机械能综合讲义
- 格式:doc
- 大小:327.50 KB
- 文档页数:6
第八讲 机械能小剧场能量是什么?(视频引入哦)知识树一、能量一个物体能够做功,我们就说它具有能量.一个物体能够做的功越多,它具有的能量就越大.单位:能量的单位是焦耳(),常用的单位还有千焦().做功的过程,一定伴随着能量的转移或转化.做了多少功,就有多少能量的改变,功是能量转化的量度.小试牛刀1.2.3.4.1.关于能的概念,判断下列说法哪个是正确的:具有能的物体一定在做功用线悬挂着的小球,没有做功所以没有能量一个物体做的功越多,说明这个物体具有的能量越多做功的物体一定具有能量5. 6. 7.物体具有的能量多,说明这个物体做的功一定多绷紧的弓能射出去箭,所以具有能量做功可以引起能量改变,根据做功的多少可以衡量能量变化的多少反转课堂推荐题目A.B.C.D.2.下列关于能量的说法中正确的是( )做功的物体具有能量,不做功的物体没有能量做功多的物体能量就多,做功少的物体能量就少能够做功的物体具有能量,但不一定就做功能量多的物体所做的功一定就多二、机械能1.动能影响动能的因素决定动能大小的两个因素是物体的质量和物体的运动速度。
要研究动能的大小与质量的关系时,应保证小球在平面上具有相同的速度。
把质量不同的小球放在斜面的同一高度由静止开始滚下。
结论:质量相同的物体,运动的速度越大,物体的动能就越大;要研究动能的大小与速度的关系时,应保证小球的质量相同。
把同一个小球分别放在同一斜面的不同高度由静止开始滚下。
结论:运动速度相同的物体,质量越大,物体的动能就越大。
总结:物体的质量越大、运动的速度越大,动能就越大;而速度对物体动能大小的影响比较显著。
运动的物体可以对外做功,我们说它具有能量.物体由于运动而能够做功,它具有的能量叫做动能.动能的大小与物体的质量、速度有关.小试牛刀(1)(2)3.在探究“物体动能大小跟哪些因素有关”时,某同学用质量分别是和的两个钢球()从同一斜面的不同高度和静止滑下,如图所示.实验中需要通过观察木块移动的距离来判断小球的动能大小,这种研究物理问题的方法是 (选填“控制变量法”“转换法”或“等效替代法”),若水平面是绝对光滑的,你认为该实验 (选填“能”或“不能”)达到目的.由甲丙两图得出“物体的动能大小与质量有关”的实验结论,你认为这个结论正确还是不正确,理由是 .百步穿杨(1)(2)(3)(4)4.如图所示,某小组设计了一组装置来探究“物体的动能大小与哪些因素有关”,小球按图示位置由静止释放,当小球摆动到竖直位置时,恰好与静止在水平面上的木块发生碰撞,木块都会在水平面上滑行一定距离后停止.三张图所示的三次实验中,摆线的长保持不变,小球、的质量,悬线与竖直方向的夹角.图甲中将摆球从图示位置由静止释放,摆球向下摆动的过程中,动能逐渐 ,重力势能逐渐 (均填“增大”或“减小”).本实验中通过 反映小球撞击木块前的动能大小.第一组实验:对比甲、乙图所示实验可得出初步结论: .(5)在图丙实验中,木块被撞后滑出了木板,现在需要重做实验,甲同学建议是换用一个较大的木块,乙同学建议换同样材料的较长木板,丙同学建议降低小球下摆的角度.你认为应当采用(选填“甲”“乙”“丙”)同学的建议.本实验中用到了、这两个常用的物理实验思维方法.反转课堂推荐题目(1)(2)5.如图所示是探究动能大小与哪些因素有关的实验装置:实验中通过观察木块在同一水平面上被推动的距离来比较.在探究动能与速度大小的关系时,要保持小球的不变,让小球从斜面(选填“相同”或“不同”)的高度滚下,以不同的速度推动木块移动.下列研究实例中运用了这种物理研究方法的是.A.探究“平面镜成像的特点”B.探究“通过电阻的电流跟电阻两端电压的关系”C.探究磁场时,引入“磁感线”2. 重力势能物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能.重力势能与物体的质量()、所处的高度()有关.小试牛刀6.如图是一小球从桌面滚落后的运动轨迹,、两处高度相同.点的重力势能点的重力势能;点的动能点的动能.(均选填“大于”“小于”或“等于”)7.如图所示,学习小组的同学在探究“物体的重力势能的大小跟哪些因素有关”时,设计了以下实验:(1)(2)(3)实验方案:三个相同的木桩插在沙坑里,露出沙坑的高度相同,如甲图所示.取三个铁块从空中静止释放后撞击木桩,木桩陷入沙坑,如乙图所示.在此实验中,我们可以通过观察 来比较铁块重力势能的大小.若,,如图乙所示:比较、情况,说明.比较、情况,说明 .实验得出的结论是:物体重力势能的大小跟物体的有关.百步穿杨A.B. C.D.8.如图所示,在空中以相同速度水平匀速直线飞行的加油机和受油机,在加油的过程中,下列说法正确的是( )加油机动能减小,重力势能减小,机械能减小受油机动能减小,重力势能不变,机械能不变加油机动能减小,重力势能不变,机械能减小受油机动能减小,重力势能增大,机械能增大A.球在点时受平衡力作用B.球在点时速度最大C.从到,球的动能减少D.从到,球的势能增加9.如图,细线上端固定,下端拉着小球在竖直平面内摆动,、是球摆动过程中的最高点,是最低点,不计空气阻力,则( )反转课堂推荐题目A.B.C.D.10.小明同学踢足球,如图所示为球离开脚后向上运动到一定高度又落回地面的运动轨迹,不计空气阻力,关于足球离开脚后的运动过程,下列说法中正确的是()足球上升过程中,足球受力方向是竖直向下的足球上升过程中,小明对足球做功足球运动到最高点时,其动能为零足球下落过程中,动能转化为重力势能3. 弹性和弹性势能物体在外力的作用下,它的形状会发生变化,称为形变.如果外力撤消,物体的形变能够完全消失,恢复原状,这种形变称为弹性形变,这种性质叫做弹性.我们把发生弹性形变的物体具有的能量叫做弹性势能.物体的弹性形变越大,具有的弹性势能越大.小试牛刀A.B.C.D.11.下列关于弹性势能的说法,正确的是( )橡皮泥的形变越大,它具有的弹性势能越大弹簧的弹性越大,它具有的弹性势能越大弹簧越长,它具有的弹性势能越大对于给定的弹簧来说,它的弹性形变越大,它具有的弹性势能越大12.图右是玩弹弓的情景.经验表明,橡皮筋拉得越长,同样的“子弹”射得越远,这说明橡皮筋的弹性势能与 有关;橡皮筋把“子弹”射出是 能变为能.百步穿杨A.B.C.D.13.如图所示,将木块放在压缩了的弹簧旁,释放弹簧,木块沿水平地面向右运动,离开弹簧后,木块运动一段距离后停下来,下列说法中不正确的是()此装置可以用来探究弹性势能和弹簧形变大小的关系木块离开弹簧之前,弹簧的弹性势能一直在减小木块离开弹簧之后,木块的动能逐渐减少木块运动时,木块所受的重力对木块做了功独步天下(1)(2)(3)(4)14.在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时,小志提出了如下猜想:猜想一:弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关;猜想二:弹性势能的大小与弹簧的材料有关;猜想三:弹性势能的大小与弹簧的长度有关;猜想四:弹性势能的大小与弹簧的粗细有关.为验证猜想一,他设计了如图所示实验,实验时将同一弹簧压缩 (相同/不同)的长度(弹簧被压缩后未超过其弹性限度),将小球置于弹簧的右端,松开后小球碰到同一位置的相同木块上,分析比较,从而比较弹性势能的大小.为验证猜想二,需选用 的两根弹簧,实验时将两根弹簧压缩 (相同/不同)的长度,将小球置于弹簧的右端,松开后小球碰到同一位置的相同木块上,对数据进行比较分析时,若 ,说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关;若水平面绝对光滑,本实验将 (能/不能)达到探究目的;小志根据实验现象认为:小球和木块移动一段距离后都要停下来,所以弹簧、小球和木块所具有的动能和势能最终都消失了,你认为小志的观点是 (正确/不正确)的.4. 机械能动能和势能统称为机械能.一个物体可以具有动能,又可以具有势能,动能和势能之和称为机械能.A.他在下滑过程中没有力做功B.他的势能转化为动能,机械能不变C.他在下滑过程中,重力势能转化为动能D.他的重力势能减小,动能不变,机械能减少15.小朋友沿着滑梯匀速滑下,下列说法中正确的是( )A.B.C.D.16.如图所示,用轻质弹簧(弹簧质量和空气阻力忽略不计)把小球挂在天花板上,当小球从如图水平位置放手后摆动到最低点的过程中,下列说法正确的是()小球的机械能守恒小球的重力势能的减少量等于小球动能的增加量小球的重力势能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量小球的重力势能的减少量小于小球动能的增加量5.机械能转化的模型动能和势能统称为机械能,动能和势能可以相互转化. 如下图所示滚摆,在下降过程中,越转越快,它的重力势能越来越小,动能越来越大,重力势能转化为动能;滚摆上升过程中,越转越慢,重力势能越来越大,动能越来越小,动能转化为重力势能.如上图所示的单摆,小球从A 点摆向最低点B 时,位置越来越低,重力势能减小,动能增大,重力势能转化为动能;从B 点摆向C 点时,小球上升,位置升高,动能减小,重力势能增大,动能转化为重力势能.③蹦床运动,是动能与势能的转化④人造地球卫星许多人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行。
《机械能守恒定律》讲义一、机械能守恒定律的基本概念在物理学中,机械能守恒定律是一个极其重要的概念。
那什么是机械能呢?机械能是动能与势能的总和,其中动能是物体由于运动而具有的能量,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量,其大小与物体的质量、被举高的高度以及重力加速度有关;弹性势能是物体由于发生弹性形变而具有的能量,它取决于形变的程度和物体的弹性系数。
机械能守恒定律指出: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。
这意味着,如果一个物体在运动过程中,只有重力或弹力对它做功,那么它的机械能不会增加或减少,只是在动能和势能之间进行转换。
为了更好地理解这个概念,我们来举几个简单的例子。
比如一个自由落体的物体,在下落的过程中,它的高度逐渐降低,重力势能减小,但速度越来越快,动能增加。
因为只有重力做功,所以机械能守恒,重力势能的减少量等于动能的增加量。
再比如一个水平放置的弹簧,一端固定,另一端连接一个物体。
当物体压缩弹簧时,动能逐渐减小,弹性势能增加;当弹簧恢复原状时,弹性势能减小,动能增加。
在这个过程中,只有弹力做功,机械能同样守恒。
二、机械能守恒定律的表达式机械能守恒定律可以用多种表达式来描述,常见的有以下几种:1、 E₁= E₂,即初态的机械能等于末态的机械能。
这里的 E 表示机械能,包括动能和势能。
2、动能的增加量等于势能的减少量,即ΔEₖ =ΔEₖ 。
3、重力势能的减少量等于动能的增加量与弹性势能的增加量之和,即ΔEₖ₁=ΔEₖ +ΔEₖ₂。
这些表达式从不同的角度反映了机械能守恒的关系,在具体问题中,我们可以根据实际情况选择合适的表达式来解题。
三、机械能守恒定律的条件机械能守恒定律的成立是有条件的,那就是只有重力或弹力做功。
这里要注意的是,“只有重力或弹力做功”包含了三层意思:第一,物体只受重力或弹力的作用,不受其他力的作用。
这种情况比较简单,例如在真空中自由下落的物体。
机械能讲义本页仅作为文档封面,使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March学生姓名科目科学年级九年级时间教师姓名课题动能和势能复习授课内容教学目标1.理解动能和重力势能的初步概念。
2.知道什么是弹性势能。
3.理解机械能的初步概念。
4.培养学生的抽象思维能力。
教学重点理解动能和重力势能及彼此之间的转化教学难点理解动能和重力势能及彼此之间的转化【知识体系】1.正确理解“机械能”这个概念动能和势能统称为机械能,机械能是和物体的机械运动紧密联系的能量。
一个物体具有机械能时,可以表现为只有动能,没有势能。
例如,在水平地面上运动的物体,它的动能为200J,势能为零,这个物体的机械能为200J+0,等于200J。
一个物体具有机械能时,也可以表现为只有势能,没有动能。
例如,被举在空中静止的杠铃,它的动能为零,重力势能为6000J,那么这个杠铃具有的机械能是6000J+0,为6000J。
一个物体既有动能,又有势能,它的机械能等于它的动能与势能之和,比如,在空中飞行的一颗子弹,它的动能是5000J,势能是150J,那么这颗子弹的机械能是5150J。
一切物体可以既具有动能又具有势能,也可以只具有动能或只具有势能。
机械能大小的决定因素:质量、速度、高度、形变量。
【典型例题】[例1] 一只乒乓球由高处静止下落撞击地板后又上升,在整个过程中,乒乓球机械能转化的情况是()A. 势能→动能→势能B. 动能→势能→势能C. 动能→势能→动能→势能→动能D. 势能→动能→势能→动能→势能[例2] 物体沿斜面匀速滑下时,它的()A. 动能增加,重力势能减少,机械能不变B. 动能不变,重力势能不变,机械能不变C. 动能不变,重力势能减少,机械能减少D. 动能增加,重力势能减少,机械能减少[例3] 用一根不可伸长的细线,一端拴住一小球,另一端固定,如图所示。
使小球偏离它静止时的位置O移至B点,然后释放,小球就沿弧摆动,小球从B→O→C →的过程中机械能发生怎样的转化[例4] 竖直向上抛起的石块,上升过程中,它的速度越来越小(空气的作用不计),这是为什么【随堂练习】一. 判断题1. 向上抛出的小球速度越来越小,因而动能越来越小。
《机械能及其相互转化》讲义一、机械能的基本概念在我们的日常生活和自然界中,能量的形式多种多样。
机械能就是其中一种常见且重要的能量形式。
那什么是机械能呢?机械能是指物体的动能和势能的总和。
动能大家应该比较熟悉,它是物体由于运动而具有的能量。
比如说一辆飞驰的汽车、一颗被抛出的篮球,它们在运动过程中就具有动能。
而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量。
想象一下一个被举高的杠铃,或者是在山顶上的一块石头,它们都具有重力势能。
弹性势能则是物体由于发生弹性形变而具有的能量,像被压缩的弹簧就具有弹性势能。
二、动能动能的大小与物体的质量和速度有关。
质量越大、速度越快,物体的动能就越大。
我们可以通过一个简单的公式来计算动能:动能= 1/2 ×质量 ×速度²。
举个例子,一辆质量为 1000 千克的汽车,以 30 米每秒的速度行驶,它的动能就可以这样计算:1/2 × 1000 千克 ×(30 米每秒)²= 450000 焦耳从这个例子可以看出,速度对动能的影响更大。
因为速度是平方的关系,所以即使速度只是稍微增加一点,动能也会增加很多。
三、重力势能重力势能与物体的质量、高度以及重力加速度有关。
重力势能=质量 ×重力加速度 ×高度。
还是以刚才提到的在山顶的石头为例,如果石头的质量是 5 千克,山顶的高度是 10 米,重力加速度取 98 米每秒²,那么这块石头的重力势能就是:5 千克 × 98 米每秒² × 10 米= 490 焦耳这里要注意,重力势能是有相对性的。
我们通常选择一个参考平面,物体在这个平面上的重力势能被定义为零。
比如我们选择地面为参考平面,那么在地面以上的物体具有正的重力势能,在地面以下的物体具有负的重力势能。
四、弹性势能弹性势能与物体的弹性形变程度有关。
形变越大,弹性势能越大。
机械能(讲义)【知识点梳理】(一)、动能势能机械能1、能量:一个物体对另一物体,这物体就具有能量。
(物体做的功越多,具有的能量就越大,但“能够做功”不等于“正在做功”)2、动能:(1)物体由于而具有的能叫动能,一切运动的物体.......都有动能;(2)物体动能的大小与和有关,物体的越大,越大,它的动能就越大。
3、重力势能:(1)物体由于而具有的能叫重力势能;(2)物体重力势能的大小与和有关,物体的越大,越高,它的重力势能就越大。
4、弹性势能:(1)物体由于而具有的能叫弹性势能;(2)物体弹性势能的大小与有关,物体的越大,它的弹性势能就越大。
5、机械能:动能和势能统称为机械能,在一定条件之下它们可以相互转化,分析下面几个例子中的能量转化情况:(a)摆球由O′向B摆动的过程中:;(b)游乐场上正在向下冲的过山车:;(c)撑杆跳运动员利用撑杆起跳的过程中:;(d)乒乓球在反复弹跳的过程中:;(e)滚摆在上升的过程中:;上升的高度将越来越低,是因为。
【典例分析】考点一:能量的概念要点:有无“能量”的标志是它“能否做功”,但“能够做功”不等于“正在做功”例1、下面关于功和能的关系,说法正确的是()A.物体具有的能越多,它做的功越多B.物体有了能就一定正在做功C.吊在屋顶上的日光灯,因为没有做功,所以没有重力势能D.能是物体具有“做功的本领”,不一定正在做功例2、飞行的子弹能穿透钢板,是靠子弹的能来做功的;蓄在高处的水能够发电,是利用水的能来做功的;上紧发条的时钟能走动,是靠发条的能来做功的。
考点二:动能及动能的影响因素要点:1.动能的概念 2.影响动能大小的因素 3.探究影响动能大小的因素的实验例3、如图所示,是“探究动能及其影响动能大小的因素”的实验装置图:将A、B、C三小车先后从同一装置的h A、h B、h C高处滚下(m A=m B<m C, h A=h B>h C),行驶的距离如图所示:(1)探究中让小车从装置中的同一高度滚下的目的是;(2)探究中通过比较得出小车具有动能的大小;(3)要探究动能与质量的关系,应选择两图进行比较;要探究动能与速度的关系,应选择两图进行比较;(4)比较甲图和丙图,得出的结论是。
考点4 机车启动模型两种方式以恒定功率启动以恒定加速度启动P -t 图像和v -t图像OA 段过程分析v ↑⇒F =P 额v↓⇒a =F -F 阻m↓直至a =0a =F -F 阻m(不变)⇒F 不变v ↑⇒P =Fv ↑直到P =P 额=Fv 1运动性质 加速度减小的加速直线运动匀加速直线运动,维持时间t 0=v 1aAB 段过程分析 F =F 阻⇒a =0⇒v max =P 额F阻v ↑⇒F =P 额v↓⇒a =F -F 阻m↓直至a =0运动性质速度为v max 的匀速直线运动加速度减小的加速直线运动 BC 段F =F 阻⇒a =0⇒v max =P 额F 阻恒定如图所示,汽车上坡时有经验的司机都会提前换挡,试对下列关于汽车上坡时的说法作出判断.(1)汽车上坡时,司机需要通过换挡的方法减小汽车的速度,从而得到较大的牵引力.( √ )(2)根据公式P=Fv 知,牵引力一定时,随着汽车速度的增加,汽车的功率可以一直增加.(✕ )(3)汽车在坡上匀速行驶时牵引力等于摩擦力.( ✕ )研透高考 明确方向命题点1 以恒定功率启动8.[2024江苏名校联考]我国新能源汽车发展迅速,2022年仅比亚迪新能源汽车全年销量为186.35万辆,位列全球第一.在平直路面上某运动的新能源卡车的额定功率为60kW,若其总质量为5000kg,在水平路面上所受的阻力为5000N.(1)求新能源卡车所能达到的最大速度;(2)若新能源卡车以额定功率启动,则该卡车车速v=2m/s时其加速度为多大?答案(1)12m/s(2)5m/s2解析(1)当达到最大速度时有P=Fv m,F=f解得v m=12m/s.(2)当车速v=2m/s时卡车的牵引力为F'=Pv =60×1032N=3×104N由牛顿第二定律有F'-f=ma解得a=5m/s2.命题点2以恒定加速度启动9.[多选]一辆轿车质量为m,在平直公路上行驶,启动阶段轿车牵引力保持不变,而后以额定功率继续行驶,经过一段时间,其速度由零增大到最大值v m.若所受阻力恒为f,则关于轿车的速度v、加速度a、牵引力F、功率P的图像可能正确的是(ACD)A B C D解析由于轿车受到的牵引力不变,开始阶段加速度不变,所以轿车在开始阶段做匀加速运动,当实际功率达到额定功率时,功率不再增加,速度增大,牵引力就减小,当牵引力减小到等于阻力时,加速度等于零,速度达到最大值v m=Pf,故A、C、D正确,B错误.10.某兴趣小组让一辆自制遥控小车在水平的直轨道上由静止开始运动,小车先做匀加速运动而后以恒定的功率运动,其运动的v-t图像如图所示(除4~8s时间段内的图像为曲线外,其余时间段内图像均为直线).小车的质量为m=2kg,小车在整个过程中所受的阻力大小不变恒为f=6N.求:(1)小车匀速行驶阶段的功率;(2)小车的速度为v1=8m/s时加速度a1的大小;(3)小车在加速运动过程中总位移x的大小.答案(1)54W(2)0.375m/s2(3)40.5m解析(1)由题图可知小车的最大速度v max=9m/s由公式P=Fv max,F=f,得P=54W.(2)当小车的速度为v1时,其牵引力F1=Pv1根据牛顿第二定律有F 1-f =ma 1解得a 1=0.375m/s 2.(3)由题图可知,t 1=4s 时该小车匀加速结束,速度为v 1=6m/s0~4s 内的位移为x 1=v12t 1小车变加速运动时,由动能定理有P (t 2-t 1)-fx 2=12m v max 2-12m v 12而x =x 1+x 2解得x =40.5m.方法点拨机车启动问题的解题技巧1.机车以恒定功率启动时,牵引力做的功W =Pt .由动能定理得Pt -F 阻s =ΔE k ,此式常用于求解机车以恒定功率启动过程中的位移大小.2.无论哪种启动过程,机车的最大速度都等于其匀速运动时的速度,即v max =P F min=PF(式中F min 为最小牵引力,其大小等于阻力F 阻).3.机车以恒定加速度启动的运动过程中,匀加速过程结束时,牵引力的功率最大,速度不是最大,此时的速度v =P F <v max =PF .。
课 题 机械能教学目标1.深入了解能量的概念,对能量有准确的理解和认识2.通过实例理解动能和势能的概念和两者之间的相互转化3.通过探究,了解动能、重力势能、弹性势能的大小各与什么因素有关,并能解释简单的现象4.机械能属于比较抽象的内容,难度不大,需要多练习强化理解和提高熟练度,课后作业后附加的练习题有助于完成本教学目标教学内容知识点分析:(一)动能和势能1、能:物理学中一个物体能够做功,就说这个物体具有能。
单位:焦耳 J说明:具有能的物体的特点是它具有做功的潜在本领,但不一定在做功。
一个物体能够做的功越多,表示这个物体的能量越大。
2、动能:物体由于运动而具有的能,叫动能。
说明:飞行的子弹、开动着的汽车这些具有能的物体的共同点是都在运动。
它们具有动能。
影响因素:物体的运动速度和质量演示实验:研究动能的大小和什么有关。
让同一小车从斜面的不同高度处滑下,位置越高小车把木块推的越远。
让质量不同的小车从同一高度滑下,质量大的小车把木块推的远。
结论:速度越大,质量越大,动能越大。
重力势能3、势能:弹性势能(1)重力势能:物体由于被举高而具有的能,叫做重力势能。
影响因素:物体的质量和高度说明:同一个重锤,举的越高,它做的功越多,同样的高度,重锤的质量越大,做的功越多。
结论:物体的质量越大,被举得越高,它具有的重力势能越大。
ABA B(2)弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。
说明:拉开的弓箭,压缩的弹簧都具有弹性势能,是因为它们发生了弹性形变。
影响因素:物体的弹性形变大小结论:物体的弹性形变越大,弹性势能越大。
4、机械能:动能和势能统称为机械能。
单位:焦耳 J⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧弹性形变弹性势能质量,高度重力势能势能质量,速度动能机械能 说明:一个物体可以既有动能,又有势能。
例如:一只鸟在空中飞行重点难点解析:怎样理解能量的概念?能量表示物体做功的本领,物体具有的能量越多,物体能够做的功越多。
机械能知识清单一、物体是否具有能量的识别如果一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能量。
能量是表示物体做功本领大小的物理量,能量的大小可以用能够做功的多少来衡量,一个物体能够做的功越多,它具有的能量就越大。
二、动能及影响物体动能大小的因素1.定义:物体由于运动而能够做功所具有的能叫动能2.影响动能大小的因素:运动的物体,速度越大,质量越大,其动能越大。
3.探究影响动能大小因素的实验应用的方法有:控制变量法、转换法(把动能的大小转换成观察物块被推动距离的远近)三、势能及影响势能大小的因素1.势能:重力势能、弹性势能2.重力势能:物体由于被举高而能够做功所具有的能叫重力势能①影响重力势能的因素:被举高的物体质量越大,高度越高,其重力势能越大②一般认为,水平地面上的物体重力势能为零。
位置升高的质量一定的物体(不论匀速升高,还是加速升高,或减速升高,只要是升高)重力势能在增大,位置降低的质量一定的物体(不论匀速降低,还是加速降低,或减速降低,只要是降低)重力势能在减小,高度不变的质量一定的物体重力势能不变。
3.弹性势能:物体由于发生弹性形变而能够做功所具有的能叫弹性势能①影响弹性势能的因素:发生弹性形变的物体,形变程度越大,其弹性势能越大②对同一弹簧或同一橡皮筋来讲(在一定弹性范围内)形变越大,弹性势能越大。
物体是否具有弹性势能的标志:是否发生弹性形变。
四、机械能1.定义:动能和势能统称为机械能2.机械能的单位:焦耳(J)3.动能和势能可以相互转化五、机械能与其他形式的能之间的转化1.能的种类:能的种类很多,如:机械能、热能、电能、太阳能、核能、风能、水能、化石能………2.机械能可转化为电能,如:水力发电、风力发电3.机械能可转化为热能,如:相互搓手时,双手的温度会升高,这是机械能转化为热能4.机械能守恒定律:如果物体只有动能和势能相互转化,机械能的总和不变,或者说机械能是守恒的。
考点例析一、能量的概念例1.下列说法正确的是( )A.做完功的物体一定具有能B.能够做功的物体一定具有能C.没有做功的物体不具有能D.具有能的物体一定在做功二、动能、势能大小的变化例2.如果卡车空载和满载时都以相同的速度行驶,那么满载时的动能空载时的动能。
功率与汽车启动问题:1.飞行员进行素质训练时,抓住秋千杆由水平状态开始下摆,到达竖直状态的过程中(图), 飞行员受重力的瞬时功率的变化情况是( ) A .一直增大B .一直减小.C .先增大后减小D .先减小后增大2.一辆汽车从静止开始做加速直线运动,运动中保持牵引功率不变,行驶10 s ,速度达到10 m/s ,则汽车在这段时间行驶的距离 ( ) A .一定大于50m B .一定小于50 m C .一定等于50 mD .可能等于50 m3.一物体在粗糙的水平面上受到水平拉力作用,在一段时间内的速度随时间变化情况如左下图所示.则拉力的功率随时间变化的图象可能是右下图中的( )4.起重机的不变功率P =10kw ,将地面m =500kg 的物体由静止向上吊起h =2m ,达到最大速度max v 。
求:(1)最大速度max v(2)由静止到达最大速度所用的时间t5.汽车在平直公路上以速度v 0匀速行驶,发动机功率为P ,牵引力为F 0。
t 1时刻,司机减小了油门,使汽车的功率立即减小一半,并保持该功率继续行驶,到t 2时刻,汽车又恢复了匀速直线运动(设整个过程中汽车所受的阻力不变)。
下面几个关于汽车牵引力F 、汽车速度v 在这个过程中随时间t 变化的图像中正确的是( )动能定理问题:1.质量为m 小球被系在轻绳的一端,在竖直平面内做半径为R 的圆周运动,运动过程中小球受到空气阻力的作用.设某一时刻小球通过轨道的最低点,此时绳子的张力为7mg,此后小球继续做圆周运动,经过半个圆周恰好能通过最高点,则在此过程中小球克服空气阻力所做的功为 ( )A.4mgRB.3mgRC.2mgRD.mgR2.如图所示,木板可绕固定的水平轴O 转动,在木板从水平位置OA 缓慢转到OB 位置的过程中,木板上重为5 N 的物块始终相对于木板静止,物块克服重力做功用N 表示木板对物块的支持力,f 表示木板对物块的摩擦力,则( )A.物块被抬高了0.8 mB.N 对物块做功4 J,f 对物块不做功C.N 对物块不做功,f 对物块做功4 JD.N 和f 对物块所做功的代数和为04.质量m=2kg的物体以50J的初动能在粗糙的水平面上滑行,其动能变化与位移关系如图所示,则物体在水平面上的滑行时间t为()。
2D、2sA、5sB、4sC、s25.一质量为2kg的滑块,以4m/s的速度在光滑的水平面上滑动,从某一时刻起,给滑块施加一个与运动方向相同的水平力,经过一段时间,滑块的速度大小变为5m/s,则在这段时间里,水平力做的功为()A、9JB、16JC、25JD、41J6.如图所示,固定的光滑竖直杆上套着一个滑块,用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑轮,以大小恒定的拉力F拉绳,使滑块从A点起由静止开始上升.若从A点上升至B点和从B点上升至C点的过程中拉力F做的功分别为W1、W2,滑块经B、C两点时的动能分别为E K B、E K C,图中AB=BC,则一定有()A.W l>W2 B.W1<W2 C.E K B>E K C D.E K B<E K C7.某消防队员从一平台上跳下,下落2m后双脚着地,接着他用双腿弯曲的方法缓冲,使自身重心又下降了0.5m,由此可估计在着地过程中,地面对他双脚的平均作用为自身所受重力的( )(A)2倍(B)5倍(C)8倍(D)10倍8.如图所示,一滑块从半圆形光滑轨道上端由静止滑下,当滑到最低点时,关于滑块动能大小和它对轨道最低点的压力,下列叙述中正确的是( )A.轨道半径越大,滑块动能越大,对轨道压力越大B轨道.半径越大,滑块动能越大,对轨道压力越小C.轨道半径越大,滑块动能越大,对轨道压力与半径无关D.轨道半径变化,滑块动能和对轨道压力都不变子弹打木块:1、质量为m的子弹,以水平速度v射入静止在光滑水平面上质量为M的木块,并留在其中,下列说法正确的是()A.子弹克服阻力做的功与木块获得的动能相等B.阻力对子弹做的功与子弹动能的减少相等C.子弹克服阻力做的功与子弹对木块做的功相等D.子弹克服阻力做的功大于子弹对木块做的功2、一木块静止在光滑水平面上,有一子弹水平射入木块2cm而相对静止,同时间内木块被带动前移了1cm,则子弹损失的动能、木块获得的动能以及子弹与木块共同损失的动能三者之比为()A 3 : 1 : 2B 3 : 2 : 1C 2 : 1 : 3D 2 : 3 : 1传送带问题:1、如图所示,水平长传送带始终以速度s /m 3v =匀速运动。
现将一质量为m=1kg 的物体放于左端(无初速度),最终物体与传送带一起以3m/s 的速度运动,在物块由速度为零增加至v=3m/s 的过程中,求:(1)由于摩擦而产生的热量;(2)由于放了物块,带动传送带的电动机多消耗多少电能?2.如图所示,质量为m 的物体在水平传送带上由静止释放,传送带由电动机带动,始终保持以速度v 匀速运动,物体与传送带间的动摩擦因数为μ,物体过一会儿能保持与传送带相对静止,对于物体从静止释放到相对静止这一过程,下列说法正确的是( )A .电动机多做的功为221mv B .物体在传送带上的划痕长gv μ2 C .传送带克服摩擦力做的功为221mv D .电动机增加的功率为mgv μ3.如图,一传送皮带与水平面夹角为30°,以2m/s 的恒定速度顺时针运行.现将一质量为10 kg的工件轻放于底端,经一段时间送到高2m 的平台上,工件与皮带间的动摩擦因数为 μ= /2,求带动皮带的电动机由于传送工件而多消耗的电能.弹簧问题:1、如图所示,滑块静止于光滑水平面上,与之相连的轻质弹簧处于自然伸直状态.现用恒定的水平外力F 作用于弹簧右端,在向右移动一段距离的过程中,拉力F 做了10 J 的功.上述过程中( ) A.弹簧的弹性势能增加了10 JB.滑块的动能增加了10 JC.滑块和弹簧组成的系统机械能增加了10 JD.滑块和弹簧组成的系统机械能守恒2、如图所示,电梯的质量为M,其天花板上通过一轻质弹簧悬挂一质量为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,则在这段运动过程中,以下说法正确的是 ( )A.轻质弹簧对物体的拉力所做的功等于212mvB.钢索的拉力所做的功等于212mv MgH +C.轻质弹簧对物体的拉力所做的功大于212mvD.钢索的拉力所做的功等于212()()m M v m M gH +++3、竖立在水平地面上的轻弹簧,下端与地面固定,将一个金属球放置在弹簧顶端(球与弹簧不粘连),并用力向下压球,使弹簧做弹性压缩。
稳定后用细线把弹簧栓牢.如图a 所示.烧断细线,球将被弹起,且脱离弹簧后能继续向上运动。
如图b 所示.那么该球从细线被烧断到刚脱离弹簧的运动过程中( )A.球刚脱离弹簧时弹簧的弹性势能最小B.球刚脱离弹簧时的动能最大C.球所受合力的最大值不一定大于重力值D.在某一阶段内,球的动能减小而它的机械能增加4.如图,质量为m 1的物体A 经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m 2的物体B 相连,弹簧的劲度系数为k , A .B 都处于静止状态。
一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮,一端连物体A ,另一端连一轻挂钩。
开始时各段绳都处于伸直状态,A 上方的一段绳沿竖直方向。
现在挂钩上挂一质量为m 3的物体C 并从静止状态释放,已知它恰好能使B 离开地面但不继续上升。
若将C 换成另一个质量为(m 1+ m 3)的物体D ,仍从上述初始位置由静止状态释放,则这次B 刚离地时D 的速度的大小是多少?已知重力加速度为g 。
系统问题:1、如图所示,B 物体的质量是A 物体质量的1/2,在不计摩擦阻力的情况下,A 物体自H 高处由静止开始下落.以地面为参考平面,当物体A 的动能与其势能相等时,物体距地面的高度是( ) A .51H B .52H C .54H D .31H功能关系:1、已知货物的质量为m,在某段时间内起重机将货物以a 的加速度加速升高h,则在这段时间内叙述正确的是 ( ) A.货物的动能一定增加mah-mgh B.货物的机械能一定增加mah C.货物的重力势能一定增加mahD.货物的机械能一定增加mah+mgh2、一物体沿斜面向上运动,运动过程中质点的机械能E 与竖直高度h 关系的图象如图所示,其中O ~1h 过程的图线为水平线1h , ~2h 过程的图线为倾斜直线.根据该图象,下列判断正确的是( )A.物体在O ~1h 过程中除重力外不受其他力的作用B.物体在O ~1h 过程中只有重力做功其他力不做功C.物体在1h ~2h 过程中合外力与速度的方向一定相反D.物体在O ~2h 过程中动能可能一直保持不变 5、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焰;降落伞在空中匀速下降;条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈,线圈中产生电流.上述不同现象中所包含的相同的物理过程是( ) A.物体克服阻力微功 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6、从离地面九高处水平抛出一个小球.经过时间t ,小球的动能和势能相等.空气阻力不计。
重力加速度为g .以地面为零势能参考面。
则可知( ) A.抛出点的高度h 满足2gt h > B.抛出点的高度h 满足2221gt h gt <<C.落地时的速率v 1满足gt v 21> D.落地时的速率v 1满足gt v gt 21<<7、如图所示,小车上有固定支架,支架上用细线拴一个小球,线长为l (小球可看做质点),小车与小球一起以速度v 0沿水平方向向左匀速运动。
当小车突然碰到矮墙后车立即停止运动,此后小球升高的最大高度可能是(线未被拉断)( )A.大于v 02/2gB.小于v 02/2gC.等于v 02/2gD.等于2l9.如图甲所示,在倾角为θ的光滑斜面上,有一个质量为m 的物体在沿斜面方向的力F 的作用下由静止开始运动,物体的机械能E 随位移x 的变化关系如图乙所示。
其中0~x 1过程的图线是曲线,x 1~x 2过程的图线为平行于x 轴的直线,则下列说法中正确的是( ) (A )物体在沿斜面向下运动(B )在0~x 1过程中,物体的加速度一直减小 (C )在0~x 2过程中,物体先减速再匀速(D )在x 1~x 2过程中,物体的加速度为g sin θ10.如图,穿在足够长的水平直杆上质量为m 的小球开始时静止。
现对小球沿杆方向施加恒力F 0,垂直于杆方向施加竖直向上的力F ,且F 的大小始终与小球的速度成正比,即F =kv (图中未标出).已知小球与杆间的动摩擦因数为μ,且F 0>μmg 。