湖南省新田縣第一中學(xué)高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律知識(shí)復(fù)習(xí)要點(diǎn) 新人教版必修2（通用）

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1、第七章 機(jī)械能守恒定律 要點(diǎn)解讀 一、功與功率 1．功 功是能量轉(zhuǎn)化的量度，力做了多少功就有多少能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。 功的兩要素：作用在物體上的力、物體沿力的方向移動(dòng)的位移。 功的公式：（α是力和位移的夾角） 功的正負(fù)：當(dāng)0° ≤ α <90° 時(shí)，力做正功；當(dāng)90°< α ≤ 180° 時(shí)，力做負(fù)功；當(dāng) α＝90°時(shí)，力不做功。 2．功率 功跟完成這些功所用的時(shí)間的比值叫做功率，表示做功的快慢。 平均功率： 瞬時(shí)功率：，式中是F與v之間的夾角。 二、機(jī)械能 動(dòng)能：。 重力勢(shì)能：EP，其中是物體相對(duì)于參考平面的高度。 三、動(dòng)能定理 內(nèi)容：合力所做

2、的功等于物體動(dòng)能的變化。 公式： 四、機(jī)械能守恒定律 內(nèi)容：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能和勢(shì)能可以互相轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。 公式：或?qū)懗蒃K2+EP2= EK1+EP1 五、能量守恒定律 能量既不會(huì)消滅，也不會(huì)創(chuàng)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另外一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總和保持不變。 學(xué)法指導(dǎo) 一、利用動(dòng)能定理解題的思路 （1）確定研究對(duì)象及運(yùn)動(dòng)過(guò)程； （2）在全過(guò)程中對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析； （3）寫出研究過(guò)程中合力做的功，或分別寫出各個(gè)力做的功（注意功的正負(fù)）再代數(shù)和。如果研究過(guò)程中物體受力情況有變化，就要分

3、別寫出各力在各個(gè)階段做的功再代數(shù)和； （4）確定初、末狀態(tài)并寫出初、末狀態(tài)的動(dòng)能； （5）利用動(dòng)能定理列方程求解。 二、利用機(jī)械能守恒定律解題的思路 （1）選取研究對(duì)象：物體系； （2）根據(jù)研究對(duì)象所經(jīng)歷的物理過(guò)程，進(jìn)行受力、做功分析，判斷機(jī)械能是否守恒； （3）恰當(dāng)選取參考平面，確定研究對(duì)象在過(guò)程的初、末狀態(tài)時(shí)的機(jī)械能。利用機(jī)械能守恒定律的變式表述分析問(wèn)題時(shí)無(wú)須確定參考平面； （4）根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程求解。 【例1】物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是 A．物體的加速度越來(lái)越小 B．物體的動(dòng)能越來(lái)越小 C．物體的重力勢(shì)能越來(lái)越小 D．

4、物體所受重力的瞬時(shí)功率越來(lái)越小 解析：物體做自由落體運(yùn)動(dòng)，加速度等于g，恒定不變，選項(xiàng)A錯(cuò)。下落過(guò)程速度增大，物體的動(dòng)能越來(lái)越大，選項(xiàng)B錯(cuò)。下落過(guò)程高度減小，物體的重力勢(shì)能越來(lái)越小，選項(xiàng)C正確。下落過(guò)程速度增大，物體所受重力的瞬時(shí)功率P=mgv越來(lái)越大，選項(xiàng)D錯(cuò)。 說(shuō)明：①本題屬“認(rèn)識(shí)”層次，屬中檔題，預(yù)估難度系數(shù)0.82；②本題從功與能的角度考查自由落體運(yùn)動(dòng)的特征，應(yīng)用動(dòng)能、重力勢(shì)能和功率的定義式就可以分析物體自由下落時(shí)相關(guān)物理量的變化情況。 【例2】在距地面10 m高處，一人以50 m/s的速度水平拋出一個(gè)質(zhì)量為4 kg的物體，物體著地時(shí)速度大小仍然是50 m/s。g取10 m/s2

5、。 （1）求飛行過(guò)程中的物體克服空氣阻力所做的功； （2）若不計(jì)空氣阻力，求上述物體著地時(shí)的速度大小。 解析：（1）設(shè)物體被拋出時(shí)的速度大小為、著地時(shí)的速度大小為，物體由拋出到著地的過(guò)程中物體克服空氣阻力所做的功為，由動(dòng)能定理得 代入數(shù)據(jù)可得=4×10×10 J=4×102 J （2）設(shè)物體著地時(shí)的速度大小為，小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，只有重力做功，則機(jī)械能守恒。取地面為參考平面，由機(jī)械能守恒定律得，代入數(shù)據(jù)可得=52 m/s 說(shuō)明：①本題屬“應(yīng)用”層次，屬稍難題，預(yù)估難度系數(shù)0.69；②動(dòng)能定理既適用于直線運(yùn)動(dòng)，也適用于曲線運(yùn)動(dòng)，既適用于恒力做功，也適用于變力做功。 達(dá)標(biāo)練習(xí) 1．20

6、20年7月，世界最大太陽(yáng)能飛機(jī)“太陽(yáng)驅(qū)動(dòng)”號(hào)完成跨越歐洲和非洲的載人長(zhǎng)途飛行，整個(gè)跨州飛行完全依靠太陽(yáng)能為動(dòng)力，未使用一滴燃油。下列說(shuō)法正確的是（ ） A．太陽(yáng)能可以轉(zhuǎn)化為電能為飛機(jī)提供動(dòng)力 B．太陽(yáng)能可以轉(zhuǎn)化為燃油的化學(xué)能為飛機(jī)提供動(dòng)力 C．太陽(yáng)能的利用，說(shuō)明能量可以消滅 D．太陽(yáng)能的利用，說(shuō)明能量可以創(chuàng)生 m 2．細(xì)繩一端固定在天花板上，另一端拴一質(zhì)量為m的小球，如圖所示。不計(jì)空氣阻力，當(dāng)小球從最高點(diǎn)（圖中實(shí)線位置）向最低點(diǎn)（圖中虛線位置）擺動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（ ） A．細(xì)繩拉力對(duì)小球做正功 B．重力對(duì)小球不做功 C．小球的機(jī)械能守恒 D．小球的動(dòng)能、重力勢(shì)

7、能和機(jī)械能都在變化 3．在水平面上推動(dòng)木箱加速前進(jìn)，合力對(duì)它所做的功為20J，在此過(guò)程中木箱的動(dòng)能（ ） A．增加20J B．減少20J C．沒(méi)有變化 D．是否變化無(wú)法確定 4．關(guān)于功率的說(shuō)法，正確的是（ ） A．由P=知，力做功越多，功率就越大 B．由F=知，功率一定時(shí)，速度越大，力越小 C．由P=F v知，物體運(yùn)動(dòng)越快，功率越大 D．由W=Pt知，功率越大，力做功越多 5．如圖所示，三個(gè)斜面高度相同，傾角分別為30°、45°、60°，讓同一個(gè)小球分別從三個(gè)斜面的頂端沿斜面滑到底端，重力對(duì)小球做的功分別為W1、W2、W3，關(guān)于三者的大小，下列關(guān)系正確的是

8、（ ） A．W1W2>W3 D. 無(wú)法比較 6．在“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，備有若干相同的橡皮筋。第一次小車在一條橡皮筋的作用下從靜止彈出，沿木板滑行，橡皮筋對(duì)小車做功為，小車被彈出的速度為v；第二次將兩條橡皮筋并在一起，并且與第一次拉伸的長(zhǎng)度一樣，小車在橡皮筋的作用下從靜止彈出，沿木板滑行，橡皮筋對(duì)小車所做的功是的_____倍，小車被彈出的速度是v的_____倍。 7．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)正確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出的重物重力勢(shì)能的減少量ΔEp會(huì)略微 （填“大于”或“小于”）動(dòng)能的增加量ΔEk，這是因?yàn)開_________________。 8．蕩秋千是大家喜愛的一項(xiàng)體育活動(dòng)。隨著科技的迅速發(fā)展，將來(lái)的某一天，同學(xué)們也許會(huì)在其它星球上享受蕩秋千的樂(lè)趣。假設(shè)你當(dāng)時(shí)所在星球的質(zhì)量是M、半徑為R，可將人視為質(zhì)點(diǎn)，秋千質(zhì)量不計(jì)、擺長(zhǎng)不變、擺角小于90°，引力常量為G。那么， （1）該星球表面附近的重力加速度g星等于多少？ （2）若秋千經(jīng)過(guò)最低位置的速度為v0，你能上升的最大高度是多少？