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江苏省溧阳市南渡中学2013届高三一轮复习物理学案 机械能--功能关系


必修2 第六章 机械能 功和能、能的转化和守恒定律(总31) 【学习目标】 ⒈巩固功和能的关系 ⒉ 掌握能的转化和守恒定律 ⒊掌握能的转化和守恒定律解题的基本方法。 【知识梳理】 一. 功和能的关系 对应不同形 式能的变化 动能变化 能的增量 W 合=Ek2-Ek1 重力做正功,重力势能减少; 重力的功 重力势能变化 重力做负功,重力势能增加 WG=-ΔEp=Ep1-Ep2 弹力

做正功,弹性势能减少; 弹簧弹力的功 弹性势能变化 弹力做负功,弹性势能增加 W 弹=-ΔEp=Ep1-Ep2 只有重力、弹簧弹力的功 不引起机械能变化 机械能守恒 ΔE=0 除重力和弹力之外的力做多少 正功,物体的机械能就增加多 除重力和弹力之外的力做的功 机械能变化 少;除重力和弹力之外的力做 多少负功,物体的机械能就减 W 除 G、弹力外=ΔE 作用于系统的一对滑动摩擦力 一对滑动摩擦力的总功 内能变化 一定做负功,系统内能增加 Q =Ff·相对 l 二.能的转化和守恒定律: 1、 功是能量转化的量度:能量转化过程中做了多少 能,也不能量度能。

不同的力做功

定量的关系 合外力对物体做功等于物体动

合外力的功(所有外力的功)

,就有多少能发生转化,但功不是

2、 能的转化和守恒定律的内容: 3、 能的转化和守恒定律理解:①某种形式的能量减少,一定有其它形式能量 , 且减少量等于增加量;②某个物体的能量减少,一定存在其他 的能量增加,且减 少量等于增加量。可记为: 。 【例题讨论】 例1.一根长2 m,重250 N的均匀细钢管,平放在水平地面上,现将它的一端抬起,离地的 高度为0.6 m,另一端仍搁在地面上,人至少需要做的功为 .

1

例2

(2011· 山东模拟)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/s2) A.升降机对物体做功 5800 J B.合外力对物体做功 5800 J C.物体的重力势能增加 500 J D.物体的机械能增加 800 J 例3 如图所示,光滑坡道顶端距水平面高度为 h,质量为 m 的小物

块 A 从坡道顶端由静止滑下,进入水平面上的滑道时无机械能损失, 为使 A 制动,将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线 M 处的墙上,另一端恰位于坡道的底 端 O 点.已知在 OM 段上物块 A 与水平面间的动摩擦因数均为 μ,其余各处的摩擦不计, 重力加速度为 g,求: (1)物块滑到 O 点时的速度大小; (2)弹簧为最大压缩量 d 时的弹性势能(设弹簧处于原长时弹性势能为零); (3)若物块 A 能够被弹回到坡道上,则它能够上升的最大高度是多少? 例 4 如图所示,A 物体放在 B 物体的左侧,用水平恒力 F 将 A 拉至 B 的右端,第一次 B 固定在地面上,F 做功为 W1,产生热量 Q1.第二次让 B 在光滑地面上自由滑动,F 做功为 W2,产生热量为 Q2,则应有 A.W1<W2,Q1=Q2 ( ) B.W1=W2,Q1=Q2

C.W1<W2,Q1<Q2 D.W1=W2,Q1<Q2 【巩固练习】 1.当重力对物体做正功时,物体的( ) A.重力势能一定增加,动能一定减小 B.重力势能不一定减小,动能一定增加 C.重力势能一定减小,动能不一定增加 D.重力势能一定增加,动能一定增加

2.汽车匀速驶上一斜坡,该过程中 ( ) A.汽车牵引力做正功,重力做正功,摩擦阻力做负功 B.汽车牵引力做正功,重力做负功,摩擦阻力做负功 C.汽车发动机消耗了汽油的内能,转化为汽车的重力势能和克服阻力产生的内能 D.汽车的动能转化为汽车的重力势能

3.如图所示,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、电梯地板对物体的支持力所做的功等于 mv
2

2

B、电梯地板对物体的支持力所做的功大于 mv
2

2

2

C、钢索的拉力所做的功等于 Mv
2

2

? MgH
2

D、钢索的拉力所做的功大于 Mv
2

? MgH

4. 2010 年广州亚运会上, 刘翔重归赛场, 以打破亚运会记录的成绩夺得 110 m 跨栏的冠军. 他 采用蹲踞式起跑, 在发令枪响后, 左脚迅速蹬离起跑器, 向前加速的同时提升身体重心. 如 图所示,假设刘翔的质量为 m,起跑过程前进的距离为 s,重心升高为 h,获得的速度为 v,克服阻力做功为 W 阻,则在此过程中 1 A.运动员的机械能增加了 mv2 2 1 2 B.运动员的机械能增加了 mv +mgh 2 C.运动员的重力做功为 mgh 1 D.运动员自身做功 W 人= mv2+mgh 2 ( )

5 如图所示, 质量为 M, 长度为 L 的小车静止在光滑的水平面上, 质量为 m 的小物块,放在小车的最左端.现用一水平力 F 作用在 小物块上,小物块与小车之间的摩擦力为 Ff,经过一段时间小车 运动的位移为 x,小物块刚好滑到小车的右端,则下列说法中正确的是 ( A.此时小物块的动能为 F(x+L) B.此时小车的动能为 Fx C.这一过程中,小物块和小车增加的机械能为 Fx-FfL D.这一过程中,因摩擦而产生的热量为 FfL )

6.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 v0,长为 L.今将滑块缓慢向左压缩固定在平台上的轻弹簧, 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


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