高中物理一輪復(fù)習(xí)精品資料：必修2部分第四章 功和能　機(jī)械能守恒定律

1、第四章 功和能機(jī)械能守恒定律 【知識(shí)建構(gòu)】機(jī)械能功功做功的兩個(gè)必要因素恒力做功：變力做功功率平均功率：或瞬時(shí)功率：機(jī)車的兩種啟動(dòng)方式以恒定的功率啟動(dòng)以恒定的加速度啟動(dòng)機(jī)械能動(dòng)能：重力勢(shì)能：彈性勢(shì)能：機(jī)械能：基本規(guī)律功能關(guān)系：動(dòng)能定理：機(jī)械能守恒定律：能量轉(zhuǎn)化和守恒定律第一節(jié) 功 功率 【考情分析】 考試大綱 大綱解讀 .功和功率 ii .功、功率是高考的必考內(nèi)容，其知識(shí)覆蓋面廣，題型全，從選擇題到解答題無(wú)不觸及，題目難度較大，未來(lái)高考中與其他知識(shí)點(diǎn)結(jié)合命題的可能性較大【考點(diǎn)知識(shí)梳理】 一功1.概念：一個(gè)物體，如果在力的方向上，物理學(xué)中就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功2. 做功的兩個(gè)必要因素：和物體在力的

2、方向上發(fā)生的3. 公式：，僅適用于_做功，其中是f和l的夾角4. 功是標(biāo)量但有正負(fù)：（1）當(dāng)090時(shí)，01，則力對(duì)物體做 ，即外界給物體 能量，力是動(dòng)力；（2）當(dāng)時(shí)，則力對(duì)物體 ，即外界和物體間無(wú)能量交換（3）當(dāng)90o180o時(shí)，-10，則力對(duì)物體做 ，即物體向外界 能量，力是阻力5.合力的功：各個(gè)力分別對(duì)物體所做功的 二功率1. 定義：功跟完成這些功所用時(shí)間的 ，叫做功率單位： ，符號(hào)：2. 物理意義：功率是描述力對(duì)物體做功 的物理量.3.表達(dá)式：（1）定義式：p ，（2）計(jì)算式：p 4. 額定功率：發(fā)動(dòng)機(jī)銘牌上所標(biāo)注的功率為這部機(jī)械的額定功率，它是指機(jī)械_時(shí)的輸出功率.實(shí)際功率：機(jī)械的功率

3、是實(shí)際功率.【考點(diǎn)知識(shí)解讀】考點(diǎn)一、求力對(duì)物體做功的幾種途徑剖析:1根據(jù)公式計(jì)算功，此公式只適用于恒力做的功2根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律或動(dòng)能定理計(jì)算功，此種方法不僅適用于恒力的功，也適用于變力的功3根據(jù)計(jì)算一段時(shí)間內(nèi)做的功，此公式適用于功率恒定的情況4根據(jù)力（f）位移（s）圖像的物理意義計(jì)算力對(duì)物體所做的功，如圖411中陰影部分的面積在數(shù)值上等于力所做功的大小圖4-1-15.一對(duì)相互作用力做功的特點(diǎn)(1)一對(duì)作用力和反作用力在同一段時(shí)間內(nèi)，可以都做正功、或者都做負(fù)功；或者一個(gè)做正功、一個(gè)做負(fù)功；或者都不做功(2)一對(duì)作用力和反作用力在同一段時(shí)間內(nèi)做的總功可能為正、可能為負(fù)、也可能為零(3)一對(duì)互

4、為作用力和反作用的摩擦力做的總功可能為零（靜摩擦力）、可能為負(fù)（滑動(dòng)摩擦力），但不可能為正圖514【例1】 質(zhì)量為的長(zhǎng)木板放在光滑的水平面上，一個(gè)質(zhì)量為的滑塊以某一速度沿木板表面從a點(diǎn)滑至b點(diǎn)在木板上前進(jìn)了，而木板前進(jìn)，如圖412所示，若滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，求摩擦力對(duì)滑塊、對(duì)木板做的功各為多少?解析圖412：滑塊受力情況如圖412（甲）所示，摩擦力對(duì)滑塊做的功為木板受力如圖412（乙），摩擦力對(duì)木板做的功為答案： 圖413【變式訓(xùn)練1】某人利用如圖413所示的裝置，用100 n的恒力作用于不計(jì)質(zhì)量的細(xì)繩的一端，將物體從水平面上的a點(diǎn)移到b點(diǎn)已知1=300，2=370，=15 m不計(jì)滑輪

5、質(zhì)量及繩與滑輪間的摩擦求繩的拉力對(duì)物體所做的功考點(diǎn)二、摩擦力做功的特點(diǎn)剖析:1靜摩擦力做功的特點(diǎn)：靜摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)功，還可能不做功；在靜摩擦力做功的過(guò)程中，只有機(jī)械能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而沒有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量；相互摩擦的系統(tǒng)，一對(duì)靜摩擦力所做功的代數(shù)和總等于零2滑動(dòng)摩擦力做功的特點(diǎn)：滑動(dòng)摩擦力可以做正功，也可以對(duì)物體做負(fù)功，還可以不做功（如相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩物體之一對(duì)地面靜止則滑動(dòng)摩擦力對(duì)該物不做功）；在相互摩擦的物體系統(tǒng)中，一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力，對(duì)物體系統(tǒng)所做總功的多少與路徑有關(guān)，其值是負(fù)值，等于摩擦力與相對(duì)位移的積，即，表示物體系統(tǒng)損失機(jī)械能克服了摩擦力做功，

6、 （摩擦生熱）；一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功的過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的情況：一是相互摩擦的物體通過(guò)摩擦力做功將部分機(jī)械能轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上；二是部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此部分能量就是系統(tǒng)機(jī)械能的損失量abcddore圖4-1-4h【例題2】、如圖4-1-4所示，ab與cd為兩個(gè)對(duì)稱斜面，其上部都足夠長(zhǎng)，下部分分別與一個(gè)光滑的圓弧面的兩端相切，圓弧圓心角為1200，半徑r=2.0m,一個(gè)物體在離弧底e高度為h=3.0m處，以初速度v0=4m/s沿斜面運(yùn)動(dòng)，若物體與兩斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為=0.02,則物體在兩斜面上（不包括圓弧部分）一共能走多少路程？（g=10m/s2）.解析：由于滑塊在斜面上受到摩擦阻力作用

7、，所以物體的機(jī)械能將逐漸減少，最后物體在bec圓弧上作永不停息的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。由于物體只在在bec圓弧上作永不停息的往復(fù)運(yùn)動(dòng)之前的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，重力所做的功為wg=mg(h-r/2),摩擦力所做的功為wf=-mgscos600,由動(dòng)能定理得： mg(h-r/2) -mgscos600=0-s=280m.答案： 280m.【變式訓(xùn)練2】 如圖所示，ab為1/4圓弧軌道，半徑為r=0.8m，bc是水平軌道，長(zhǎng)s=3m，bc處的摩擦系數(shù)為=1/15，今有質(zhì)量m=1kg的物體，自a點(diǎn)從靜止起下滑到c點(diǎn)剛好停止。求物體在軌道ab段所受的阻力對(duì)物體做的功。圖4-1-5考點(diǎn)三、機(jī)車的兩種啟動(dòng)方式剖析: （一）對(duì)公

8、式的正確理解1當(dāng)一定時(shí)，要增加，必須減小，故汽車爬坡時(shí)，司機(jī)常換低擋降低速度來(lái)增大牽引力2當(dāng)一定時(shí)，增加（如勻加速運(yùn)動(dòng)），則也會(huì)增加，但這樣的過(guò)程是有限度的，當(dāng)增大到額定功率，就不能再增加了3當(dāng)一定時(shí)，越大就越大如功率越大的起重機(jī)可吊起的重物的質(zhì)量越大(二) 機(jī)車的兩種啟動(dòng)方式1以恒定功率啟動(dòng)機(jī)車以恒定的功率啟動(dòng)后，若運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力不變，由于牽引力，隨增大，減小根據(jù)牛頓第二定律，當(dāng)速度增大時(shí)，加速度減小，其運(yùn)動(dòng)情況是做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)直至?xí)r，減小至零，此后速度不再增大，速度達(dá)到最大值而做勻速運(yùn)動(dòng)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度是，下面是這個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程變化的簡(jiǎn)單因果關(guān)系時(shí)，達(dá)最大值 保持勻速運(yùn)動(dòng)圖4

9、16 這一過(guò)程的t關(guān)系如圖416所示 2車以恒定的加速度啟動(dòng)由知，當(dāng)加速度不變時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力恒定，再由知，一定，發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際輸出功率隨的增大而增大，但當(dāng)增大到額定功率以后不再增大，此后，發(fā)動(dòng)機(jī)保持額定功率不變，繼續(xù)增大，牽引力減小，直至?xí)r，車速達(dá)到最大值，此后勻速運(yùn)動(dòng)在增至之前，車做勻加速運(yùn)動(dòng)，其持續(xù)時(shí)間為（這個(gè)是勻加速運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)的瞬時(shí)速度，也即是車的功率增至?xí)r的瞬時(shí)速度，它必定小于計(jì)算時(shí)，先利用算出，再利用求出，最后根據(jù)求t0）圖417在增至之后，為加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng)，直至達(dá)到vm下面是這個(gè)動(dòng)態(tài)變化過(guò)程的簡(jiǎn)單因果關(guān)系，且一定一定，時(shí)，繼續(xù)增大，減小，減小時(shí)，速度達(dá)到最大值，此后做勻速直線

10、運(yùn)動(dòng)這一過(guò)程的t關(guān)系可由圖417所示【例題3】 電動(dòng)機(jī)通過(guò)一繩吊起一質(zhì)量為8 kg的物體，繩的拉力不能超過(guò)120 n，電動(dòng)機(jī)的最大功率不能超過(guò)1200 w，要將此物體由靜止起用最快的方式吊高90 m（已知此物體在被吊高接近90 m時(shí)已開始以最大速度勻速上升）所需時(shí)間為多少?解析：本題可以分為兩個(gè)過(guò)程來(lái)處理：第一個(gè)過(guò)程是以繩所能承受的最大拉力拉物體，使物體勻加速上升，第一個(gè)過(guò)程結(jié)束時(shí)，電動(dòng)機(jī)功率剛達(dá)到電動(dòng)機(jī)的最大功率，第二個(gè)過(guò)程是電動(dòng)機(jī)一直以最大功率拉物體，拉力逐漸減小，物體變加速上升，當(dāng)拉力減小至等于重力時(shí)，物體開始勻速上升在勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，加速度勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度m/s=10 m/s 勻加

11、速上升時(shí)間勻加速上升高度在功率恒定的上升過(guò)程中，最后勻速運(yùn)動(dòng)的速度此過(guò)程外力對(duì)物體做的總功,其中為第二階段經(jīng)歷的時(shí)間，為第二階段上升的高度，由動(dòng)能定理得代入數(shù)據(jù)解得所需總時(shí)間最少應(yīng)為答案：775s【變式訓(xùn)練3】 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為60kw，汽車的質(zhì)量為4t，當(dāng)它行駛在坡度為002（sin002）的長(zhǎng)直公路上時(shí)，所受摩擦阻力為車重的01倍（g取10ms2），如圖418所示，求：（1）汽車所能達(dá)到的最大速度vm；圖418（2）若汽車從靜止開始以06 ms2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則此過(guò)程能維持多長(zhǎng)時(shí)間?（3）當(dāng)汽車勻加速行駛的速度達(dá)到最大值時(shí)，汽車做功多少?【考能訓(xùn)練】 a 基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1.關(guān)于功的

12、下列幾種說(shuō)法中，正確的是（ ）a.人托著一個(gè)物體沿水平方向勻速前進(jìn)，人沒有對(duì)物體做功b.人托著一個(gè)物體沿水平方向加速前進(jìn)，人對(duì)物體做了功c.力和位移都是矢量，功也一定是矢量d.因?yàn)楣τ姓拓?fù)功的區(qū)別，所以功是矢量2用力將重物豎直提起，先是從靜止開始勻加速上升，緊接著勻速上升，如果前后兩過(guò)程的時(shí)間相同，不計(jì)空氣阻力，則（ ）a. 加速過(guò)程中拉力的功一定比勻速過(guò)程中拉力的功大b. 勻速過(guò)程中拉力的功一定比加速過(guò)程中拉力的功大c. 兩過(guò)程中拉力的功一樣大d. 上述三種情況都有可能3關(guān)于功率的概念，下列說(shuō)法中正確的是（ ）a.力對(duì)物體做功越多，它的功率就越大b.做功時(shí)間越短，它的功率就越大c.做功越

13、快，它的功率就越大d.額定功率越大的機(jī)械，做功越多4質(zhì)量為m的木塊在水平恒力f作用下從靜止開始沿光滑的水平面運(yùn)動(dòng)t s，則在t s末f的功率是（ ）a.ft2/2mb.f2t2/2mc.f2t/md.f2t2/m5關(guān)于功率的概念，以下說(shuō)法正確的是（ ）a功率大說(shuō)明物體做功多 b功率小說(shuō)明物體做功慢 c機(jī)器做功越多，其功率越大 d機(jī)器做功越快，其功率越大6關(guān)于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，下列說(shuō)法正確的是（ ）a只要知道w和t，就可以由公式p計(jì)算t時(shí)刻的功率b當(dāng)汽車牽引力一定時(shí)，汽車的速度越大，由pfv知，汽車的功率就越大，故提高汽車的速度就能提高汽車的額定功率c當(dāng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)功率一定時(shí)，牽引力與速度成反比d

14、要提高汽車行駛的最大速度，一定要提高發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率7如圖4-1-9所示，a、b疊放在一起，a用繩系在固定的墻上，用力f將b拉著右移，用t、fab、fba分別表示繩子中的拉力、a對(duì)b的摩擦力和b對(duì)a的摩擦力，則下列說(shuō)法中正確的是（ ）圖4-1-9a.f做正功，fab做負(fù)功，fba做正功，t不做功b.f做正功，fab做正功，fba做負(fù)功，t做負(fù)功c.f做正功，fab做負(fù)功，fba不做功，t不做功d.f做正功，其他力都不做功8從空中以40m/s的初速度平拋一重為10n的物體，物體在空中運(yùn)動(dòng)3s落地不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2，求：（1）物體落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率；（2）物體下落過(guò)程中重力的平均功率

15、9一輛汽車的質(zhì)量為1000kg當(dāng)汽油全部用完時(shí)，距加油站還有125m的距離，不得不用人力將汽車沿直線推到加油站去加油如果兩個(gè)推車人的推力均為980n，把車子推到加油站，兩人對(duì)汽車所做的功總共是多少？10下表是一輛電動(dòng)自行車的部分技術(shù)指標(biāo)，其中額定車速是指自行車滿載的情況下在平直道路上以額定功率行駛的速度，假設(shè)行駛過(guò)程中電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為100，請(qǐng)參考表中數(shù)據(jù)，完成下列問(wèn)題：（g取10ms2，sin 4o007）額定車速18km/h額定功率p w百公里耗電1度（36106j）整車質(zhì)量40kg載重80kg爬坡能力5o電池36v/12ah充電時(shí)間68h續(xù)行里程 km（1）將你計(jì)算的“額定功率”

16、和“續(xù)行里程”填入上表中（無(wú)須寫出計(jì)算過(guò)程）；（2）在行駛過(guò)程中電動(dòng)自行車受到的阻力是車重（包括載重）的k倍，試推算k的大?。唬?）電動(dòng)自行車在坡度為4的坡上勻速爬坡時(shí)，車速約為多少?b 能力提升11.（2008北京11）一個(gè)25kg的小孩從高度為3.0m的滑梯頂端由靜止開始滑下，滑到底端時(shí)的速度為2.0ms。取g10ms2，關(guān)于力對(duì)小孩做的功，以下結(jié)果正確的是 a合外力做功50j b阻力做功500j圖4110c重力做功500jd支持力做功50j12.如圖4110所示，一物體分別沿ao、bo軌道由靜止滑到底端，物體與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，物體克服摩擦力做功分別為w1和w2，則（ ）aw1w2

17、 bw1w2cw1w2 d無(wú)法比較圖4-1-1113.如圖所示，線拴小球在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，圓的半徑是1m，球的質(zhì)量是0.1kg，線速度v=1m/s，小球由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)恰好是半個(gè)圓周。那么在這段運(yùn)動(dòng)中線的拉力做的功是（ ）a0 b0.1j c0.314j d無(wú)法確定14.下面列舉的哪幾種情況下所做的功是零（ ）a衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，地球引力對(duì)衛(wèi)星做的功b平拋運(yùn)動(dòng)中，重力對(duì)物體做的功c舉重運(yùn)動(dòng)員，扛著杠鈴在頭上的上方停留10s，運(yùn)動(dòng)員對(duì)杠鈴做的功d木塊在粗糙水平面上滑動(dòng)，支持力對(duì)木塊做的功15.用力將重物豎直提起，先是從靜止開始勻加速上升，緊接著勻速上升。如果前后兩過(guò)程的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同

18、，不計(jì)空氣阻力，則（ ）a加速過(guò)程中拉力做的功比勻速過(guò)程中拉力做的功大b勻速過(guò)程中拉力做的功比加速過(guò)程中拉力做的功大c兩過(guò)程中拉力做的功一樣大d上述三種情況都有可能圖4-1-1216.如圖所示，均勻長(zhǎng)直木板長(zhǎng)l=40cm，放在水平桌面上，它的右端與桌邊相齊，木板質(zhì)量m=2kg，與桌面間的摩擦因數(shù)=0.2，今用水平推力f將其推下桌子，則水平推力至少做功為（ ）（g取10/s2）a0.8j b1.6j c8j d4j17.車在平直公路上從靜止開始加速行駛，經(jīng)時(shí)間t前進(jìn)距離s，速度達(dá)到最大值vm。設(shè)此過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)功率恒為p，卡車所受阻力為f，則這段時(shí)間內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功為（ ）apt bfs cpt

19、=fs dfvmt18.質(zhì)量為m、額定功率為p的汽車在平直公路上行駛。若汽車行駛時(shí)所受阻力大小不變，并以額定功率行駛，汽車最大速度為v1，當(dāng)汽車以速率v2（v22f23. 如圖所示，木板質(zhì)量為m，長(zhǎng)度為l，小木塊的質(zhì)量為m，水平地面光滑，一根不計(jì)質(zhì)量的輕繩通過(guò)定滑輪分別與m和m連接，小木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.開始時(shí)木塊靜止在木板左端，現(xiàn)用水平向右的力將m拉至右端，拉力至少做功為 （ ）圖4-2-4a. b. 2c. d. 4. 如圖所示，滑雪者由靜止開始沿斜坡從a點(diǎn)自由滑下，然后在水平面上前進(jìn)至b點(diǎn)停下.已知斜坡、水平面與滑雪板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)皆為，滑雪者（包括滑雪板）的質(zhì)量為m， a、b

20、兩點(diǎn)間的水平距離為l.在滑雪者經(jīng)過(guò)ab段的過(guò)程中，摩擦力所做的功（ ）圖4-2-5a. 大于 b. 小于 c. 等于 d. 以上三種情況都有可能5如圖426所示，質(zhì)量為m=02 kg的木塊放在水平臺(tái)面上，臺(tái)面比水平地面高出h=020m，木塊離臺(tái)的右端l=17m質(zhì)量為m=010m的子彈以v0=180m/s的速度水平射向木塊，當(dāng)子彈以v=90m/s的速度水平射出時(shí)，木塊的速度為v1=9m/s（此過(guò)程作用時(shí)間極短，可認(rèn)為木塊的位移為零）若木塊落到水平地面時(shí)的落地點(diǎn)到臺(tái)面右端的水平距離為s=16m，求：（1）木塊對(duì)子彈所做的功w1和子彈對(duì)木塊所做的功w2 ；（2）木塊與臺(tái)面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為lhs圖42

21、66為了安全，在公路上行駛的汽車間應(yīng)保持必要的距離，已知某高速公路的最高限速vmax = 120 km/h，假設(shè)前方車突然停止，后車司機(jī)發(fā)現(xiàn)這一情況，經(jīng)制動(dòng)到汽車開始減速所通過(guò)的位移為17 m，制動(dòng)時(shí)汽車受到的阻力為汽車受到的重力的05倍，該高速公路上汽車間的距離至少應(yīng)為多大?（g取10 m/s2）7如圖427所示，傾角為的光滑斜面上放有兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球a和b，兩球之間用一根長(zhǎng)為l的輕桿相連，下面的小球b離斜面底端的高度為h兩球從靜止開始下滑，不計(jì)球與地面碰撞時(shí)的機(jī)械能損失，且地面光滑，求：（1）兩球在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大?。唬?）此過(guò)程中桿對(duì)a球所做的功；hab圖427圖4-2-8

22、8. 一個(gè)質(zhì)量為m的物體靜止放在光滑水平面上，在互成60角的大小相等的兩個(gè)水平恒力作用下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，物體獲得的速度為v，在力的方向上獲得的速度分別為v1、v2，那么在這段時(shí)間內(nèi)，其中一個(gè)力做的功為a b c d b 能力提升圖4-2-99.（2008寧夏18）.一滑塊在水平地面上沿直線滑行，t=0時(shí)其速度為1 m/s。從此刻開始滑塊運(yùn)動(dòng)方向上再施加一水平面作用f，力f和滑塊的速度v隨時(shí)間的變化規(guī)律分別如圖a和圖b所示。設(shè)在第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi)、第3秒內(nèi)力f對(duì)滑塊做的功分別為則以下關(guān)系正確的是 a. b. c. d. 10.（2008廣東3）運(yùn)動(dòng)員跳傘將經(jīng)歷加速下降和減速下降兩個(gè)過(guò)程。將人和傘

23、看成一個(gè)系統(tǒng)，在這兩個(gè)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是a阻力對(duì)系統(tǒng)始終做負(fù)功b系統(tǒng)受到的合外力始終向下c重力做功使系統(tǒng)的重力勢(shì)能增加d任意相等的時(shí)間內(nèi)重力做的功相等cba圖4-2-1011. 如圖所示，斜面傾角為，長(zhǎng)為l，ab段光滑，bc段粗糙，且bc=2 ab。質(zhì)量為m的木塊從斜面頂端無(wú)初速下滑，到達(dá)c端時(shí)速度剛好減小到零。求物體和斜面bc段間的動(dòng)摩擦因數(shù)。12. 將小球以初速度v0豎直上拋，在不計(jì)空氣阻力的理想狀況下，小球?qū)⑸仙侥骋蛔畲蟾叨?。由于有空氣阻力，小球?qū)嶋H上升的最大高度只有該理想高度的80%。設(shè)空氣阻力大小恒定，求小球落回拋出點(diǎn)時(shí)的速度大小v。13.質(zhì)量為m的鋼珠從高出地面h處由靜止自

24、由下落，落到地面進(jìn)入沙坑h/10停止，則（1）鋼珠在沙坑中受到的平均阻力是重力的多少倍？（2）若讓鋼珠進(jìn)入沙坑h/8，則鋼珠在h處的動(dòng)能應(yīng)為多少？設(shè)鋼珠在沙坑中所受平均阻力大小不隨深度改變。14. 質(zhì)量為m的木塊放在水平臺(tái)面上，臺(tái)面比水平地面高出h=0.20m，木塊離臺(tái)的右端l=1.7m。質(zhì)量為m=0.10m的子彈以v0=180m/s的速度水平射向木塊，并以v=90m/s的速度水平射出，木塊落到水平地面時(shí)的落地點(diǎn)到臺(tái)面右端的水平距離為s=1.6m，求木塊與臺(tái)面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。lhs圖4-2-1115. 如圖所示，ab為1/4圓弧軌道，半徑為r=0.8m，bc是水平軌道，長(zhǎng)s=3m，bc處的摩

25、擦系數(shù)為=1/15，今有質(zhì)量m=1kg的物體，自a點(diǎn)從靜止起下滑到c點(diǎn)剛好停止。求物體在軌道ab段所受的阻力對(duì)物體做的功。圖4-2-12寬乘高（拓寬和拔高）動(dòng)能定理的應(yīng)用 動(dòng)能定理是高中物理的一個(gè)重要定理，也是高考中的一個(gè)熱點(diǎn)。因此對(duì)于每一個(gè)高中生來(lái)說(shuō)，在物理的學(xué)習(xí)中，都必須能靈活地運(yùn)用動(dòng)能定理。下面談?wù)勱P(guān)于動(dòng)能定理的應(yīng)用。 動(dòng)能定理的內(nèi)容是：外力對(duì)物體所做功的代數(shù)和等于物體動(dòng)能的增量。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí)必須注意以下幾點(diǎn)： （1）應(yīng)用動(dòng)能定理解題時(shí)，在分析過(guò)程的基礎(chǔ)上，無(wú)須深究物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)過(guò)程中變化的細(xì)節(jié)，只須考慮整個(gè)過(guò)程中各個(gè)力做的總功及物體的初動(dòng)能和末動(dòng)能。 （2）動(dòng)能定理的

26、研究對(duì)象是單個(gè)物體，作用在物體上的外力包括所有的力，因此必須對(duì)物體進(jìn)行受力分析。 （3）動(dòng)能定理中的位移和速度必須是相對(duì)于同一個(gè)參照系，一般以地面為參照系。 （4）求總功可分為下述兩種情況： 若各恒力同時(shí)作用一段位移，可先求出物體所受的合外力，再求總功；也可用總功等于各力所做功的代數(shù)和的方法求。 若各力不同時(shí)對(duì)物體做功，總功應(yīng)為各階段各力做功的代數(shù)和。 動(dòng)能定理是功能基本關(guān)系之一，凡是涉及力所引起的位移而不涉及加速度的問(wèn)題，應(yīng)用動(dòng)能定理分析討論，常比牛頓第二定律簡(jiǎn)捷。 應(yīng)用動(dòng)能定理的解題步驟： a. 選取研究對(duì)象，明確并分析運(yùn)動(dòng)過(guò)程。 b. 分析受力及各力做功的情況，有哪些力？有哪些力做功？在

27、哪段位移過(guò)程中做功？正功還是負(fù)功？做了多少功。最后求出各個(gè)力做功的代數(shù)和。 c. 明確過(guò)程始末狀態(tài)的動(dòng)能 。 d. 列方程 ，必要時(shí)注意分析題目的隱含條件，補(bǔ)充方程進(jìn)行求解。第三節(jié) 機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用【考情分析】 考試大綱 大綱解讀 重力做功與重力勢(shì)能 ii機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用 ii機(jī)械能的知識(shí)是歷年高考的一個(gè)重點(diǎn)，特別是運(yùn)用本考點(diǎn)知識(shí)解決與實(shí)際生活、生產(chǎn)、科技密切聯(lián)系的問(wèn)題時(shí)更要注意，另外彈性勢(shì)能及有關(guān)彈簧參與作用下的能量轉(zhuǎn)化與守恒問(wèn)題是近幾年高考的熱點(diǎn)，在復(fù)習(xí)中要加以重點(diǎn)注意?！究键c(diǎn)知識(shí)梳理】一重力勢(shì)能1. 重力做功的特點(diǎn)：與 無(wú)關(guān)，由物體所受的重力和物體初、末位置的 決定.重力做功

28、與重力勢(shì)能的關(guān)系_2. 定義：地球上的物體所具有的跟它的_有關(guān)的能. 表達(dá)式ep=_3. 重力勢(shì)能的特點(diǎn)（1） 相對(duì)性：要指明 （即零勢(shì)能面）(2) 系統(tǒng)性：重力勢(shì)能是物體和 這一系統(tǒng)共同所有.4. 重力勢(shì)能是_量，正、負(fù)表示比零勢(shì)能點(diǎn)的能量狀態(tài)_.二彈性勢(shì)能1. 概念：物體因發(fā)生_而具有的勢(shì)能.2. 彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系：三機(jī)械能守恒定律1. 機(jī)械能：物體的 和 統(tǒng)稱為機(jī)械能.2. 內(nèi)容：在只有 （和系統(tǒng)內(nèi) ）做功的情況下，物體（或系統(tǒng)）的 和 發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但總的機(jī)械能保持不變.3. 表達(dá)式： 4.機(jī)械能守恒的條件_【考點(diǎn)知識(shí)解讀】考點(diǎn)一、機(jī)械能守恒定律剖析: （一）、判斷機(jī)械能是

29、否守恒的方法1利用機(jī)械能的定義判斷（直接判斷）：若物體在水平面上勻速運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)能、勢(shì)能均不變，機(jī)械能守恒；若一個(gè)物體沿斜面勻速下滑，其動(dòng)能不變，重力勢(shì)能減少，其機(jī)械能減小2用做功判斷：分析物體系統(tǒng)所受的力，判斷重力和彈力以外的力(不管是系統(tǒng)內(nèi)部物體間的力還是系統(tǒng)外部其它物體施加給系統(tǒng)內(nèi)物體的力)是否對(duì)物體做功，如果重力和彈力以外的力對(duì)物體系統(tǒng)做了功，則物體系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒否則，機(jī)械能守恒3用能量轉(zhuǎn)化來(lái)判斷：對(duì)于一個(gè)物體系統(tǒng)，分析是否只存在動(dòng)能和重力勢(shì)能(或彈性勢(shì)能)的相互轉(zhuǎn)化如果只存在動(dòng)能和重力勢(shì)能(或彈性勢(shì)能)的相互轉(zhuǎn)化，而不存在機(jī)械能和其他形式的能量的轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒否則，機(jī)械能不守恒4

30、對(duì)一些繩子突然繃緊、物體間非彈性碰撞等，除非題目特別說(shuō)明，否則機(jī)械能必定不守恒（二）、應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題的基本步驟1根據(jù)題意，選取研究對(duì)象（單個(gè)物體或系統(tǒng)）2明確研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，分析研究對(duì)象在過(guò)程中的受力情況，弄清各力做功的情況，判斷是否符合機(jī)械能守恒定律的條件3恰當(dāng)?shù)剡x取參考平面，確定研究對(duì)象在過(guò)程中的起始狀態(tài)和末狀態(tài)的機(jī)械能（包括動(dòng)能和重力勢(shì)能及彈性勢(shì)能）4根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程，進(jìn)行求解（三）、機(jī)械能守恒定律與動(dòng)能定理的區(qū)別與聯(lián)系機(jī)械能守恒定律和動(dòng)能定理是力學(xué)中的兩條重要規(guī)律，在物理學(xué)中占有重要的地位1共同點(diǎn)：機(jī)械能守恒定律和動(dòng)能定理都是從做功和能量變化的角度來(lái)研究物體在力的作

31、用下狀態(tài)的變化表達(dá)這兩個(gè)規(guī)律的方程都是標(biāo)量式2不同點(diǎn)：機(jī)械能守恒定律的成立有條件，就是只有重力、（彈簧）彈力做功；而動(dòng)能定理的成立沒有條件限制它不但允許重力做功還允許其他力做功3動(dòng)能定理一般適用于單個(gè)物體的情況，用于物體系統(tǒng)的情況在高中階段非常少見；而機(jī)械能守恒定律也適用于由兩個(gè)（或兩個(gè)以上的）物體所組成的系統(tǒng)4物體受的合外力做的功等于動(dòng)能的改變；除重力（和彈力）以外的其他力做的總功等于機(jī)械能的改變5聯(lián)系：由動(dòng)能定理可以推導(dǎo)出機(jī)械能守恒定律【例題】 小球在外力作用下，由靜止開始從a點(diǎn)出發(fā)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，到b點(diǎn)時(shí)消除外力然后，小球沖上豎直平面內(nèi)半徑為r的光滑半圓環(huán)，恰能維持在圓環(huán)做圓周運(yùn)動(dòng)，到

32、達(dá)最高點(diǎn)c后拋出，最后落回到原來(lái)的出發(fā)點(diǎn)a處，如圖431所示，試求小球在ab段運(yùn)動(dòng)的加速度為多大? 解析圖431：根據(jù)題意，在c點(diǎn)時(shí)滿足 從b到c過(guò)程，由機(jī)械能守恒定律得 從式得 從c回到a過(guò)程，滿足 水平過(guò)程， 由式可得 從a到b過(guò)程，滿足 所以答案：圖432【變式訓(xùn)練】 如圖432所示，一固定的楔形木塊，其斜面的傾角 = 300，另一邊與地面垂直，頂上有一定滑輪一柔軟的細(xì)線跨過(guò)定滑輪，兩端分別與物塊a、b連接，a的質(zhì)量為4m，b的質(zhì)量為m，開始時(shí)將b按在地面上不動(dòng)，然后放開手，讓a沿斜面下滑而b上升物塊a與斜面間無(wú)摩擦設(shè)當(dāng)a沿斜面下滑距離s后，細(xì)繩突然斷了，求物塊b上升的最大距離h【考能訓(xùn)

33、練】 a 基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1. 下列說(shuō)法正確的是（ ）a. 如果物體（或系統(tǒng)）所受到的合外力為零，則機(jī)械能一定守恒 b. 如果合外力對(duì)物體（或系統(tǒng)）做功為零，則機(jī)械能一定守恒 c. 物體沿光滑曲面自由下滑過(guò)程中，機(jī)械能一定守恒 d. 做勻加速運(yùn)動(dòng)的物體，其機(jī)械能可能守恒abcd圖4-3-32 如圖所示，一根輕彈簧下端固定，豎立在水平面上。其正上方a位置有一只小球。小球從靜止開始下落，在b位置接觸彈簧的上端，在c位置小球所受彈力大小等于重力，在d位置小球速度減小到零。小球下降階段下列說(shuō)法中正確的是 a.在b位置小球動(dòng)能最大 b.在c位置小球動(dòng)能最大 c.從ac位置小球重力勢(shì)能的減少大于小球動(dòng)能的增加 d

34、.從ad位置小球重力勢(shì)能的減少等于彈簧彈性勢(shì)能的增加3. 質(zhì)量為的物體，由靜止開始下落，由于空氣阻力，下落的加速度為，在物體下落的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（ ）a. 物體的動(dòng)能增加了b. 物體的機(jī)械能減少了c. 物體克服阻力所做的功為 d. 物體的重力勢(shì)能減少了圖4-3-44. 如圖所示，一輕彈簧左端固定在長(zhǎng)木板的左端，右端與小木塊連接，且與及與地面之間接觸面光滑，開始時(shí)和均靜止，現(xiàn)同時(shí)對(duì)、施加等大反向的水平恒力和，從兩物體開始運(yùn)動(dòng)以后的整個(gè)過(guò)程中，對(duì)、和彈簧組成的系統(tǒng) （整個(gè)過(guò)程中彈簧形變不超過(guò)其彈性限度），正確的說(shuō)法是（ ）a. 由于、等大反向，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒b. 由于、分別對(duì)、做正功，

35、故系統(tǒng)動(dòng)能不斷增加c. 由于、分別對(duì)、做正功，故系統(tǒng)機(jī)械能不斷增加d. 當(dāng)彈簧彈力大小與、大小相等時(shí)，、的動(dòng)能最大圖4-3-55.(2008全國(guó)2，18)如圖，一很長(zhǎng)的、不可伸長(zhǎng)的柔軟輕繩跨過(guò)光滑定滑輪，繩兩端各系一小球a和b。a球質(zhì)量為m，靜置于地面；b球質(zhì)量為3m， 用手托住，高度為h，此時(shí)輕繩剛好拉緊。從靜止開始釋放b后，a可能達(dá)到的最大高度為 ah bl.5h c2h d2.5h6汽車沿水平公路做勻速直線運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（ ）a汽車沿水平面運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，汽車的動(dòng)能與重力勢(shì)能均保持不變，因而總機(jī)械能的數(shù)值不變，符合機(jī)械能守恒定律b汽車受到的合外力為零，因而無(wú)外力做功c通過(guò)每一段路程時(shí)

36、，牽引力與阻力做功總是相等d因?yàn)楹贤饬ψ龉榱?，所以?dòng)能不變7關(guān)于機(jī)械能守恒定律適用條件，下列說(shuō)法中正確的是（ ）a只有重力和彈性力作用時(shí)，機(jī)械能守恒b當(dāng)有其他外力作用時(shí)，只要合外力為零，機(jī)械能守恒c當(dāng)有其他外力作用時(shí)，只要合外力的功為零，機(jī)械能守恒d炮彈在空中飛行不計(jì)阻力時(shí)，僅受重力作用，所以爆炸前后機(jī)械能守恒8如圖4-3-6所示，桌面高度為h，質(zhì)量為m的小球，從離桌面高h(yuǎn)處自由落下，不計(jì)空氣阻力，假設(shè)桌面處的重力勢(shì)能為零，小球落到地面前的瞬間的機(jī)械能應(yīng)為（ ）圖4-3-6amghbmghcmg（h+h）dmg（h-h）b 能力提升9一個(gè)人站在陽(yáng)臺(tái)上，以相同的速率，分別把三個(gè)球豎直向上拋出，

37、豎直向下拋出，水平拋出，不計(jì)空氣阻力，則三球落地時(shí)的速率（ ）a上拋球最大b下拋球最大c平拋球最大d三球一樣大10物體以的初動(dòng)能從斜面底端沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)該物體經(jīng)過(guò)斜面上某一點(diǎn)時(shí)，動(dòng)能減少了80j，機(jī)械能減少了32j，則物體重返斜面底端時(shí)的動(dòng)能為_。圖4-3-711如圖4-3-7所示，質(zhì)量m=0.5kg的小球從距地面高h(yuǎn)=5m處自由下落，到達(dá)地面恰能沿凹陷于地面的半圓形槽壁運(yùn)動(dòng)，半圓槽半徑r=0.4m。小球到達(dá)槽最低點(diǎn)時(shí)速率為10m/s，并繼續(xù)沿槽壁運(yùn)動(dòng)直到從槽右端邊緣飛出，如此反復(fù)幾次，設(shè)摩擦力恒定不變，求：（設(shè)小球與槽壁相碰時(shí)不損失能量）（1）小球第一次離槽上升的高度h；（2）小球最多能

38、飛出槽外的次數(shù)（?。?。圖4-3-812 如圖所示，傾角為的直角斜面體固定在水平地面上，其頂端固定有一輕質(zhì)定滑輪，輕質(zhì)彈簧和輕質(zhì)細(xì)繩相連，一端接質(zhì)量為m2的物塊b，物塊b放在地面上且使滑輪和物塊間的細(xì)繩豎直，一端連接質(zhì)量為m1的物塊a，物塊a放在光滑斜面上的p點(diǎn)保持靜止，彈簧和斜面平行，此時(shí)彈簧具有的彈性勢(shì)能為ep.不計(jì)定滑輪、細(xì)繩、彈簧的質(zhì)量，不計(jì)斜面、滑輪的摩擦，已知彈簧勁度系數(shù)為k，p點(diǎn)到斜面底端的距離為l.現(xiàn)將物塊a緩慢斜向上移動(dòng)，直到彈簧剛恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)的位置，并由靜止釋放物塊a，當(dāng)物塊b剛要離開地面時(shí)，物塊a的速度即變?yōu)榱?，求：?）當(dāng)物塊b剛要離開地面時(shí)，物塊a的加速度；（2）在以后的

39、運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物塊a最大速度的大小.13.如圖4-3-9所示，質(zhì)量不計(jì)的輕桿一端安裝在水平軸o上，桿的中央和另一端分別固定一個(gè)質(zhì)量均為m的小球a和b（可以當(dāng)做質(zhì)點(diǎn)），桿長(zhǎng)為l，將輕桿從靜止開始釋放，不計(jì)空氣阻力.當(dāng)輕桿通過(guò)豎直位置時(shí)，求：小球a、b的速度各是多少？圖4-3-914如圖4-3-10所示，一固定的楔形木塊，其斜面的傾角q 30，另一邊與地面垂直，頂上有一定滑輪，一柔軟的細(xì)繩跨過(guò)定滑輪，兩端分別與物塊a和b連接，a的質(zhì)量為4m，b的質(zhì)量為m，開始時(shí)將b按在地面上不動(dòng)，然后放開手，讓a沿斜面下滑而b上升，物塊a與斜面間無(wú)摩擦，若a沿斜面下滑s距離后，細(xì)線突然斷了求物塊b上升的最大高度h圖4

40、-3-1015如圖4-3-11中兩物體質(zhì)量分別為m和2m，滑輪的質(zhì)量和摩擦都不計(jì)，開始時(shí)用手托住2m的物體，釋放后，當(dāng)2m的物體從靜止開始下降h后的速度是多少?圖4-3-11寬乘高（拓寬和拔高）探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式1.類比方法的應(yīng)用重力勢(shì)能與彈性勢(shì)能都是物體憑借其位置而具有的能.研究重力勢(shì)能時(shí)是從分析重力做功入手，所以，研究彈性勢(shì)能也可以從分析彈力做功入手.重力做功與重力和物體的位置的變化有關(guān)，即重力勢(shì)能與物體被舉高的高度h有關(guān)，所以很容易想到彈性勢(shì)能很可能與彈簧被拉伸的長(zhǎng)度l有關(guān).當(dāng)然彈性勢(shì)能還應(yīng)該與勁度系數(shù)k有關(guān).2.極限思想的應(yīng)用在地球表面附近，同一物體的重力是恒力，而在拉伸彈簧的過(guò)程中

41、，彈力是隨彈簧的伸長(zhǎng)量的變化而變化的，彈力還因彈簧的不同而不同.因此彈力做功不能直接用功的公式w=fscos 來(lái)計(jì)算.與研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移方法類似，將彈簧被拉伸的過(guò)程分成很多小段，每一小段中近似認(rèn)為拉力是不變的，可得到整個(gè)拉伸過(guò)程中克服彈力做的總功w總=f1l1+f2l2+.這里又一次利用了極限的思想，與勻變速直線運(yùn)動(dòng)中利用v-t圖象求位移s相似，這里可以利用f-l圖象求彈力做的功.如圖4-3-12所示，f-l圖象中由f和l圍成的三角形的面積即為所求克服彈力做的功：圖4-3-12w總=fl=kll=kl23.探究結(jié)果彈性勢(shì)能ep=kl2，公式中l(wèi)為形變量.注意該表達(dá)式，我們是規(guī)定彈簧處于

42、自然狀態(tài)下，也就是既不伸長(zhǎng)也不縮短時(shí)的勢(shì)能為零勢(shì)能.第四節(jié) 功能關(guān)系 能量守恒定律【考情分析】 考試大綱 大綱解讀 功能關(guān)系 利用功能關(guān)系解決力學(xué)問(wèn)題，是高考的熱點(diǎn)，歷年高考中出現(xiàn)的頻率較高，在未來(lái)的高考中密切聯(lián)系生活與生產(chǎn)實(shí)際、聯(lián)系現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的信息題將成為高考的首選【考點(diǎn)知識(shí)梳理】 一、功能關(guān)系1. 功是 轉(zhuǎn)化的量度2. 常見關(guān)系（1）合外力對(duì)物體做的功等于物體 的變化，即w合 （2）重力對(duì)物體做的功等于物體 的減少量，即 （3）彈簧的彈力對(duì)物體做的功等于彈簧 的減少量，w彈 （4）除重力（和系統(tǒng)內(nèi)的相互作用的彈力）之外的其它力對(duì)物體（系統(tǒng)）做的功等于物體（系統(tǒng)） 的變化，即w其它 （5）

43、滑動(dòng)摩擦力與相對(duì)位移的乘積等于轉(zhuǎn)化成的 ，即q 二、能量轉(zhuǎn)化與守恒定律1.內(nèi)容：能量不會(huì) ，也不會(huì) ，它只能從一種形式 為另一種形式，或者從一個(gè)物體 到另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中其 不變，這就是能量轉(zhuǎn)化與守恒定律2. 物理意義：能量守恒是最基本、最普遍、最重要的自然規(guī)律之一，它揭示了自然界各種運(yùn)動(dòng)形式不僅具有多樣性，而且具有統(tǒng)一性它指出了能量既不能無(wú)中生有，也不能消滅，只能在一定條件下相互轉(zhuǎn)化【考點(diǎn)知識(shí)解讀】考點(diǎn)一、功能關(guān)系剖析:1.做功的過(guò)程是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，功是能的轉(zhuǎn)化的量度。 能量守恒和轉(zhuǎn)化定律是自然界最基本的規(guī)律之一。而在不同形式的能量發(fā)生相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，功扮演著重要的角色。本章的主要定理、定律都可由這個(gè)基本原理出發(fā)而得到。需要強(qiáng)調(diào)的是：功是一個(gè)過(guò)程量，它和一段位移（一段時(shí)間）相對(duì)應(yīng)；而能是一個(gè)狀態(tài)量，它與一個(gè)時(shí)刻相對(duì)應(yīng)。兩者的單位是相同的（都是j），但不能說(shuō)功就是能，也不能說(shuō)“功變成了能”。 2.復(fù)習(xí)本章時(shí)的一個(gè)重要課題是要研究功和能的關(guān)系，尤其是功和機(jī)械能的關(guān)系。突出：“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”這一基本概念。（1）物體動(dòng)能的增量