机械能复习2

限 时 规 范 特 训
必修二
第五章 机械能及其守恒定律
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基 础 知 识 梳 理
高三物理
动能
运动 1．定义：物体由于运动而具有的能．
1 2 2．公式：Ek＝ mv 2. 2 3．单位：J,1 J＝1 N· m＝1 kg· 2/s2. m 4．矢标性：动能是标量，只有正值． 标量
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考 技 案 例 导 析
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第五章 机械能及其守恒定律
பைடு நூலகம்
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高三物理
例1 如图是某中学科技小组制 作的利用太阳能驱动小车的装置．当 太阳光照射到小车上方的光电板时， 光电板中产生的电流经电动机带动小 车前进．若小车在平直的水泥路上从静止开始加速行驶， 经过时间t前进距离s，速度达到最大值vm，设这一过程中 电动机的功率恒为P，小车所受阻力恒为F，那么这段时 间内电动机所做的功为( Fs A. 2
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高三物理
得 f＝m(g－a)＝80×(10－8)N＝160 N (2)从图中估算得出运动员在 14 s 内下落了 h＝39.5×2×2 m＝158 m
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1 2 根据动能定理，有 mgh－Wf＝ mv 2 1 2 所以有 Wf＝mgh－ mv 2 1 ＝(80×10×158－ ×80×62) J＝1.25×105 J 2
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第五章 机械能及其守恒定律
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机械能守恒定律二考试要求内容基本要求 略高要求 较高要求 重力做功与重力势能 理解重力做功与重力势能变化的关系 计算重力势能的大小功能关系、机械能守恒定律及其应用 理解功能关系及机械能守恒定律运用功能关系及机械能守恒定律进行解题 与电磁学等其他知识相结合，运用相关规律解题 框架知识点1 机械能1．定义：物体的动能和势能（重力势能和弹性势能）的总称为机械能．2．理解：（1）状态量：机械能可以表示物体或物体系统在某一状态下的机械运动的能量或做功本领的大小，机械能大的物体往往做功能力强，机械能是标量，单位是焦耳．（2）相对性、系统性：机械能是相对的，参考系一定，零势面一定，物体或物体系的机械能才能确定，当存在重力势能、弹性势能时机械能属于物体与地球及弹簧整体具有的．（3）机械能的变化：21E E E ∆=-，末状态的机械能减去初状态的机械能．知识点2 机械能守恒定律1．内容：在只有重力（或系统内弹力）做功的情形下，物体的重力势能（或弹性势性）和动能发生相互转化，但总的机械能保持不变．2．表达式：k p k p E E E F ''+=+（要选零势能参考平面）或k p E E ∆=∆（不用选零势能参考平面）或A B E E ∆=∆增减（不用选零势能参考平面）3．机械能守恒的条件及其含义：（1）条件：只有重力（或弹簧弹力）做功．（2）含义：其一：只发生机械能内部的相互转化（即只发生动能、重力势能和弹性势能的相互转化），前提是只有重力或弹力做功．其二：不发生机械能与其他形式能的相互转化，前提是其他力不做功．（3）只有重力做功可作如下三层解释：①只受重力作用：例如在不考虑空气阻力的情况下的各种抛体运动，自由落体，竖直球平抛、斜抛等．②受其他力，但其他力不做功，只有重力做功．③除重力和弹力之外，还有其他力做功，但其他力做功总和为零，物体的机械能不变，但不守恒．4．机械能是否守恒的判断（1）用做功来判断：分析物体或物体系的受力情况（包括内力和外力），明确各力做功的情况，若对物体或系统只有重力或弹力做功，没有其他力做功，则机械能守恒；（2）用能量转化来判定：若物体系中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体系机械能定恒；（3）对一些绳子突然绷紧，物体间碰撞等问题，机械能一般不守恒．除非题目特别说明或暗示，完全非弹性碰撞过程机械能不守恒．5．机械能守恒的理解机械能守恒的对象可以是某一物体，也可是某个物体系组成的系统．（1）机械能守恒即为物体（系统）在初状态的总机械能1E 等于末状态的总机械能2E ．（2）机械能守恒意味着在此过程中，物体（或系统）减少的势能p E ∆等于增加的动能k E ∆，反之亦然，即p k E E ∆=-∆．（3）若系统内只有A B 、两个物体，则A 减少的机械能A E ∆等于B 增加的机械能B E ∆，反之亦然，即A B E E ∆=-∆．6．加深对机械能守恒定律的理解（1）机械能守恒定律是特殊条件下的能量守恒定律的具体体现．（2）机械能守恒定律的推论：当外力做功或者系统内力做功不为零时，机械能虽然不守恒，但能量是守恒的，有部分机械能与其他能量发生转化．根据机械能守恒定律，当重力以外的力不做功，物体（或系统）的机械能守恒，显然，当重力以外的力做功不为零时，物体（或系统）的机械能要发生改变．重力以外的力做正功，物体（或系统）的机械能增加，重力以外的力做负功，物体（或系统）的机械能减少，且重力以外的力做多少功，物体（或系统）的机械能就改变多少，即重力以外的力做功的过程，就是机械能和其他形式的能相互转化的过程．在这一过程中，重力以外的力做的功是机械能改变的量度．即21G W E E =-外．（3）内力为滑动摩擦力时，f f W F s =⋅∆，s ∆为相对位移．7．应用机械能守恒定律应注意的问题（1）运用21E E =解题时，需要选零势面．运用k p E E ∆=-∆解题时，不必选零势面．（2）解决动力学问题应注意运动条件、能量条件．（3）注意物体或物体系在全过程机械能守恒还是某一阶段能守恒，以便正确运用守恒规律解题． （4）除了重力、弹力做功以外，还有其他内、外力做功，但做功的代数和为零，此时物体或物体系的机械能仍然守恒．8．功能关系的总结做功的过程是能量转化的过程，功是能量转化的量度．在本章中，功和能关系有三种具体形式：（1）动能定理反映了合外力做的功和动能改变的关系，即合外力做功的过程，是物体的动能和其他形式的能量相互转化的过程，合外力所做的功，是物体动能变化的量度，即21k k W E E =-总．（2）重力做功的过程是重力势能和其他形式的能量相互转化的过程，重力做的功量度了重力势能的变化，即12G p p W E E =-．（3）重力以外的力做功的过程是机械能和其他形式的能量相互转化的过程，重力以外的力做的功量度了机械能的变化，即21G W E E =-外．知识点3 机械能守恒定律的条件1．系统：系统是指相互作用着的两个以上物体的组合．机械能是动能和势能（包括重力势能和弹性势能）的总称，而势能总是属于系统的，不是只属于单个物体的．例如重力势能属于重物和地球组成的系统，弹性势能则属于弹性体组成的系统．有时，习惯上把机械能说成是单个物体的，这是不严谨的，而且常常导致我们对机械能题无法做出正确的分析．2．内力和外力：首先要明确“内力”和“外力”都是指系统内的物体所受到的力．其中系统内物体间的相互作用力叫做系统的内力，系统外的物体对系统内的物体的作用力叫做系统的外力．内力中总有重力，但不一定有弹力和摩擦力．3．机械能的转化：是指重力势能、弹性势能和动能之间的转化．内力中的重力做功时重力势能和动能相互转化；内力中的弹力做功，使弹性势能和动能相互转化．这样的功显然是不会使系统的机械能发生变化的．4．机械能守恒：是指我们所研究的系统的机械能——重力势能、弹性势能、动能的总和保持不变．机械能守恒是否守恒应从功和能两个角度进行判断．功的角度：除内力中的重力和弹力做功外，不受其他内力或外力，若其他力所做功的代数和为零，系统的机械能守恒．能的角度：除内力中的重力和弹力做功外，还有其他内力或外力做功，但无法确定这些力做功之和是否为零，但系统内的物体在相互作用过程中，只有动能和势能的相互转化，无其他能量参与，且系统没有和外界发生能的转化，则系统的机械能守恒．知识点4 机械能守恒定律的表达式1．初状态和末状态的机械能分别为E E 12和，则E E 12=，也可写成：E E E E k p k p 1122+=+． 2．在机械能守恒的过程中，势能的减少量为∆E P 减，动能的增加量为∆E k 增，则∆E ∆p k E 减增=．同理∆∆E E p k 增减=． 3．若系统中除地球外还有两个物体A 、B ，则A 减少的机械能等于B 增加的机械能，即∆∆E E A B 减增=． 知识点5 机械能守恒定律的验证一、实验步骤1．按图装置固定好计时器，并用导线将计时器接到电压合适的交流电源上（电火花计时器要接到220V交流电源上，电磁打点计时器要接到4V ～6V 的交流低压电源上）．2．将纸带的一端用小夹子固定在重物上，使另一端穿过计时器的限位孔，用手竖直提着纸带，使重物静止在靠近计时器的地方．3．接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列小点．4．换几条纸带，重做上面的实验．5．从几条打上了点的纸带上挑选第一、二两点间的距离接近2mm且点迹清晰的纸带进行测量．6．在挑选出的纸带上，先记下打第一个点的位置0（或A），再任意选取几个点1、2、3（或B、C、D）等，用刻度尺量出各点到0的距离h1、h2、h3等，如图所示．7．用公式v n=（h n+1-h n-1）/2T计算出各点对应的瞬时速度v1、v2、v3等．8．计算出各点对应的势能减少量mgh n和动能的增加量1/2mv n2的值，进行比较，得出结论．9．实验结论：在只有重力做功的情况下，物体的重力势能和动能可以相互转化，但机械能的总量保持不变．二、实验注意事项1．计时器要竖直地架稳、放正．架稳就是要牢固、稳定．重物下落时它不振动；放正就是使上下两个限位孔在同一竖直平面内一条竖直线上与纸带运动方向相同，以减小纸带运动时与限位孔的摩擦（可用手提住固定好重物的纸带上端，上下拉动纸带，寻找一个手感阻力最小的位置）．2．打点前的纸带必须平直，不要卷曲，否则纸带在下落时会卷到计时器的上边缘上，从而增大了阻力，导致实验误差过大．3．接通电源前，提纸带的手必须拿稳纸带，并使纸带保持竖直，然后接通电源，待计时器正常工作后，再松开纸带让重物下落，以保证第一个点迹是一个清晰的小点．4．对重物的要求：选用密度大、质量大些的物体，以减小运动中阻力的影响（使重力远大于阻力）．5．纸带的挑选：应挑选第一、二两点间的距离接近2mm且点迹清晰的纸带进行测量．这是因为：本实验的前提是在重物做自由落体运动的情况下，通过研究重力势能的减少量与动能的增加量是否相等来验证机械能是否守恒的，故应保证纸带（重物）是在打第一个点的瞬间开始下落．计时器每隔0.02s 打一次点，做自由落体运动的物体在最初0.02s内下落的距离h1=1/2gt2=1/2×9.8×0.022m=0.002m=2 mm，所以若纸带第一、二两点间的距离接近2mm，就意味着重物是在打第一个点时的瞬间开始下落的，从而满足本次实验的前提条件（打第一个点物体的初速度为零，开始做自由落体运动）．6．测量下落高度时，必须从起点O量起．为了减小测量的相对误差，选取的计数点要离O点适当远些（纸带也不宜过长，其有效长度可在60cm～80cm以内）．7．本实验并不需要知道重力势能减少量和动能增加量的具体数值，只要对mgh与1/2mv2进行比较（实际上只要验证1/2v2=gh即可）以达到验证机械能守恒的目的，所以不必测出重物的质量．8．误差分析：（1）做好本实验的关键是尽量减小重物下落过程中的阻力，但阻力不可能完全消除．本实验中，误差的主要来源是纸带摩擦和空气阻力．由于重物及纸带在下落中要不断地克服阻力做功，因此物体动能的增加量必稍小于重力势能的减少量，这是系统误差．减小系统误差的方法有选用密度大的实心重物，重物下落前纸带应保持竖直，选用电火花计时器等．（2）由于测量长度会造成误差，属偶然误差，减少办法一是测距离都应从起点0量起，下落高度h适当大些（过小，h不易测准确；过大，阻力影响造成的误差大），二是多测几次取平均值．例题【例1】对一个系统，下面说法正确的是（）A．受到合外力为零时，系统机械能守恒B．系统受到除重力、弹力以外的力做功为零时，系统的机械能守恒C．只有系统内部的重力、弹力做功时，系统机械能守恒D．除重力、弹力以外的力只要对系统作用，系统的机械能不守恒【例2】在下列物理过程中，机械能守恒的有（）A．把一个物体竖直向上匀速提升的过程B．人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程C．汽车关闭油门后沿水平公路向前滑行的过程D．从高处竖直下落的物体落在竖直的弹簧上，压缩弹簧的过程，对弹簧，物体和地球这一系统【例3】内壁光滑的环形凹槽半径为R，固定在竖直平面内，一根长度为2R的轻杆一端固定有质量为m的小球甲，另一端固定有质量为2m的小球乙，将两小球放入凹槽内，小球乙位于凹槽的最低点，如图所示，由静止释放后（）A．下滑过程中甲球减少的机械能总是等于乙球增加的机械能B．下滑过程中甲球减少的重力势能总是等于乙球增加的势能C．甲球可沿凹槽下滑到槽的最低点D．杆从右向左滑回时，乙球一定能回到凹槽的最低点【例4】一个物体以一定的初速度竖直上抛，不计空气阻力，那么如图所示，表示物体的动能E k随高度h 变化的图象A、物体的重力势能E p随速度v变化的图象B、物体的机械能E随高度h变化的图象C、物体的动能E k随速度v的变化图象D，可能正确的是（）【例5】 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 ．整个运动过程中小朋友的重力势能减少量等于产生的热量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不做功【例6】 如图所示，质量为m 的物块从A 点由静止开始下落，加速度是12g ，下落H 到B 点后与一轻弹簧接触，又下落h 后到达最低点C ，在由A 运动到C 的过程中，空气阻力恒定，则（ ）A ．物块机械能守恒B ．物块和弹簧组成的系统机械能守恒C ．物块机械能减少)(21h H mg + D ．物块、弹簧和地球组成的系统机械能减少)(21h H mg + 【例7】 一辆小车静止在光滑的水平面上，小车立柱上系一根长为L 拴有小球的细绳，小球由和悬点在同一水平面处释放，如图所示，小球在摆动时，不计一切阻力，下面说法中正确的是（ ）A ．小球的机械能守恒B ．小球的机械能不守恒C ．小球和小车的总机械能不守恒D ．小球和小车的总机械能守恒【例8】 如图所示装置中，木块与水平桌面间的接触面是光滑的，子弹A 沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短，则从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中（ ）A ．子弹与木块组成的系统机械能守恒B ．子弹与木块组成的系统机械能不守恒C ．子弹、木块和弹簧组成的系统机械能守恒D ．子弹、木块和弹簧组成的系统机械能不守恒【例9】 如图所示，水平传送带两端点A 、B 间的距离为L ，传送带开始时处于静止状态．把一个小物体放到右端的A 点，某人用恒定的水平力F 使小物体以速度v 1匀速滑到左端的B 点，拉力F 所做的功为W 1、功率为P 1，这一过程物体和传送带之间因摩擦而产生的热量为Q 1．随后让传送带以v 2的速度匀速运动，此人仍然用相同的水平力恒定F 拉物体，使它以相对传送带为v 1的速度匀速从A 滑行到B ，这一过程中，拉力F 所做的功为W 2、功率为P 2，物体和传送带之间因摩擦而产生的热量为Q 2．下列关系中正确的是（ ）A ．W 1＝W 2，P 1＜P 2，Q 1＝Q 2B ．W 1＝W 2，P 1＜P 2，Q 1＞Q 2C ．W 1＞W 2，P 1＝P 2，Q 1＞Q 2D ．W 1＞W 2，P 1＝P 2，Q 1＝Q 2【例10】 如图所示，A 球用线悬挂且通过弹簧与B 球相连，两球质量相等．当两球都静止时，将悬线烧断，下列说法正确的是（ ）A ．线断瞬间，A 球的加速度大于B 球的加速度B ．线段后最初一段时间里，重力势能转化为动能和弹性势能C ．在下落过程中，两小球和弹簧组成的系统机械能守恒D ．线断后最初一段时间里，动能的增量大于重力势能的减少【例11】 如图，在光滑水平面上，物体B 静止，在B 上固定一个轻弹簧．在物体A 以某一速度沿水平方向向右运动时，通过弹簧与物体B 发生作用，两物体质量相等，作用过程中，弹簧获得最大弹性势能为p E ．现将B 的质量加倍，再使物体A 通过弹簧与物体B 发生作用（作用前物体B 仍静止），作用过程中，弹簧获得最大弹性势能仍为p E ，则在物体A 开始接触弹簧到弹簧具有最大弹性势能的过程中，第一次和第二次相比（ ）A ．物体A 的初动能之比为1:2B ．物体A 的初动能之比为2:3C ．物体A 损失的动能之比为27:32D ．物体A 损失的动能之比为9:8【例12】 如图所示，质量为m 的物体以初速度0v 沿水平面向左运动，起始点A与轻弹簧O 端的距离为s ，物体与水平面间的动摩擦因数为 ，物体与弹簧相撞后，弹簧的最大压缩量为x ，则弹簧被压缩最短时，弹簧具有的弹簧势能为_____________．【例13】 撑杆跳运动比赛中的几个画面，下列说法中正确的是（ ）A ．运动员过最高点时的速度为零B ．撑杆恢复形变时，其弹性势能全部转化为运动员的动能C ．运动员助跑阶段，身体中的化学能只转化为人的动能D ．运动员在上升过程中对杆先做正功后做负功AB v2F v 1【例14】如图所示，质量分别为m和2m的两个小球A和B，中间用轻质杆相连，在杆的中点O处有一固定转动轴，把杆置于水平位置后释放，在B球顺时针摆动到最低位置的过程中（）A．B球的重力势能减少，动能增加，B球和地球组成的系统机械能守恒B．A球的重力势能增加，动能也增加，A球和地球组成的系统机械能不守恒C．A球、B球和地球组成的系统机械能守恒D．A球、B球和地球组成的系统机械能不守恒【例15】如图A、B两个物体质量均为m，由轻杆相连，光滑水平轴AO=L，BO=2L，使杆由水平位置静止释放，当B转至O点正下方时，速度为________，它对细杆的拉力为________．【例16】A、B两球用细线绕过半径为R的圆柱体静止在水平直径两端，两球质量为m1和m2，m1>m2，可看成质点当m2刚好到达圆柱体顶端时对圆柱体压力为0，求两球的质量比值为多少?【例17】伽利略曾设计如图所示的一个实验，将摆球拉至M点放开，摆球会达到同一水平高度上的N点．如果在E或F处钉钉子，摆球将沿不同的圆弧达到同一高度的对应点；反过来，如果让摆球从这些点下落，它同样会达到原水平高度上的M点．这个实验可以说明，物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面（或弧线）下滑时，其末速度的大小（）A．只与斜面的倾角有关B．只与斜面的长度有关C．只与下滑的高度有关D．只与物体的质量有关【例18】 某实验小组利用如图甲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（气垫导轨底座已调水平）．（1）如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d =____________cm ；实验时将滑块从图6所示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t =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）．（2）本实验通过比较_______和_____________在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），从而验证了系统的机械能守恒．【例19】 用如图实验装置验证m 1、m 2组成的系统机械能守恒．m 2从高处由静止开始下落，m 1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．下图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示．已知m 1=50g 、m 2=150g ，则（g 取10m/s 2，结果保留两位有效数字）①在纸带上打下记数点5时的速度v =______________m/s ；②在打点0~5过程中系统动能的增量△E K =____________J ，系统势能的减少量△E P =_________J ，由此得出的结论是__________________________________________________；③若某同学作出h v 221图像如图，则当地的实际重力加速度g=_____________m/s 2．v 2/2(m 2/s 2)h (m) 1.205.82 0 m 1m 226.40 单位：cm 0 38.4021.60 1 2 3 4 5 6【例20】 如图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、天平．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______A ．米尺B ．秒表C ．0～12V 的直流电源D ．0～12V 的交流电源②实验中误差产生的原因有：_________________________________________________________________________________，___________________________________________________________________．（写出两个原因）【例21】 在利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中：（1）下面叙述正确的是（ ）A ．选用的重锤的质量应当稍大一些；B ．必须选用点迹清晰，且第一、二两点间的距离接近2mm 的纸带才行；C ．操作时应先通电再放释放纸带；D ．电磁打点计时器都应接在电压为4～6V 的直流电源上．（2）实验桌上有下列器材可供选用：铁架台，电磁打点计时器，复写纸，纸带，秒表，低压交流电源（带开关），导线，天平，刻度尺．其中不必要的器材有________________________；缺少的器材是____________________．【例22】“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的（甲）或（乙）方案来进行． （1）比较这两种方案， （填“甲”或“乙”）方案好些．打点计时器 纸带夹子重锤 （甲） 自由落体实验 验证机械能守恒定律打点计时器 小车纸带（乙）斜面小车实验验证机械能守恒定律 O 7.2 O A B C DE F 11.9 16.721.5 26.4 单位：cm（2）如图是该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图中所示，已知相邻两个计数点之间的时间间隔T ＝0.1s ．物体运动的加速度a ＝_____________；该纸带是采用________（填“甲”或“乙”）实验方案得到的．【例23】 如图是用打点计时器打出的4条纸带A 、B 、C 、D ，某同学在每条纸带上取了连续的4个点，并用刻度尺测出了相邻两个点间距离．其中一条纸带是用重锤的自由落体运动做“验证机械能守恒定律”实验时打出的，则该纸带是（所用交流电频率为50Hz ，当地的重力加速度为9.791m/s 2）_____________．【例24】 某学习小组的同学利用如图所示装置验证动能定理，按如图所示组装好器材，在未装沙子的情况下释放小桶，滑块仍处于静止状态．你若是小组中的一位成员，要完成该实验 （1）你认为首先要进行的步骤是________________________；（2）实验时为了保证“滑块受到的合力可认为与沙和沙桶的总重力大小基本相等”，沙和沙桶的总质量m 与滑块的质量M 应满足的关系是______________；（3）实验时，让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L 和这两点的速度大小v 1与v 2（v 1<v 2）．则本实验最终要验证的数学表达式为_______________（用题中的字母表示）．【例25】 利用图示装置进行验证机械能守恒定律的试验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v 和下落高度h ．某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案． A ．用刻度尺测出物体下落的高度h ，并测出下落时间t ，通过v gt =计算出瞬时速度0vB ．用刻度尺测出物体下落的高度h ，并通过2v gh =计算出瞬时速度C ．根据做匀速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度，并通过计算出高度hD ．用刻度尺测出物体下落的高度h ，根据做匀速直线运动时纸带上某点 的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度0v ． 以上方案中只有一种正确，正确的是__________________．（填入相应的字母）【例26】某实验小组利用如图甲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．（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）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，遮光条的宽度为d，则滑块经过光电门时的瞬时速度为________，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）．（3）本实验通过比较___________和_____________在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），从而验证了系统的机械能守恒（当地重力加速度为g）【例27】北京时间2010年4月14日7时49分，青海省玉树藏族自治州玉树县发生了7.1级地震．若已知7.1级地震释放的能量相当于M（kg）三硝基甲苯（TNT）爆炸所产生的能量，三硝基甲苯的爆炸当量为n（J/kg），三峡水电站的总装机容量为P（W）．若按总装机容量计算，这次地震释放的能量相当于三峡水电站多长时间的发电量（）A．MntP=B．MtnP=C．PtMn=D．nPtM=【例28】有以下物理现象：在平直公路上行驶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；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生感应电流．在这些现象所包含的物理过程中，这些运动的物体具有的相同特征是（）A．都有重力做功B．物体都要克服阻力做功C．都有动能转化为其他形式的能D．都有势能转化为其他形式的能【例29】某人造地球卫星因受高空稀薄气体的作用，绕地球运转的轨道会慢慢改变，每次测量中卫星的运动可近似看做圆周运动，某次测量的卫星轨道半径为r1，后来变为r2，r2<r1，以E k1、E k2表示卫星在这两个轨道上的动能，T1、T2表示卫星在这两个轨道上绕地球运动的周期则（）A．E k2<E k，T1<T2 B．E k2<E k1，T2>T1C．E k2>E k1，T2<T1D．E k2<E k1，T2>T1。

专题06 机械能和简单机械考点整理一、机械能1、物体由于而具有的能叫动能，它是由物体的和共同决定的。

2、物体由于而具有的能叫重力势能，它是由物体的和共同决定的。

3、物体由于而具有的能叫弹性势能，它是由物体的同决定的。

4、动能可以转化为，势能可以转化为在这个过程中，如果没有摩擦力，则总量保持不变。

二、简单机械1.杠杆是指一根，在下，能够绕着转动。

2.杠杆的五要索是指：(1)杠杆转动时绕着的固定点叫；(2)的力叫动力；（3)的力叫阻力。

(4)从的距离叫动力臂；（5)从的距离叫阻力臂。

3.研究杠杆的平衡条件：(1)杠杆平衡是指杠杆处于的状态或者的状态。

(2)实验前，应调节杠杆两端的，使杠杆在平衡。

这样做的目的是(3)结论:杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是。

4.根据使用杠杆时的用力情况，我们可以把杠杆分为杠杆、杠杆及杠杆。

平常所使用的工具中，理发师用的剪刀属于杠杆，剪断钢筋用的钳子属于杠杆，而在实验室中用来测量物体质量的天平则属于杠杆。

5、定滑轮实质是一个杠杆。

使用定滑轮不能，但可以改变，动滑轮实质是一个杠杆，使用动滑轮可以，但不能改变6、滑轮组不但可以，而且可以改变力的7、使用滑轮组时，重物和动滑轮的总重由几段绳子来承担，提起重物所用的力就是总重的8.利用机械的时候，对人们有用的功叫，人们不需要又不得不做的功叫，叫总功；叫做机械效率。

9.利用机械做功时，因为总是要做额外功，所以总功有用功，机械效率1。

（填“大于”“小于”或“等于”）。

10.提高滑轮组的机械效率的有效办法主要有:减小和，因为通过这两种方法都可以减小即时练习1．如图所示，用滑轮组拉动重为70牛的物体A，用10秒的时间使物体A在水平方向匀速移动5米，所用拉力F为20牛，地面对物体A的摩擦力为30牛。

以下说法不正确的是（）A．绳子自由端移动的距离是10米B．克服摩擦力做的有用功是150焦C．滑轮组的机械效率为75%D．拉力F做功的功率为10瓦2．如图所示，在调节平衡后的杠杆两侧，分别挂上相同规格的钩码，杠杆处于平衡状态。

河南省淮滨县第一中学2020——2021学年度八年级物理下册第十一章功和机械能期末复习训练题2一、选择题（16分）1．关于功、功率和能量，下列说法不正确的是（）A．苹果自由下落过程中，重力对物体做功且重力做功越来越快B．当作用在物体上的力与物体的运动方向总是垂直时，这个力对物体不做功C．跳水运动员从最高点下落到水面的过程中，通过重力做功把重力势能转化为动能D．用运载火箭发射宇宙飞船加速升空时，宇宙飞船的动能转化为重力势能2．如图所示，用手将一个小球由静止竖直向上抛出，小球与手分离后竖直上升的过程中，依次通过A、B、C三个位置，已知小球通过AB段与BC段所用的时间相同，h AB>h BC，C点为小球到达的最高点，不计空气阻力，则下列说法正确的是（）A．小球上升过程中机械能增大B．小球在C点时处于二力平衡状态C．小球在上升过程中动能转化为重力势能D．小球在AB段的平均速度小于在BC段的平均速度3．如图所示，一弹簧左端固定，右端连接一个小球，把它们套在粗糙的水平杆上，a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b点是弹簧原长时小球的位置，c点是小球到达最右端的位置。

则小球由a点运动到c点的过程中，下列说法不正确的是（）A．小球从a到c的过程中，机械能不断减小B．小球从b点到c点的过程中，弹性势能主要转化为动能C．小球从a点到b点的过程中，小球的动能越来越大D．小球最终静止在从a点到c点的过程中动能最大的点4．如图，轻质弹簧竖直放置，下端固定于地面，上端位于O点时弹簧恰好不发生形变。

现将一小球放在弹簧上端，再用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放，小球将竖直向上运动并脱离弹簧，不计空气阻力，则小球（）A．运动至最高点时，速度为0m/s，所以受平衡力作用B．被释放瞬间，所受重力大于弹簧弹力C．从A点向上运动O点的过程中，速度一直增大D．从A点向上运动O点的过程中，速度先增大后减小5．如图所示为掉在地上的弹性小球在地面上弹跳的频闪照片，下列说法正确的是（）A．弹性小球在A点时受到平衡力作用B．弹性小球从A点运动到B点的过程中，动能转化为重力势能C．弹性小球在B点的机械能小于它在C点的机械能D．整个过程中弹性小球的机械能一直在减小6．小明和兴趣小组的同学们利用如图所示的装置探究斜面的机械效率，同学对实验过程和装置发表了下列不同的看法，其中正确的是（）A．匀速拉动木块时，拉力与摩擦力是—对平衡力B．斜面的机械效率与木块被拉动的距离是无关的C．斜面的坡度越小，斜面的机械效率越大D．匀速拉动时，木块要克服摩擦力做有用功7．如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做匀速直线运动，两次拉动同一木块得到的s-­t图像分别是图乙中的图线①、②。