大小恒为F ，那么在他减速下降深度为h 的过程中，下列说法正确的是(g 为当地的重力加速度)( ) A.他的动能减少了(F －mg )h B.他的重力势能减少了mgh －12m v 2C.他的机械能减少了FhD.他的机械能减少了mgh 答案 AC解析 在进入水中的过程中，由动能定理，mgh －Fh ＝E k ′－E k ，所以动能的减少量为E k －E k ′＝(F －mg )h ，故A 正确；重力势能的减少量等于重力所做的功，即mgh ，故B 错误；克服阻力所做的功等于机械能的减少量，即等于Fh ，故C 正确，D 错误.8.节日燃放礼花弹时，要先将礼花弹放入一个竖直的炮筒中，然后点燃礼花弹的发射部分，通过火药剧烈燃烧产生的高压燃气，将礼花弹由炮筒底部射向空中，若礼花弹在由炮筒底部击发至炮筒口的过程中，克服重力做功W 1，克服炮筒阻力及空气阻力做功W 2，高压燃气对礼花弹做功W 3，则礼花弹在炮筒内运动的过程中(设礼花弹发射过程中质量不变)( ) A.礼花弹的动能变化量为W 3＋W 2＋W 1 B.礼花弹的动能变化量为W 3－W 2－W 1 C.礼花弹的机械能变化量为W 3－W 1 D.礼花弹的机械能变化量为W 3－W 2－W 1 答案 B解析 A 、B 项，礼花弹在炮筒内运动的过程中，重力、炮筒阻力及空气阻力、高压燃气对礼花弹做功，三个力做的功的和为W 3－W 2－W 1，故A 错误，B 正确；C 、D 项除重力外其余力做的功是机械能变化的量度，故高压燃气做的功和空气阻力和炮筒阻力做的功之和等于机械能的变化量，即机械能的变化量为W 3－W 2，故C 、D 错误.9.2012年9月16日，首届矮寨国际低空跳伞节在湖南吉首市矮寨大桥拉开帷幕.来自全球17个国家的42名跳伞运动员在矮寨大桥上奉献了一场惊险刺激的低空跳伞极限运动表演.他们从离地350米高的桥面一跃而下，实现了自然奇观与极限运动的完美结合.如图2所示，假设质量为m 的跳伞运动员，由静止开始下落，在打开伞之前受恒定阻力作用，下落的加速度为45g ，在运动员下落h 的过程中，下列说法正确的是( )图2A.运动员的重力势能减少了mghB.运动员的动能增加了45mghC.运动员克服阻力所做的功为45mghD.运动员的机械能减少了45mgh答案 AB题组三 能量守恒定律的应用10.一质量为2 kg 的物块从离地80 m 高处自由落下，测得落地速度为30 m /s ，求下落过程中产生的内能.(g 取 10 m/s 2)答案 700 J解析 这里，内能显然无法直接计算，但是下落过程中减少的机械能转化成了内能. 根据能量守恒，产生的内能为E ＝mgh －12m v 2＝(2×10×80－12×2×302) J ＝700 J. 11.如图3所示，滑块从A 点由静止开始沿曲面下滑，过O 点后滑上右边曲面B 点时的速度恰好等于零，O 点附近光滑，滑块经过O 点不发生碰撞.若滑块从B 点以某一速度v 沿原路径往回滑，到达A 点时的速度也恰好为零，求A 、B 两点间的高度差.(假设滑块从A 到B 与从B 到A 因摩擦而产生的内能相同)图3答案 v 24g解析 滑块从A 到B ，由能量守恒定律得mg Δh ＝E 内.滑块从B 到A ，由能量守恒定律得12m v 2＝mg Δh ＋E 内. 联立以上两式解得Δh ＝v 24g. 12.如图4所示，皮带的速度是3 m/s ，两圆心距离s ＝4.5 m ，现将m ＝1 kg 的小物体轻放在左轮正上方的皮带上，物体与皮带间的动摩擦因数μ＝0.15，电动机带动皮带将物体从左轮运送到右轮正上方时，求：图4(1)小物体获得的动能E k ；(2)这一过程摩擦产生的热量Q ；(3)这一过程电动机消耗的电能E 是多少？(g ＝10 m/s 2) 答案 (1)4.5 J (2)4.5 J (3)9 J解析 (1)μmgs ′＝12m v 2 所以s ′＝3 m<4.5 m ，即物体可与皮带达到共同速度，E k ＝12m v 2＝12×1×32 J ＝4.5 J. (2)μmg ＝ma a ＝1.5 m/s 2 v ＝at t ＝2 sQ ＝μmg (v t －s ′)＝0.15×1×10×(6－3) J ＝4.5 J(3)E 电＝E k ＋Q ＝4.5 J ＋4.5 J ＝9 J.。

第四章牛顿运动定律第1节牛顿第一定律1．在研究物体运动原因的过程中，亚里士多德的结论是：必须______________上，物体才能运动；__________________，物体就要静止，即力是________物体运动的原因．2．伽利略的理想实验(1)伽利略注意到，当一个球沿斜面向下运动时，它的速度________，而向上运动时，它的速度______，他由此猜想当球沿水平面运动时，它的速度应该是__________，实际上球运动的越来越慢，伽利略认为是由于__________的缘故．他推断，若没有__________，球将永远运动下去．(2)伽利略通过研究理想斜面实验，得出的结论是：力不是________________的原因，而恰恰是____________的原因．(3)笛卡儿补充和完善了伽利略的观点，明确指出：除非________________，物体将永远保持其________或__________，永远不会使自己________运动，而保持在________上运动．3．一切物体总保持______________状态或________状态，直到________迫使它改变这种状态为止．4．物体保持原来的________________状态或__________状态的性质，叫惯性．一切物体都有惯性，________是物体惯性大小的唯一量度，______大，惯性大．5．关于惯性，下列说法正确的是()A．只有静止或匀速直线运动的物体才有惯性B．惯性的大小与物体的受力情况无关C．质量是物体惯性大小的唯一量度D．物体的惯性大小与其速度大小无关6．下列说法正确的是()A．运动越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性越大B．小球在做自由落体运动时，惯性不存在了C．把一个物体竖直向上抛出后，能继续上升，是因为物体仍受到一个向上的推力D．物体的惯性仅与质量有关，质量大的惯性大，质量小的惯性小7．乘坐汽车时，如果汽车突然启动，乘客会往后倒；如果汽车遇到紧急情况急刹车，乘客会向前倾；如果汽车在弯道上转弯，乘客会向外倾斜．这些都是乘客不自觉地发生的现象，如图1所示．乘客坐在汽车中发生这些现象的原因是什么？图1【概念规律练】知识点一伽利略的理想实验1．如图2所示，伽利略的理想实验是将可靠的事实和理论思维结合起来，能更深刻地反映自然规律，伽利略的斜面实验程序如下：图2(1)减小第二个斜面的倾角，小球在斜面上仍然要达到原来的高度．(2)两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面．(3)如果没有摩擦，小球将上升到释放时的高度．(4)继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球沿水平面做持续的匀速运动．请按程序先后次序排列，并指出它究竟属于可靠的事实还是通过思维过程得到的推论，下列选项正确的是(数字表示上述程序号码)()A．事实(2)→事实(1)→推论(3)→推论(4)B．事实(2)→推论(1)→事实(3)→推论(4)C．事实(2)→推论(3)→推论(1)→推论(4)D．事实(2)→事实(3)→推论(1)→推论(4)2．伽利略的理想实验证明了()A．要物体运动必须有力的作用，没有力的作用物体将要静止B．要物体静止必须有力的作用，没有力的作用物体就运动C．物体不受力作用时，一定处于静止状态D．物体不受力作用时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态知识点二惯性的概念3．关于物体的惯性以下说法中正确的是()A．物体的运动速度越大，物体越难停下来，说明运动速度大的物体惯性大B．汽车突然减速时，车上的人向前倾，拐弯时人会往外甩，而汽车匀速前进时，车上的人感觉平稳，说明突然减速和转弯时有惯性，匀速运动时没有惯性C．在同样大小的力作用下，运动状态越难改变的物体，其惯性一定越大D．在长直水平轨道上匀速运动的火车上，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起后，发现落回原处，这是因为人跳起后，车继续向前运动，人落下后必定向后偏些，但因时间太短，偏后距离太小，不明显而已4．关于物体的惯性，下列说法中正确的是()A．运动速度大的物体不能很快地停下来，是因为物体的速度越大，惯性也越大B．静止的火车启动时，速度变化慢，是因为静止的物体惯性大的缘故C．乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球的惯性小D．在宇宙飞船中的物体不存在惯性知识点三牛顿第一定律5．下列关于牛顿第一定律的说法中正确的是()A．牛顿第一定律是实验定律B．牛顿第一定律只是提出了惯性的概念C．牛顿第一定律提出了当物体受到的合外力为零时，物体将处于静止状态D．牛顿第一定律既提出了物体不受外力作用时的运动规律，又提出了力是改变物体运动状态的原因6．下列说法正确的是()A．牛顿第一定律是科学家凭空想象出来的，没有实验依据B．牛顿第一定律无法用实验直接验证，因此是不成立的C．理想实验的思维方法与质点概念的建立一样，都是一种科学抽象的思维方法D．由牛顿第一定律可知，静止的物体一定不受外力作用【方法技巧练】应用牛顿第一定律分析物体的运动7．火车在长直水平轨道上匀速行驶，在门窗紧闭的车厢内，有一个人竖直向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为()A．人跳起时会得到一个向前的冲力，使他随火车一起向前运动B．人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他随火车一起向前运动C．人跳起后，车在继续前进，所以人落下后必定偏向后一些，只是由于时间很短，偏后的距离太小，不明显而已D．人跳起后直到落地，在水平方向上人和车始终具有相同的速度8.图3如图3所示，一个劈形物体A，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水平，在上表面上放一光滑的小球B，劈形物体A从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是() A．沿斜面向下的直线B．竖直向下的直线C．无规则曲线D．抛物线9.图4如图4所示，在一辆表面光滑足够长的小车上，有质量为m1和m2的两个小球(m1>m2)，两小球原来随车一起运动．当车突然停止时，如不考虑其他阻力，则两个小球()A．一定相碰B．一定不相碰C．不一定相碰D．无法确定1．下面的说法中正确的是()A．在水平路面上用力推车，车才前进，人停止推车，车就会逐渐停下来B．力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就不能运动C．地面上滑行的物体会停下来，是由于与地面摩擦的作用D．物体以一定的初速度在不同的水平地面上滑行，摩擦力越小，滑行的距离越大2．下列说法正确的是()A．牛顿第一定律是在伽利略“理想实验”的基础上总结出来的B．不受力作用的物体是不存在的，故牛顿第一定律的建立毫无意义C．牛顿第一定律表明，物体只有在不受外力作用时才具有惯性D．牛顿第一定律表明，物体只有在静止或做匀速直线运动时才具有惯性3．关于力和运动的关系，下列说法正确的是()A．力是物体运动的原因B．力是维持物体运动的原因C．力是改变物体运动状态的原因D．力是改变物体惯性大小的原因4．以下说法中正确的是()A．高速运动的物体不容易停下来，所以物体运动速度越大，惯性越大B．用一相同的水平力分别推放在地面上的两个材料不同的物体，则难以推动的物体惯性大一些C．行驶中的车厢突然刹车，乘客向前倾，这是由于惯性所引起的D．物体不受外力作用时才有惯性5．16世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论，开启了物理学发展的新纪元．在以下说法中，与亚里士多德观点相反的是()A．四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快；这说明，物体受的力越大，速度就越大B．一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来；这说明，静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”C．两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落得较快D．一个物体维持匀速直线运动不需要力6.图5如图5所示，一木块在小车上随小车一起在水平面上向右做匀速运动，已知小车的上表面光滑，在小车遇到一障碍物的瞬间，木块将()A．向前倾倒B．向后倾倒C．仍在车上匀速前进D．无法判断7．如图6所示，列车沿东西方向做直线运动，车里光滑桌面上有一小球，乘客看到小球突然沿桌面向东滚动，则列车可能是()图6A．以很大的速度向西做匀速运动B．向西做减速运动C．向西做加速运动D．向东做减速运动8．甲、乙两个物体，m甲＝5 kg，m乙＝3 kg.速度v甲＝5 m/s，v乙＝8 m/s.关于它们的惯性以下的说法中正确的是()A．甲的速度小，乙的速度大，乙的惯性大B．甲的质量大，乙的质量小，甲的惯性大C．甲的质量和速度的乘积大，乙的质量与速度的乘积小，甲的惯性大题号12345678 答案对于面向火车前进方向的乘客发生下列运动，试说明火车的运动状态发生了怎样的变化？(1)皮球向前运动；(2)皮球向后运动；(3)皮球向右运动；(4)皮球向左运动．10．有一仪器中电路如图7所示，其中M是质量较大的一个钨块，将仪器固定在一辆汽车上，试分析在汽车启动和刹车时，分别是哪个灯亮？简要说出其原理．图7第四章牛顿运动定律第1节牛顿第一定律课前预习练1．有力作用在物体没有力作用维持2．(1)增大减小不增不减摩擦阻力摩擦阻力(2)维持物体运动改变物体速度(3)物体受到外力作用静止运动状态沿曲线直线3．匀速直线运动静止有外力4．匀速直线运动静止质量质量5．BCD6．D[惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，仅由质量决定．一切物体都有惯性，与它的受力情况及运动情况均无关．正确选项为D.]7．是由于惯性的缘故．课堂探究练1．C[小球从对接的两个斜面的一个斜面上滚下，它将滚到另一个斜面上，这可以在实验中做到，所以是事实，即为事实(2)，在实际实验中，永远摆脱不了力的作用，特别是摩擦力，所以既不能达到同样高度，也不能在水平面上永不停止地做匀速直线运动，所以(1)、(3)、(4)都是推论，在实验中，是将第二个斜面的倾角逐渐减小直到水平，所以程序为：事实(2)→推论(3)→推论(1)→推论(4)．]点评本题考查了理想实验这一重要科学方法的应用．在日常生活中直接观察到的现象，需要用科学的方法进行分析、全面地讨论，严密地推理，不断地总结，才能迈入真理的殿堂．2．D3．C[物体的惯性大小由质量唯一确定，与物体的速度无关，A错误；一切物体均有惯性，不论物体处于加速、减速还是匀速状态，B错误；同样大小的力作用于物体，状态越难改变，说明物体保持原来状态的本领越大，惯性也越大，所以C正确；人向上跳起后，人在水平方向不受外力作用，由于惯性，人在水平方向的速度不变，与车速相同，因此仍落在车上原处，D错误．点评一切物体在任何状态下都有惯性，其大小取决于物体的质量，和其他任何因素无关．] 4．C[一切物体都具有惯性，惯性大小只与物体的质量有关．惯性是物体本身的一种属性，与外界因素(受力的大小以及所处的环境)及自身的运动状态无关，故A、D选项错误．静止的火车启动时，速度变化缓慢，是因为火车的质量大，惯性大，而不是因为静止的物体惯性大，B选项错误．乒乓球可以快速抽杀，是因为其质量小，惯性小，在相同的力的作用下，运动状态容易改变，故C选项正确．]5．D[牛顿第一定律不是实验定律，A错；牛顿第一定律提出了惯性的概念，同时又指出了物体运动状态改变的原因，B错；牛顿第一定律提出了物体不受外力作用时，物体将处于静止状态或匀速直线运动状态，所以C错；综上所述，D选项是正确的．]点评(1)牛顿第一定律所描述的是一种理想状态，即物体不受外力时的状态．(2)牛顿第一定律虽然无法由实验直接证实，但可由经过科学推理的理想实验推出．(3)从牛顿第一定律中可知：力是改变物体运动状态的原因，惯性才是维持物体运动状态的原因．6．C7.D8．B[小球原来静止时受重力和支持力作用，其合力为零．当劈形物体由静止释放，A应沿斜面下滑，故B也将运动，运动状态就要发生改变，但由于惯性，小球原来速度为零，没有水平或其他方向上的速度，而小球又光滑，除竖直方向可以有合力外，其他方向上没有合力，加之力是使物体运动状态改变的原因，小球只能在竖直方向上有运动，在碰到斜面之前，运动轨迹应为一条直线，即竖直向下的直线．]9．B[因小车表面光滑，因此球在水平方向上没有受到外力作用．原来两球与小车有相同速度，当车突然停止时，由于惯性，两小球的速度不变，所以一定不会相碰．]课后巩固练1．ACD 2.A 3.C 4.C5．D[亚里士多德认为：物体受的力越大，速度就越大；力是物体运动的原因，静止是物体不受力的自然状态；从同一高度较重的物体下落得较快．物体做匀速直线运动不需要受力与亚里士多德的观点相反，所以本题选D.]6．C[小车与障碍物碰撞瞬间．木块在水平方向不受力，因惯性继续向右做匀速运动．]7．CD[当列车向西加速或向东减速时，小球要保持原来的运动状态，相对桌面向东滚动．] 8．BD9．(1)火车做减速运动(2)火车做加速运动(3)火车向左转弯(4)火车向右转弯10．当汽车启动时，钨块由于惯性，要保持原来的静止状态，因而相对汽车向后运动，将绿灯与电源接通，因而绿灯亮．同理分析，汽车刹车时红灯亮．。

【步步高学案导学设计】20212021学年高中物理第四章第一节功课时作业粤教版必修2第一节功1．一个物体受到______的作用，假如在力的方向上发生了一段________，那个力就对物体做了功．做功的两个不可缺少的因素：______和在力的方向上发生的__________．功的公式：________，功的单位：________，符号是______．功是______(矢、标)量．2．正功和负功：依照W＝Fscos α可知(1)当α＝________时，W＝0.即当力F和位移s________时，力对物体不做功．这种情形，物体在力F的方向上没有发生位移．(2)当________≤α<________时，W>0.即当力F跟位移s的夹角为________(锐、钝)角时，力F对物体做正功，这时力F是________(动、阻)力，因此______(动、阻)力对物体做正功．(3)当________<α≤________时，W<0.即当力F跟位移s的夹角为______(锐、钝)角时，力F对物体做负功，这时力F是______(动、阻)力，因此，______(动、阻)力对物体做负功．一个力对物体做负功，又常说成“物体________那个力做功”(取绝对值)．3．总功的运算：总功的运算有如下方法(1)W合＝________(α为F合与位移s的夹角)．(2)W合＝WF1＋WF2＋…＋WFn(即总功为各个分力所做功的____________)．4．在下面哪些情形下，人对书本的作用力F做了功()A．F竖直向上，书本保持静止B．F竖直向上，人与书本沿水平方向匀速运动C．F沿水平方向，书本保持静止D．F竖直向上，人与书本竖直向上做匀速运动5．足球运动员飞起一脚用60 N的力将足球踢出，足球沿草地运动了40 m后停止运动，关于运动员对足球做功的情形，下列说法正确的是()A．运动员对足球做功2 400 JB．运动员对足球没有做功C．运动员对足球做了功，但无法确定其大小D．以上说法都不对6．(双选)一个力对物体做了负功，则说明()A．那个力一定阻碍物体的运动B．那个力不一定阻碍物体的运动C．那个力与物体运动方向的夹角α>90°D．那个力与物体运动方向的夹角α<90°图17．如图1所示，两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上，使物体运动，物体通过一段位移时，力F1对物体做功4 J，力F2对物体做功3 J，则力F1和F2的合力对物体做功为()A．7 J B．1 JC．5 J D．J【概念规律练】知识点一功的明白得1．下列关于做功的说法中正确的是()A．凡是受力的作用的物体，一定有力对物体做功B．凡是发生了位移的物体，一定有力对物体做功C．只要物体受力的同时又有位移发生，就一定有力对物体做功D．只要物体受力且在力的方向上发生了位移，就一定有力对物体做功2．用水平恒力F作用于质量为M的物体上，使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离s，恒力做功为W1.再用该恒力作用于质量为m(m<M)的物体上，使之在粗糙的水平面上移动同样距离s，恒力做功为W2，则两次恒力做功的关系是()A．W1>W2 B．W1<W2C．W1＝W2 D．无法判定知识点二功的正负3．下列说法中不正确的是()A．功是矢量，正、负表示方向B．功是标量，正、负表示外力对物体做功依旧物体克服外力做功C．力对物体做正功依旧做负功，取决于力和位移的方向关系D．力做功总是在某过程中完成的，因此功是一个过程量知识点三公式W＝Fscos α的应用4．如图2所示，一个人用与水平方向成60°的力F＝40 N拉一木箱，在水平地面上沿直线匀速前进了8 m，则图2(1)拉力F对木箱所做的功是________ J.(2)摩擦力对木箱所做的功是________ J.(3)外力对木箱所做的总功是________ J.5．(双选)如图3所示，图3用恒定的拉力F拉置于光滑水平面上的质量为m的物体，由静止开始运动时刻t，拉力F 斜向上与水平面夹角为θ＝60°.假如要使拉力做的功变为原先的4倍，在其他条件不变 的情形下，能够将( ) A ．拉力变为2F B ．时刻变为4t C ．物体质量变为m2D ．拉力大小不变，但方向改为与水平面平行 【方法技巧练】 一、合力的功的运算 6．如图4所示，图4质量为m 的物体静止在倾角为θ的斜面上，物体与斜面的动摩擦因数为μ.现使斜面水平 向左匀速移动距离s.试求：(1)摩擦力对物体做的功(物体与斜面相对静止)；(2)斜面对物体的弹力做的功；(3)重力对物体做的功；(4)斜面对物体做的功是多少？各力对物体所做的总功是多少？二、变力做功的运算方法7.图5人在A点拉着细绳通过一定滑轮吊起质量m＝50 kg的物体，如图5所示，开始时绳与水平方向夹角为60°，当人匀速拉着重物由A点沿水平方向运动s＝2 m到达B点时绳与水平方向成30°.求人对绳的拉力做了多少功？(g取10 m/s2)1．(双选)如图6所示，图6质量为M的物体，受水平力F的作用，在粗糙的水平面上运动，下列说法中不正确的是()A．假如物体做加速直线运动，F一定对物体做正功B．假如物体做减速直线运动，F一定对物体做负功C．假如物体做匀速直线运动，F一定对物体做正功D．假如物体做减速直线运动，F可能对物体做负功2．人以20 N的水平恒力推着小车在粗糙的水平面上前进了5.0 m，人放手后，小车又前进了2.0 m才停下来，则小车在运动过程中，人的推力所做的功为()A．100 J B．140 JC．60 J D．无法确定3．以一定的速度竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为h，空气的阻力大小恒为F，则从抛出至落回动身点的过程中，空气阻力对小球做的功为()A．0 B．－FhC．－2Fh D．－4Fh4．关于作用力与反作用力做功的关系，下列说法正确的是()A．当作用力做正功时，反作用力一定做负功B．当作用力不做功时，反作用力也不做功C．作用力与反作用力所做的功一定是大小相等D．作用力做正功时，反作用力也能够做正功5．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6.图7如图7所示，物体A、B叠放着，A用绳系在固定的墙上，用力F拉着B右移．用F1、FAB、FBA分别表示绳中拉力、A对B的摩擦力和B对A的摩擦力，则下面叙述中正确的是()A．F做正功，FAB做负功，FBA做正功，F1不做功B．F、FBA做正功，FAB、F1不做功C．F做正功，FAB做负功，FBA和F1不做功D．F做正功，FAB做负功，FBA做正功，F1做负功7.(双选)图8如图8所示，质量为m的滑块放在光滑斜面上，斜面与水平面间的摩擦力不计，当滑块从斜面顶端滑到斜面底端的过程中()A．重力对滑块不做功B．滑块受到斜面的支持力与斜面垂直，因此支持力对滑块不做功C．斜面对滑块的支持力对滑块做负功D．滑块对斜面的压力对斜面做正功图98．新中国成立前后，机械化生产水平较低，人们经常通过“驴拉磨”的方式把粮食颗粒加工成粗面来食用，原理图如图9所示，假设驴拉磨的平均用力大小为500 N，运动的半径为1 m，则驴拉磨转动一周所做的功为()A．0 B．500 J题号 1 2 3 4 5 6 7 8答案动机滑行，v－t图象如图10所示，则在汽车行驶的整个过程中，发动机做功为________；汽车克服摩擦力做功为________．图10图1110．如图11所示，滑轮和绳的质量及摩擦不计，用力F提升原先静止的质量为m＝10 kg 的物体，使其以大小为a＝2 m/s2的加速度匀加速上升，求前3 s内力F做的功．(取g＝10 m/s2)11.图12一个质量m＝2 kg的物体，受到与水平方向成37°角斜向上方的拉力F1＝10 N，在水平地面上移动的距离s＝2 m．物体与地面间的滑动摩擦力F2＝N，求外力对物体所做的总功．(如图12所示)第四章机械能和能源第一节功课前预习练1．力位移力位移W＝Fscos α焦耳J标2．(1)90°垂直(2)0°90°锐动动(3)90°180°钝阻阻克服3．(1)F合scos α(2)代数和4．D5．C[足球运动员对足球做功，足球发生运动，但60 N的力与40 m的位移不对应同一过程，故无法确定功的大小，选C.]6．AC[力对物体做负功，说明该力对物体来说是阻力，其方向与物体运动方向的夹角大于90°，故选A、C.]7．A[合力做的功等于它的各个分力做功的代数和，即4 J＋3 J＝7 J．]课堂探究练1．D [做功的两个必要条件是：力和物体在力的方向上发生的位移，也确实是说，只有力或只有位移，是不符合做功条件的，故A 、B 错误；若物体发生位移的同时也受力的作用，但力与位移垂直时，此力并不做功，故C 错，D 对．]2．C [在粗糙水平面上移动的距离跟在光滑水平面上移动的距离相同，对力F 做的功来说，是相同的，即W1＝W2＝Fs.]点评 求功时，必须要明确哪个力在哪个过程中的功．依照功的定义，力F 所做的功只与F 的大小及在F 方向上发生的位移大小有关，与物体是否受其他力及物体的运动状态等其他因素均无关．3．A [明白得功的概念，功有正、负之分，但功是标量，此处易误解．] 4．(1)160 (2)－160 (3)0解析 (1)拉力F 对木箱所做的功为W1＝Fscos 60°＝40×8×12J ＝×102 J.(2)摩擦力f 对木箱所做的功为W2＝fscos 180°＝Fcos 60°·scos 180°＝40×12×8×(－1) J ＝－×102J.(2)外力对木箱做的总功为W ＝W1＋W2＝×102 J ＋(－×102 J)＝0或者F 合＝0(因为匀速直线运动)，W ＝F 合·s ＝0.点评 求恒力做功的关键是找准力F 、位移s 、夹角α，再应用公式W ＝F 合·s ＝0求解即可． 5．AD 6．见解析解析 物体受力情形如图所示，物体受到重力mg ，摩擦力f 和支持力FN 的作用，物体相对斜面静止，物体相对地面水平向左匀速移动s ，这些力均为恒力，故可用W ＝Fscos α运算各力的功．依照物体平稳条件，可得f ＝mgsin θ，FN ＝mgcos θ， (1)Wf ＝f·scos (180°－θ)＝－mgssin θ·cos θ. (2)WFN ＝FN·scos (90°－θ)＝mgssin θ·cos θ. (3)WG ＝G·scos 90°＝0.(4)FN 与f 的合力与G 等大反向，即物体所受斜面的力对物体做功为0，或WFN ＋Wf ＝0. 合力对物体做的总功W 总＝WG ＋Wf ＋WFN ＝0＋(－mgssin θcos θ)＋mgssin θcos θ＝0，或物体受力平稳，F 合＝0，则W 总＝F 合scos θ＝0.方法总结 运算几个力的总功，通常有以下两种不同的处理方法：(1)尽管力、位移差不多上矢量，但功是标量，因此几个力的总功等于各个力所做功的代数和．若以W1、W2、W3……Wn 分别表示力F1、F2、F3…Fn 所做的功(含正功与负功)，则这些力所做的总功为W 总＝W1＋W2＋W3＋…Wn. (2)求出物体所受的合外力，依照公式W 合＝F 合scos α求合外力做的功，则物体所受的外力做的总功为W 总＝W 合＝F 合scos α. 7．732 J解析 设滑轮距地面的高度为h ，则h(cot 30°－cot 60°)＝s人由A走到B的过程中，重物G上升的高度Δh等于滑轮右侧绳子增加的长度，即Δh＝hsin 30°－hsin 60°人对绳子做的功为：W＝GΔh代入数据可得：W≈732 J.方法总结求变力做功的方法有以下几种：(1)平均值法：当力F的大小发生变化，但F、s成线性关系时，能够代入F的平均值运算F 做的功．(2)图象法：变力做的功W可用F－s图线中所包围的面积表示．s轴上方的面积表示力对物体做的正功的多少，s轴下方的面积表示力对物体做的负功的多少．(3)分段法(或微元法)：当力的大小不变，力的方向时刻与速度同向(或反向)时，把物体的运动过程分为专门多小段，如此每一小段能够看成直线，先求力在每一小段上的功，再求和即可．(4)化变为恒法：有时候表面看起来是变力做功，然而通过适当变换能够转换成恒力做功．课后巩固练1．BD[不管物体是加速依旧减速，F、v夹角都为零，则F对物体做正功，A、C对，B、D错．]2．A[人的推力作用在小车内的过程中，小车发生的位移是5.0 m，故该力做功为W＝Fscos α＝20××cos 0° J＝100 J．]3．C[从全过程看，空气的阻力为变力，但将整个过程分为两个时期：上升时期和下落时期，小球在每个时期上受到的阻力差不多上恒力，且总是跟小球运动的方向相反，空气阻力对小球总是做负功．全过程空气阻力对小球做的功等于两个时期所做的功的代数和，即W＝W上＋W下＝(－Fh)＋(－Fh)＝－2Fh.]4．D[由功的公式W＝Fscos α可知W大小、正负取决于F、s、α大小，作用力、反作用力尽管大小相等，方向相反，然而作用在两个物体上，两物体对地的位移大小、方向关系不确定，故作用力、反作用力做功的关系不确定，A、B、C错，D对. ]5．B[静摩擦力和滑动摩擦力都能够对物体做正功，也都能够对物体做负功．]6．C[F拉B向右移动，对B做正功；B移动时，FAB水平向左，对B做负功；F1和FBA 对A不做功，因为A处于静止状态，在力的方向上位移为零．]7．CD[当滑块从顶端滑至底端时，由于接触面光滑，斜面将向右移动一段距离，如图所示．重力对滑块做正功，尽管斜面对滑块的支持力垂直于斜面，但滑块的位移方向与斜面不平行，即支持力FN与位移的夹角大于π2.因此斜面对滑块的支持力对滑块做负功，专门容易分析，滑块对斜面的压力对斜面做正功．]8．D[由于F的方向始终保持与作用点的速度方向一致，因此F做功不为零，可否定A答案．可把圆周划分成专门多小段研究，当各小段的弧长Δsi足够小(Δsi→0)时，在这Δsi内F 的方向几乎与该小段的位移方向重合，故WF＝F·Δs1＋F·Δs2＋F·Δs3＋…＝F·2πR＝1 000π J．]9．×106 J×106 J解析 由v －t 图象可得后40 s 内汽车做匀减速运动，其加速度大小a ＝2040 m/s2＝0.5 m/s2，由牛顿第二定律求得汽车所受摩擦力f ＝ma ＝5×103× N ＝×103 N又由v －t 图象可得整个过程中汽车通过的位移s ＝60×202 m ＝600 m ，因此汽车克服摩擦力做功Wf ＝f·s ＝×103×600 J ＝×106 J ，整个过程：WF ＝Wf ，可求得发动机做功WF ＝×106 J. 10．1 080 J解析 物体受到两个力的作用：拉力F′和重力mg ，其中F′＝2F ，由牛顿第二定律得 F′－mg ＝ma因此F′＝m(g ＋a)＝10×(10＋2) N ＝120 N. 则F ＝12F′＝60 N.物体从静止开始运动，3 s 内的位移为 s ＝12at2＝12×2×32 m ＝9 m. 方法一 力F 的作用点为绳的端点，而在物体发生9 m 位移的过程中，绳的端点的位移为2s ＝18 m ，因此，力F 做的功W ＝F·2s ＝60×18 J ＝1 080 J. 方法二 本题还可用等效法求力F 做的功．由于滑轮和绳的质量及摩擦均不计，因此拉力F 做的功和拉力F′对物体做的功相等， 即WF ＝WF′＝F′s ＝120×9 J ＝1 080 J.点拨 本题思路是依照牛顿第二定律求出力F ，再由总功的求解方法求出力F 做的功． 11． J解析 本题考查了对合力做功的求解，常用方法有以下两种： 解法一 拉力F1对物体所做的功 W1＝F1scos 37°＝16 J摩擦力F2对物体所做的功为： W2＝F2scos 180°＝－ J外力对物体所做的总功W ＝W1＋W2＝ J. 解法二 物体受到的合力为：F 合＝F1cos 37°－F2＝10×45 N － N ＝ N因此W ＝F 合s ＝×2 J ＝ J.。

第四章机械能和能源<时间：90分钟满分：100分>一、选择题<本题共10个小题,每小题4分,共40分>1．关于功的下列几种说法中,正确的是< >A．人托着一个物体沿水平方向匀速前进,人对物体没有做功B．人托着一个物体沿水平方向加速前进,人对物体做了功C．力和位移都是矢量,功也一定是矢量D．因为功有正功和负功的区别,所以功是矢量2．关于重力势能的说法,正确的是< >A．重力势能等于零的物体,不可能对别的物体做功B．在地平面下方的物体,它具有的重力势能一定小于零C．重力势能减少,重力一定对物体做正功D．重力势能增加,重力一定对物体做正功3．质量为m的汽车发动机的功率恒为P,摩擦阻力恒力f,牵引力为F,汽车由静止开始,经过时间t行驶了位移x时,速度达到最大值v m,则发动机所做的功为< >A．Pt B．fv m t C.错误!mv错误!＋fx D．Fx4．如图1所示,图1DO是水平面,AB是斜面,初速度为v0的物体从D点出发沿DBA滑动到顶点A时速度刚好为零,如果斜面改为AC,让该物体从D点出发沿DCA滑动到A点且速度刚好为零,则物体具有的初速度<已知物体与路面之间的动摩擦因数处处相同且不为零>< > A．大于v0B．等于v0C．小于v0D．取决于斜面的倾角图25．如图2所示,ABCD是一个盆式容器,盆内侧与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧．BC水平,其长度d＝0.50 m,盆边缘的高度h＝0.30 m,在A处放一个质量为m的小物块并让其自由下滑．已知盆内侧壁是光滑的,而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数μ＝0.10,小物块在盆内来回滑动,最后停下来,则停下的地点到B的距离为< >A．0.50 m B．0.25 mC．0.10 m D．06．我国"嫦娥一号"探月卫星发射后,先在"24小时轨道"绕地球运行<即绕地球一圈需要24小时>；然后,经过两次变轨依次到达"48小时轨道"和"72小时轨道"；最后奔向月球,如果按圆形轨道计算,并忽略卫星质量的变化,在每次变轨完成后与变轨前相比< >A．卫星动能增大,引力势能减小 B．卫星动能增大,引力势能增大C．卫星动能减小,引力势能减小 D．卫星动能减小,引力势能增大7．质量m的物体,由静止开始下落,由于阻力作用,下落的加速度为错误!g,在物体下落h的过程中,下列说法中正确的是< >A．物体的动能增加了错误!mgh B．物体的机械能减少了错误!mghC．物体克服阻力所做的功为错误!mgh D．物体的重力势能减少了mgh8.如图3所示,图3电梯质量为M,它的水平地板上放置一质量为m的物体,电梯在钢索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动．当上升高度为H时,电梯的速度达到v,则在这段过程中, 下列说法中正确的是< >A．电梯对物体的支持力所做的功等于错误!mv2B．电梯对物体的支持力所做的功大于错误!mv2C．钢索的拉力所做的功等于错误!mv2＋MgH D．钢索的拉力所做的功小于错误!mv2＋MgH 9．如图4所示,图4一轻绳的一端系在固定的粗糙斜面上的O点,另一端系一小球．给小球一足够大的初速度,使小球在斜面上做圆周运动,在此过程中< >A．小球的机械能守恒B．重力对小球不做功C．绳的张力对小球不做功D．在任何一段时间内,小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少10．如图5所示,图5将小球a从地面以初速度v0竖直上抛的同时,将另一相同质量的小球b从距地面h处由静止释放,两球恰在错误!处相遇<不计空气阻力>．则< >A．两球同时落地B．相遇时两球速度大小相等C．从开始运动到相遇,球a动能的减少量等于球b动能的增加量D．相遇后的任意时刻,重力对球a做功的功率和对球b做功的功率相等题12345678910 号答案二、填空题<本题共2个小题,共16分>图611．<6分>在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,使质量为m＝1.00 kg的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带如图6所示．O为第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点<其他点未画出>．已知打点计时器每隔0.02 s打一个点,当地的重力加速度为g＝9.8 m/s2,则：<1>纸带的______端<填"左"或"右">与重物相连；<2>根据图上所得的数据,应取图中O点到______点来验证机械能守恒定律；<3>从O点到<2>问中所取的点,重物重力势能的减少量ΔE p＝________J,动能增加量ΔE k＝________J．<结果取三位有效数字>图712．<10分>某实验小组采用图7所示的装置探究"动能定理",图中小车中可放置砝码．实验中,小车碰到制动装置时,钩码尚未到达地面,打点计时器工作频率为50 Hz.<1>实验的部分步骤如下：①在小车中放入砝码,把纸带穿过打点计时器,连在小车后端,用细线连接小车和钩码；②将小车停在打点计时器附近,________,________,小车拖动纸带,打点计时器在纸带上打下一列点,________；③改变钩码或小车中砝码的数量,更换纸带,重复②的操作．<2>图8是钩码质量为0.03 kg,砝码质量为0.02 kg时得到的一条纸带,在纸带上选择起始点O及A、B、C、D和E五个计数点,可获得各计数点到O的距离x及对应时刻小车的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在下表中的相应位置．图8 纸带的测量结果测量点x/cm v/<m·s－1>O 0.000.35A 1.510.40B 3.200.45CD 7.150.54E 9.410.60三、计算题<本题共4个小题,共44分>13．<10分>火车在运行中保持额定功率2 500 kW不变,火车的总质量是1 000 t,所受阻力恒为1.56×105 N．求：<1>火车的加速度是1 m/s2时的速度；<2>火车的速度是12 m/s时的加速度；<3>火车的最大速度．图914．<10分>如图9所示,m A＝4 kg,m B＝1 kg,A与桌面间的动摩擦因数μ＝0.2,B与地面间的距离x＝0.8 m,A、B原来静止,求：<1>B落到地面时的速度为多大？<2>B落地后,A在桌面上能继续滑行多远才能静止下来？<g取10 m/s2>图1015．<12分>如图10所示,长度为l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α,小球保持静止．画出此时小球的受力示意图,并求力F的大小．<2>由图示位置静止释放小球,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．16．<12分>如图11所示,图11光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点衔接,导轨半径为R,一个质量为m的小球将弹簧压缩至A处．小球从A处由静止释放被弹开后,经过B点进入轨道的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍,之后向上运动恰能沿轨道运动到C点,求：<1>释放小球前弹簧的弹性势能；<2>小球由B到C克服阻力做的功．第四章机械能和能源1．AB [人托着一个物体沿水平方向匀速前进时,人对物体只有支持力,垂直于运动方向不做功,A正确；若加速前进,则人对物体的摩擦力对物体做功,B正确；功虽有正功和负功之分,但功是标量,C、D均错．]2．C [重力势能的数值与参考平面的选取有关,重力势能等于零不能说物体不具有重力势能,故A、B错．重力势能减少,物体的高度一定下降,所以重力一定做正功,D错,C正确．] 3．ABC [因为功率P恒定,所以功W＝Pt,A正确；汽车达到最大速度时F＝f,则P＝fv m,所以W＝Pt＝fv m t,B正确；从汽车静止到速度达到最大值的过程中,由动能定理得W－fx＝错误!mv错误!－0,即W＝错误!mv错误!＋fx,C正确；因牵引力在整个过程中为变力,所以不能用公式W＝Fx计算牵引力所做功的大小,D错．]4．B [设DO之间的水平距离为L,斜面与水平面的夹角为θ,高度为h,则物体由D到A 的过程,根据动能定理得：－mgh－μmg cos θ·错误!－μmg<L－h cot θ>＝0－错误!mv错误!,解得v0＝错误!,可见要使物体能滑到A点且速度刚好为零,所具有的初速度与斜面倾角无关,故B正确．] 5．D [根据能量守恒定律：mgh＝μmgx,代入数据得x＝3.0 m,又因为d＝0.50 m,所以最后停在B点,故选D.]6．D [由F＝错误!＝m错误!知,E k＝错误!mv2＝错误!,r越大,E k越小．r增大,卫星在升高过程中要克服万有引力做功,引力势能增大．综上所述D对,A、B、C错．] 7．ACD [物体下落过程,合力F＝ma＝错误!mg,由动能定理可知,合力的功等于动能的增加量,即ΔE k＝W＝Fh＝错误!mgh.物体所受阻力为f,则mg－f＝ma,所以f＝错误!mg,机械能的减少量等于物体克服阻力所做的功,ΔE＝fh＝错误!mgh.重力势能的减少是重力做功引起的,故ΔE p＝W G＝mgh,由此可知,A、C、D选项正确．]8．B [物体m受重力和支持力向上做加速运动,设支持力做的功为W1,由动能定理得W1－W G＝错误!mv2,所以支持力做的功大于错误!mv2；钢索的拉力所做的功设为W2,则由动能定理得W2－<M＋m>gH＝错误!<M＋m>v2,W2＝<M＋m>gH＋错误!<M＋m>v2,故只有B正确．] 9．C [由于摩擦力做功,机械能不守恒,任一时间内小球克服摩擦力所做的功总是等于小球机械能的减少．转动过程中重力做功,绳的张力总与小球运动方向垂直,不做功．] 10．C [对b球,由错误!＝错误!gt2得t＝错误!,v b＝gt＝错误!,以后以初速度错误!匀加速下落．对a球,错误!＝v0t－错误!gt2得v0＝错误!.在错误!处,v a＝v0－gt＝0,以后从错误!处自由下落．故落地时间t b<t a,a、b不同时落地,选项A错误．相遇时v b＝错误!,v a ＝0,选项B错误．从开始运动到相遇,从开始运动到相遇,a球动能的减少量ΔE k a＝错误!mv 错误!＝错误!mgh,b球动能的增加量ΔE k b＝错误!mv错误!＝错误!mgh,选项C正确．相遇之后,重力对b球做功的功率P b＝mgv b＝mg<错误!＋gt′>,重力对a球做功的功率P a＝mg<v a＋gt′>＝mg·gt′,P b>P a,选项D错误．]11．<1>左<2>B<3>1.89 1.70解析由题意知,O点为第一个点,所以纸带的左端与重物相连,为了减小误差和便于求重物动能的增加量,可取图中O点到B点来验证机械能守恒定律,此过程中重力势能的减少量ΔE p＝mgh OB＝1.00×9.8×19.25×10－2J≈1.89 J.打B点时重物的瞬时速度v B＝错误!＝错误! m/s＝1.845 m/s.所以动能增量ΔE k＝错误!mv错误!＝错误!×1.00×1.8452 J＝1.70 J.12．<1>接通电源释放小车关闭电源<2>5.05～5.08 0.48～0.50<答案在此范围内都对>解析<1>将小车停在打点计时器附近后,需先接通电源,再释放小车,让其拖动纸带,等打点计时器在纸带上打下一系列点后,关闭打点计时器电源．<2>从纸带上可知C点的速度就是BD的平均速度,v C＝错误!×10－2m/s≈0.49 m/s.13．<1>2.16 m/s <2>5.2×10－2 m/s2<3>16 m/s解析<1>由牛顿第二定律F－f＝ma1,又P＝Fv1,所以v1＝错误!＝错误!＝错误! m/s≈2.16 m/s<2>由牛顿第二定律,有F－f＝ma2,又P＝Fv2,所以a2＝错误!＝错误!＝错误! m/s2≈5.2×10－2 m/s2<3>当F＝f时,火车达到最大速度,由P＝fv max得v max＝错误!＝错误!m/s≈16 m/s.14．<1>0.8 m/s <2>0.16 m解析<1>以A、B物体构成的系统为对象,B物体所受重力m B g做正功,A物体所受的摩擦力对系统做负功,设B落到地面时的速度为v,由动能定理得m B gx－μm A gx＝错误!<m A＋m B>v2－0代入数据,解得v＝0.8 m/s.<2>设B物体落地后A物体能滑行的距离为x′,则根据动能定理得－μm A gx′＝0－错误!m A v错误!因v A＝v＝0.8 m/s,故x′＝错误!＝错误! m＝0.16 m.15．<1>见解析图mg tan α<2>错误!mg<3－2cos α>,方向竖直向上解析<1>受力图见右图根据平衡条件,应满足T cos α＝mg,T sin α＝F.联立解得拉力大小F＝mg tan α.<2>小球运动过程中只有重力做功,系统机械能守恒,有mgl<1－cos α>＝错误!mv2.则通过最低点时,小球的速度大小v＝错误!.根据牛顿第二定律有T′－mg＝m错误!.解得轻绳对小球的拉力T′＝mg＋m错误!＝mg<3－2cos α>,方向竖直向上．16．<1>错误!mgR<2>mgR解析在B点由牛顿第二定律得：N－mg＝m错误!,因N＝8mg,则错误!mv错误!＝错误! mgR,而小球在B点的动能即为弹簧的弹性势能,即E p＝错误!mgR.<2>小球恰好运动到C点,由圆周运动规律知：mg＝m错误!,则错误!mv错误!＝错误!mgR,由能量守恒定律得：错误!mv错误!＝mg·2R＋W阻＋错误!mv错误!,解得W阻＝mgR.。