高中物理復(fù)習

1、第五章 機械能本章知識網(wǎng)絡(luò)第一單元 功 功率一、知識要點概述(一)考試內(nèi)容和要求1理解功的概念，知道力和力的方向上的位移是做功的兩個要素。正確理解和掌握功的定義式WFscos,能熟練的計算力對物體所做功的大小。2正確理解和掌握正功和負功的概念及運算，知道力對物體做負功的確切含義。3正確區(qū)分某個力對物體所做功和合外力對物體所做功，知道合外力對物體所做功等于各個力對物體所做功的代數(shù)和。4正確理解功率的概念，掌握和理解功率的兩個公式：P=W/t ; P=FV。熟練運用功率的公式計算功率的大小。(二)知識拓展1. 功的兩個必要因素：作用在物體上的力和物體在力的方向上的位移2. 功的公式:：WFscos

2、(1) 公式中是物體受到的力的方向和物體位移方向的夾角。公式中的F必須是恒力；位移S，應(yīng)該是力F作用點的位移。 (2)功是標量。只有大小無方向，合力的功或總功都可由各分力功的代數(shù)和求得 (3)當 090時 力做正功；當90180時 力做負功；當 90時 力不做功。3 . 計算功的三條思路(1)利用功的量度公式W=FScos。計算恒力的功(2)利用功率計算功(3)利用能量變化計算變力的功4.功率：物體所做的功與完成這些功所用時間的比值，叫功率，功率是表示物體做功快慢的物理量 P=W/t (1)如果功率是變化的此公式計算出的是平均功率(2)功率是標量，但是它也有正負之分。(3)功率第二計算公式：

3、PFVcos若此公式中V為平均速度，則求出的是平均功率若V為某時刻的瞬時速度，則P表示該時刻的瞬時功率(4)功率一定時，力與物體的運動速度成反比；速度一定時，物體的功率與速度 成正比；力一定時，物體的功率與所受作用力成正比。6.機車起動過程分析 (1)機車以額定功率起動：機車以額定功率起動，若運動過程中所受阻力F口不變，這種情況是，由于牽引力F=P/V，由牛頓第二定律可得 F-f=ma 即 可見a隨V的增大而變小，當a=0時，有P/Vm=f,機車的速度達到最大，以后機車將做勻速直線運動其V-t圖象如圖5-1所示。圖5-1(2)機車從靜止做勻加速起動.機車以恒定的加速度起動時，開始牽引力不變，當

4、其速度增大至一定值V時，其功率達到額定功率P，此時有P/Vf=ma，以后若再使其速度增加，由于機車的功率不變，機車的牽引力將減小，因而加速度也減小，直至加速度a=0時，機車速度最大，以后將做勻速直線運動，勻速直線運動的速度Vm=P/f。其V-t圖象如圖5-2所示圖5-2由上可見，在功率不變的情況下，機車的牽引力F與速度V成反比，若功率可變，即實際功率小于額定功率時，當機車的牽引力增大時，只要增大實際功率，運動速度也可增大二、典型試題精析例1小物塊位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平面上，如圖從地面上看在物塊沿斜面下滑的過程中，斜面對物塊的作用力（ ） 圖5-3A.垂直于繼承面，做功為零B.垂直

5、于接觸面，做功不為零C不垂直于接觸面，做功為零 D不垂直于接觸面，做功不為零解析：斜面對小物塊彈力的方向垂直于支持面指向被支持的物體，無論這個物體是運動還是靜止的當小物塊沿斜面下滑時，因水平面光滑，斜面在小物塊的緊壓下將向右加速運動光滑斜面對物塊的作用力只有彈力，根據(jù)彈力的性質(zhì)，該力一定垂直于接觸面，討論物體對斜面的做功情況、可有多種思路思路1：小物塊的實際位移S的方向如圖54，由于斜面對物塊的作用力恒垂直于接觸面，因而N與S的夾角。大于900，故N對小物塊做負功，N對斜面做正功，圖5-4思路2：從圖中可看出，當物塊沿斜面下滑時，既具有沿斜面向下的速度，又具有水平向右的速度，其對地速度與N的夾

6、角一定大于900，即N對物塊做負功，W10，思路3：由于斜面的動能(機械能)不斷增大，而由能量守恒可知，小物塊的機械能不斷減小，故N一定對物塊做負功，N一定對斜面做正功正確選項為B例2如圖5-5所示，質(zhì)量m的物體靜止在傾角為的斜面上，物體與斜面間的滑動摩擦系數(shù)為，現(xiàn)在使斜面體向右水平勻速移動距離L，則摩擦力對物體做功為：(物體與斜面相對靜止) ( )A0BCD解析：據(jù)題意，物體與斜面相對靜止、共同向右勻速運動，物體m處于平衡狀態(tài)。摩擦力是靜摩擦力。物體發(fā)生的位移為s，與成銳角，對m而言為動力，對物體m做正功。正確選擇D。例3跳繩是一種健身運動。設(shè)某運動員的質(zhì)量是50千克，他一分鐘跳繩180次。

7、假定在每次跳躍中，腳與地面的接觸時間占跳躍一次所需時間25，則該運動員跳繩時克服重力做功的平均功率是多少？解析：人跳躍一次所需時間為60/180=1/3s,人在空中的時間為1/3 s的3/5，是t=1/5s,人跳離地面做豎直上拋運動，上升s的最大高度為 所以上升過程克服重力所做功為因此克服重力所做功的平均功率為例4(1995年上海高考)物體靜止在光滑水平面上，先對物體施一水平向右的恒力F1，經(jīng)ts后撤去F1，立即再對它施一水平向左的恒力F2，又經(jīng)ts秒后物體回到原出發(fā)點，在這一過程中，F(xiàn)1、F2分別對物體作的功W1 W2間的關(guān)系是 ( )A.W1=W2 B. W2=2W1 C. W2=3W1

8、D. W2=5W1解析: 如圖5-6所示，A到B作用力為F1，BCD作用力為F2，由牛頓第二定律Fma,及勻減速直線運動的位移公式sVot+at2/2，勻加速直線運動速度公式:Vt=Vo+at, 設(shè)向右為正，向左為負，設(shè)ABs，可得： 解得AB、BD位移大小相等，所以有。正確答案為C。圖5-6例5如圖5-7所示，P、Q是豎直固定在水平桌面上的檔板，值量為m的小物塊N在靠近P以一定初速度向Q板運動，已知物塊與桌面的滑動摩擦系數(shù)為，PQ相距為s，物塊通過與Q板碰撞n次以后，最后靜止于PQ的中點，則整個過程摩擦力做功為多少？(n為自然數(shù))圖5-7解析：N物塊在桌面上PQ間往反滑動過程中，滑動摩擦力一

9、直做負功，當物塊自身動能消耗盡時靜止。據(jù)題意，靜止于PQ中點處，雖然與Q板相碰n次，但有兩種可能：一是從P到Q，折返再碰，與Q碰第n次返回到中點；二是從P到Q，折返再碰，與Q碰第n次返回到P再折回中點。兩種情況做功不同。一次，碰n次在2ns路徑上做功 或例6汽車發(fā)動機的額定功率為60W，汽車質(zhì)量為5 t，汽車在水平路面上行駛時，阻力是車重的.倍，取10/s2，問：(1)汽車保持以額定功率從靜止起動后能達到的最大速度是多少?(2)汽車在加速過程中，當速度大小為4m/s時，加速度是多大？解析：汽車加速過程中有：a=(F-f)/m=(P/V f)/m，V變大，導(dǎo)致F變小，加速度a變小，當V=Vm時,

10、a=0,以后汽車做勻速直線運動。(1)據(jù)上述分析可知：當牽引力F大小等于阻力f時，汽車的加速度a，速度達到最大值v，據(jù)公式F，可得出汽車最大速度./s12 /s(2)F=P/V=60103/4N=1.5104N a=(F-f)/m =(1.5104 -5103)/5103m/s2=2 m/s2.例7汽車發(fā)動機的額定功率60千瓦，汽車的質(zhì)量5噸，汽車在水平路面上行駛時，阻力是車重的0.1倍。問：(1)汽車保持以額定功率從靜止起動后能達到的最大速度是多少？(2)汽車從靜止開始，保持以0.5m/s2的加速度作勻加速運動，這一過程能維持多長時間？解析：(1)據(jù)題意，汽車以額定功率起動。，起動的過程大，

11、導(dǎo)至F??；小，直到F=f，；這過程車作加速度越來越小的加速運動，速度一直在增大，對應(yīng)時刻的速度是加速度過程的最后一個值，當然是最大值，而后就保持這個速度勻速運動。當F=f時速度最大。 (2)汽車以恒定的加速度起動：結(jié)論：以恒定加速度起動、到速度達到最大值，經(jīng)歷兩個過程，勻加速直線運動和變加速直線運動，維持勻加速直線運動到輸出功率等于額定功率時：將已知量m、a、代入可解得例8.若某人的心臟每分鐘跳動75次，心臟收縮壓為135mmHg，收縮一次輸出的平均血量為70mL，計算心臟收縮時做功的平均功率多大？解析: 本題是一道考查功率概念的實際問題。從生理知識可知，每搏輸出量是心臟跳動一次，當心臟收縮時

12、向動脈輸出的血量。所以心臟收縮一次做功W=pV，其中p=135mmHg=1.8104Pa，V=70mL=7.010-5m3。心臟收縮一次做功為 W=pV=1.8104Pa7.010-5m3=1.26J故心臟收縮做功的平均功率為三能力測試1.以初速度v0豎直向上拋出一個質(zhì)量為m的小球，上升最大高度是h。如果空氣阻力大小恒定，則從拋出到落回出發(fā)點的整個過程中，空氣阻力對小球做的功為 ( )A.0 B.-fh C.-2mgh D.-2fh2. 關(guān)于摩擦力做功，下列說法中不正確的是( )A. 滑動摩擦力阻礙物體相對運動，一定做負功B. 靜摩擦力起著阻礙物體相對運動趨勢的作用，一定不做功C. 靜摩擦力和

13、滑動摩擦力一定都做負功D. 系統(tǒng)內(nèi)兩物體間相互作用的一對摩擦力做功的總和恒等于零3. 物體在水平恒力F作用下由靜止起沿水平面由A點運動了s米，到達B點，則當 ( )A.水平面光滑時，力F對物體做功的平均功率較大B.水平面不光滑時，力F對物體做功的平均功率較大C.水平面光滑時，力F在B點的瞬時功率較大D.水平面不光滑時，力F在B點的瞬時功率較大4. 如圖58，物體以一定的初速度沿水平面，由A點滑到B點，摩擦力做功為W1，若該物體從沿兩斜面滑到。摩擦力做功為W2，已知物體與各接觸面的滑動摩擦系數(shù)均相同，則： ( )圖5-8ABCD不能確定5. 如圖5-9所示，木塊A放在木塊B的左上端，用恒力F將A

14、拉至B的右端，第一次將B固定在地面上，F(xiàn)做的功為W1；第二次讓B可以在光滑地面上自由滑動，F(xiàn)做的功為W2，比較兩次做功，應(yīng)有( )圖5-9ABCD無法比較6. 關(guān)于汽車在水平路上運動，下列說法中正確的是( )A汽車啟動后以額定功率行駛，在速度未達到最大以前，加速度是在不斷增大的B汽車啟動后以額定功率行駛，在速度未達到最大以前，牽引力是不斷減小的C汽車以最大速度行駛后，若要減小速度，可減小牽引功率行駛D汽車以最大速度行駛后，若再減小牽引力，速率一定減小7. 一個傾斜放置的皮帶運輸機工作穩(wěn)定后，將一物體緩慢放在運動的皮帶上，最終物體由A位置移到B位置(如圖5-10)。在這段過程中，物體所受各力中：

15、 ( )圖5-10A只有摩擦力做正功B摩擦力一定做負功C重力一定做正功D重力一定做負功8起重機以1m/s2的加速度將質(zhì)量為1000kg的貨物由靜止勻加速地向上提升，若g取10m/s2，則在1s內(nèi)起重機對貨物做功的平均功率是 。在1s末起重機對貨物做功的瞬時功率是 。9質(zhì)量為m，以恒定功率P在水平公路上以V1的速度勻速運動的汽車，當汽車速度大小為V2時刻,V2V1，汽車加速度大小等于 。10甲提升機能將質(zhì)量為m的物體在t時間內(nèi)勻速提升到某一高度h,乙提升機能將2倍質(zhì)量的物體在一半的時間內(nèi)勻速提升到2h/3的高度，則甲、乙兩提升機功率之比是 。113噸的飛機從靜止開始勻加速運動，飛機起飛時應(yīng)有21

16、6km/h的速度，若它滑行時受的阻力是自重的0.075倍，滑行20s起飛，求飛機起飛時發(fā)動機的功率。(g取10m/s2)。12某大廈安裝了一臺傾角為30的自動扶梯，該扶梯在電壓為380V的電動機帶動下以0.4ms的恒定速率向上方移動，電動機的最大輸出功率為4.9kW不載人時測得電動機中的電流為5A，若載人時扶梯的移動速率和不載人時相同，則這臺自動扶梯可同時乘載約多少人? 第二單元 動能 動能定理一、知識要點概述(一)考試內(nèi)容和要求1理解動能的概念，會用動能的定義式進行計算2理解動能定理，掌握動能定理的推導(dǎo)過程，知道動能定理不論外力是否為恒力或是直線運動或曲線運動都成立3熟練應(yīng)用動能定理解決動力

17、學問題，熟悉和掌握用動能定理解題的一般步驟(二)知識拓展1動能物體由于運動而具有的能叫動能。公式：Ek=mv2/2, 單位：J，動能是標量。(1)動能是狀態(tài)量，也是相對量，因為v為瞬時速度，且與參考系的選取有關(guān)。(2)動能與動量大小的關(guān)系：Ek=P2/2m 2動能定理：W=Ek2-Ek1=mv22-mv12，即外力對物體所做總功等于物體動能的變化量，(1)外力對物體所做的總功對應(yīng)不同的過程選取不同的計算方法，對W總有以下三種理解：(2)作用在物體上的合外力所做的功W總=Fscos(3)作用在物體上的各個外力對物體做功的代數(shù)和W總=F1s1cos1+F2s2cos2+=W1+W2+(4)若物體運

18、動過程中包含著幾個不同的運動過程，則W總應(yīng)為各個運動過程中所有外力做功的總和(5)研究對象為一物體系時，對系統(tǒng)應(yīng)用動能定理，必須清楚物體系總動能的變化等于所有外力和內(nèi)力做功的代數(shù)和，即W外+W內(nèi)=Ek 正是式中W外表示所有外力做的總功，W內(nèi)表示所有內(nèi)力做功。5應(yīng)用動能定理解題步驟：(1)確定研究對象(物體或物體系，一般為單個物體)分析物體的受力情況和運動情況。(2)對研究對象進行兩個分析：第一，對研究對象進行受力分析，分析研究對象受到的所有外力，并求出它們所做的功；第二，找出所研究的物理過程的初、末狀態(tài)，并分析所對應(yīng)的物體的動能(3)用動能定理列方程求解二、典型試題精析例1下列關(guān)于某一物體的動

19、能和動量的說法中，正確的是：( )A.物體的動能不變，其動量也不變。 B.物體的動量不變，其動能也不變。 C.物體的動能發(fā)生變化，其動量也要變化。 D.物體的動量發(fā)生變化，其動能也要變化。解析：動量與動能的關(guān)系為：，或，動量是矢量，而動能是標量，動能發(fā)生變化，則動量一定發(fā)生變化，而動量發(fā)生變化，可能是方向發(fā)生變化，如勻速圓周運動，而動能沒有發(fā)生改變，所以正確答案為：BC。例2質(zhì)量為m的小球被系在輕繩繩一端，在豎直平面內(nèi)做半徑為l的圓周運動，運動的過程中小球受到空氣阻力的作用設(shè)某一時刻小球通過軌道的最低點，此時繩子的張力為7mg，在此后小球繼續(xù)做圓周運動，經(jīng)過半個圓周恰好通過最高點，則在此過程中

20、小球克服空氣阻力所做的功為( )A.mgl/4 B.mgl/3 C.mgl/2 D.mgl解析： 小球在最低點速度為v0,則有：，,所以有小球在最高點速度為v，由題意有：，由動能定理，最低點到最高點有 小球克服阻力做功為mgl/2,正確答案為：C.例3如圖5-11所示，一塊長木板B放在光滑水平地面上，在B上放一個木塊A，現(xiàn)以恒定的力F拉B，由于A、B間摩擦力的作用，A將在B上滑動，以地面為參照物，A、B都向前移動一段距離，在此過程中 ( )A外力F做的功等于系統(tǒng)的動能增量BB對A的摩擦力所做的功等于A的動能增量CA對B的摩擦力所做的功等于B對A的摩擦力所做的功D外力F對B所做的功等于B的動能的

21、增量與B克服摩擦力所做功之和圖5-11解析：B對A的摩擦力做正功，并且摩擦力就是A所受的合外力，根據(jù)動能定理知，摩擦力對A做的功等于A的動能的增量，選項B正確。對于物體B來說，水平方向受到兩個力作用。由動能定理有： 所以，,也就是說，外力F對物體B做的功等于B的動能增量與B克服摩擦力所做的功之和，選項D正確。由于AB之間的滑動摩擦力做功，有內(nèi)能產(chǎn)生，因此外力F所做的功大于A、B動能的增量，A錯.A對B的摩擦力做負功，B對地位移大，B對A的摩擦力做正功， A對地的位移小，故C選項不正確。正確選項為B、D。例4質(zhì)量M=2103噸的機車，沿長為103米，坡度為0.015 v2的斜面向上運動、受阻力為

22、車重的0.003倍，列車上坡后速度由20m/s減到10m/s，求機車的平均功率？(g取10米/秒2)解析：據(jù)題意，坡長103，坡度是0.015，坡高為15米。以機車為研究對象。沿坡面上行：速度減小，動能損失，必然是外力做功的結(jié)果，車共受四個力，如圖5-12。其中兩個力做負功，一個力做正功、一個力不做功。圖5-12設(shè)：機車的平均功率為P，發(fā)動機施于車的牽引力所做的功根據(jù)動能定理：就有： 機車均減速上行：就有 代入得：例5質(zhì)量為5的汽車，在平直公路上以60 kW恒定功率從靜止開始啟動，速度達到24m/s的最大速度后，立即關(guān)閉發(fā)動機，汽車從啟動到最后停下通過的總位移為1200 m.運動過程中汽車所受

23、的阻力不變.求汽車運動的時間.解析：汽車以恒定功率啟動后的加速過程是加速度逐漸減小的變加速運動，不能根據(jù)勻變速運動的規(guī)律求汽車加速運動的時間t1；由于牽引力是變力，也不能由動量定理求時間t1.在汽車運動的全過程中有兩個力對它做功，牽引力做功為，阻力做功為-Fs，由動能定理得：汽車達到最大速度時，牽引力和阻力大小相等，則 P=Fvm=Fvm即 F=P/vm 由上面兩式可求得汽車加速運動的時間為t1=Fs/P=s/vm=1200/24=50 s.關(guān)閉油門后，汽車在阻力作用下做勻減速直線運動，由動量定理得(取運動方向為正方向)：-Ft2=0-mvm 可求得汽車勻減速運動的時間為t2=mvm/F=mv

24、m2/P=5103242/(60103)s=48s則汽車運動的時間為：t=t1+t2=50s+48s=98s.三能力測試1.木塊在水平恒力F作用下，沿水平路面由靜止出發(fā)前進s米，隨即撤去此恒力，木塊沿原方向又前進了s米才停下來，設(shè)木塊運動全過程中地面情況相同，則摩擦力的大小f和木塊所獲得的最大動能Em為_.A. f= B. f= Em =FsC. f=, Em= D. f=Em=F圖5-132.如圖5-13所示，質(zhì)量為m的物體，由h高處無初速滑下，至平面A點靜止，不考慮B點處能量轉(zhuǎn)化，若使物體由A點沿原路返回C點，則外力至少做功為 ( )A. mgh B.2mgh C.3mgh D.條件不足，

25、無法計算3. 將物體以60 J的初動能豎直向上拋出，當它上升至某點P時，動能減為10 J，機械能損失10 J，若空氣阻力大小不變，則物體落回出發(fā)點時的動能為 ( )A.36 J B.40 J C.48 J D.50 J4. 如圖5-14所示，質(zhì)量為M的木塊放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的子彈以速度v0沿水平射中木塊，并最終留在木塊中與木塊一起以速度v運動.已知當子彈相對木塊靜止時，木塊前進距離L，子彈射入木塊的深度s，若木塊對子彈的阻力f視為恒定，則下列關(guān)系式中正確的是. ( )圖5-14A. fL= B. fs=(M+m)v2C. fs= D. f(L+s)=5. 如右圖5-15所示，質(zhì)量為m

26、的物體被用細繩牽引著在光滑水平面上做勻速圓周運動，當拉力為F時轉(zhuǎn)動半徑為R。當外力增大到8F時，物體仍做勻速圓周運動，其轉(zhuǎn)動半徑為R/2。在此過程中外力對物體所做的功為( )ABCD圖5-156. 圖5-16為水平放置的足夠長的傳送帶，在電動機帶動下以恒定速度v勻速傳動，若在傳送帶的左端輕放放上質(zhì)量為m的物體A，并且當物體相對地面位移為s時，它恰好與帶速度相同，對此過程有以下說法，其中正確的是( )圖5-16A、物體對傳送帶做功為mv2/2。B、傳送帶對物體做功為mv2/2。C、由于物體A和傳送帶之間一度有相對滑動，由此產(chǎn)生的熱量Q= mv2/2。D、傳送帶在這過程中消耗的能量至少為mv2。7

27、. 存在空氣阻力情況下，將一物體豎直向上拋，當它上升到離地面高度為h1時，其動能恰與重力勢能相等；當它下降到離地面高度為h2時，其動能又恰與重力勢能相等。已知拋出后它上升的最大高度為H，則 ( )A BC D8. 質(zhì)量為的物體以速度v0豎直向上拋出，落回原處時速度大小為3v0/4，求：(1)物體運動中所受平均空氣阻力；(2)物體以初速度2 v0豎直向上拋出時的最大高度。9. 電動機通過一繩子吊起質(zhì)量為8kg的物體，繩的拉力不能超過120N，電動機的功率不能超過1200W， 要將此物體由靜止起用最快的方式吊90 m(已知此物體在被吊高接近90m時已開始以最大速度勻速上升),所需時間為多少?10.

28、 在光滑的水平軌道上有兩個半徑都是r球A和B，質(zhì)量分別為m和2m，當兩球心間的距離大于l (l比2 r大得多)時，兩球間無相互作用力， 當兩球心間距離等于或小于l時兩球間有恒定斥力F，設(shè)A球從較遠處以初速vo正對靜止的B球開始運動(如圖5-17所示)，欲使兩球不發(fā)生接觸，則vo必須滿足什么條件?圖5-1711. 總質(zhì)量是M的列車，沿水平直線軌道勻速前進，其末節(jié)車廂質(zhì)量為m，中途脫節(jié)，司機發(fā)覺時，機車已行駛L的距離，于是立即關(guān)閉油門，除去牽引力,設(shè)運動的阻力與質(zhì)量成正比，機車牽引力是恒定的，當列車的兩部分都停止時，它們的距離是多少?12.質(zhì)量為M、長為L的小車，固定在地面上， 一個質(zhì)量為m的小物

29、體(可不計大小)以水平速度vo從小車一端沿表面滑行，小物體從小車另一端滑離小車時，速度減為vo2；現(xiàn)在把小車改放在光滑的水平地面上，小物體仍以水平速度vo沿小車表面滑行，欲使小物體仍能滑離小車，那么小車的質(zhì)量M和小物體質(zhì)量m應(yīng)滿足什么關(guān)系? 第三單元 機械能守恒定律 功和能一、知識要點概述(一)考試內(nèi)容和要求1理解重力勢能的概念，知道重力勢能的相對性意義，會應(yīng)用重力勢能定義進行計算。2正確理解重力做功與重力勢能變化的關(guān)系，知道重力做功與運動路徑無關(guān)。3了解彈性勢能的概念，了解彈性勢能大小與彈性形變大小有關(guān)。4正確理解和掌握機械能守恒定律極其永遠和適用條件。能熟練應(yīng)用機械能守恒解決動力學問題。5

30、 知道功是能的轉(zhuǎn)化的量度(二)知識拓展1重力勢能定義：受重力作用的物體，具有的與它相對地球的位置有關(guān)的能量叫重力勢能重力勢能大小的公式 Ep=mgh (1)重力勢能是地球和物體組成的系統(tǒng)共有的，而不是物體單獨具有的(2)重力勢能的大小和零勢能面的選取有關(guān)(3)重力勢能是標量，但有“+”、“”2重力做功跟重力勢能改變的關(guān)系：重力做正功，重力勢能減??；重力做負功，重力勢能增加。重力做功等于勢能增量的負值即：WG= - Ep3彈性勢能定義：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能大?。簭椥詣菽艿拇笮∨c形變量及勁度系數(shù)有關(guān)，彈簧的形變量越大，勁度系數(shù)越大，彈簧的彈性勢能越大4機械能守恒定律機械能：動能和勢能統(tǒng)稱

31、為機械能機械能守恒定律：在只有重力(或彈力)做功的條件下，物體的重力勢能(或彈性勢能)和動能相互轉(zhuǎn)化，但機械能總量保持不變Ep2+Ek2= Ep1+Ek1機械能守恒定律成立的條件：(1)只受重力(或彈力)作用(2)受其他外力，但其他外力不做功(3)對多個物體構(gòu)成的系統(tǒng)，如果外力不做功，且系統(tǒng)的內(nèi)力也不做功；，此系統(tǒng)機械能守恒。用機械能守恒定律解題的優(yōu)點 機械能守恒定律是根據(jù)牛頓運動定律推出的，然而在有些問題的處理中，直接應(yīng)用牛頓運動定律會相當復(fù)雜，而用機械能守恒定律就會比較簡單例如，求一小物體從靜上開始沿光滑曲面下滑豎直高度A時的速度，利用牛頓運動定律是很難解決的，而用機械能守恒定律求解就相當

32、方便 5。用機械能守恒定律解題的一般思路 (1)確定研究對象(物體或物體系) (2)對研究對象進行兩個分析 其一是分析研究對象的受力情況(包括內(nèi)力和外力)，著重分析各力的做功情況，若在所討論的問題中，只有重力(或彈力)做功，其它內(nèi)力和外力都不做功，則物體(或系統(tǒng))的機械能守恒 其二是找出所研究的物理過程的初狀態(tài)和末狀態(tài)，并著重分析初、末狀態(tài)的機械能 飛 凸 正1言n2鈔壬+01喀人1 厶 飛 肉 正2言9y乙t莖+”IZA2 注意：物體在參考面以上時勢能為正值，在參考面以下時勢能為負值 (3)由機械能守恒定律列出方程，即 正1正2用機械能守恒定律解題的優(yōu)點 機械能守恒定律是根據(jù)牛頓運動定律推出

33、的，然而在有些問題的處理中，直接應(yīng)用牛頓運動定律會相當復(fù)雜，而用機械能守恒定律就會比較簡單例如，求一小物體從靜上開始沿光滑曲面下滑豎直高度A時的速度，利用牛頓運動定律是很難解決的，而用機械能守恒定律求解就相當方便 5。用機械能守恒定律解題的一般思路 (1)確定研究對象(物體或物體系) (2)對研究對象進行兩個分析 其一是分析研究對象的受力情況(包括內(nèi)力和外力)，著重分析各力的做功情況，若在所討論的問題中，只有重力(或彈力)做功，其它內(nèi)力和外力都不做功，則物體(或系統(tǒng))的機械能守恒 其二是找出所研究的物理過程的初狀態(tài)和末應(yīng)用機械能守恒定律解題的一般思路：(1)確定研究對象(物體或物體系). 確定

34、研究對象(物體或物體系)對研究對象進行兩個分析: 其一是分析研究對象的受力情況(包括內(nèi)力和外力)，著重分析各力的做功情況，若在所討論的問題中，只有重力(或彈力)做功，其它內(nèi)力和外力都不做功，則物體(或系統(tǒng))的機械能守恒其二是找出所研究的物理過程的初狀態(tài)和末狀態(tài)，并分析確定物體或系統(tǒng)初、末狀態(tài)的機械能由機械能守恒定律列出方程，把已知量統(tǒng)一單位后，代入方程求解5. 功和能的關(guān)系做功過程就是能量的轉(zhuǎn)化過程，做了多少功，就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化，所以功是能量轉(zhuǎn)化的量度。功能原理：除重力(或彈力)外，其他外力和內(nèi)力所做功的代數(shù)和等于系統(tǒng)機械能的增量。6滑動摩擦力做功的特點：(1)滑動摩擦力可以做正功，也可

35、以對物體做負功，還可以不做功(如相對運動的兩物體之一對地面靜止則滑動摩擦力對該物不做功)(2)在相互摩擦的物體系統(tǒng)中，一對相互作用的滑動摩擦力，對物體系統(tǒng)所做總功的多少與路徑有關(guān)，其值是負值，等于摩擦力與相對路程的積，即Wf=-fs,W-f表示物體系統(tǒng)損失機械能克服了摩擦力做功， Q熱= W-f=fs(摩擦生熱)(3)一對滑動摩擦力做功的過程，能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的情況：一是相互摩擦的物體通過摩擦力做功將部分機械能轉(zhuǎn)移到另一個物體上；二是部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此部分能量就是系統(tǒng)機械能的損失量二、典型試題精析例1(2000年上海高考題).如圖5-18所示，長度相同的三根輕桿構(gòu)成一個正三角形支架，在A

36、處固定質(zhì)量為2m的小球，B處固定質(zhì)量為m的小球支架懸掛在O點，可繞過O點并與支架所在平面相垂直的固定軸轉(zhuǎn)動開始時OB與地面相垂直，放手后開始運動，在不計任何阻力的情況下，下列說法正確的是。OB mA 2m圖5-18AA球到達最低點時速度為零BA球機械能減少量等于B球機械能增加量CB球向左擺動所能達到的最高位置應(yīng)高于A球開始運動的高度D當支架從左向右回擺時，A球一定能回到起始高度解析：A、B兩球以及地球所組成的系統(tǒng)機械能守恒，若以初始狀態(tài)B球所在水平面為零勢面，則總機械能為2mgh，h為此時A的高度。當A球在最低點時B球勢能為mgh，另外能量為A球與B球共有的動能，因此，B球還要繼續(xù)上升，但在整

37、個過程中系統(tǒng)機械能守恒.A球機械能減少量等于B球機械能增加量，因此正確答案為B、C、D.例2一物體靜止在升降機的地板上，在升降機加速上升的過程中，地板對物體的支持力所做的功等于A物體勢能的增加量B. 物體動能的增加量C物體動能的增加量加上物體勢能的增加量D物體動能的增加量加上物體克服重力所做的功解析：在物體隨升降機加速上升的過程中，作用于物體的力有：地板對物體的支持力N，方向豎直向上；地球?qū)ξ矬w的重力mg，方向豎直向下根據(jù)動能定理，地板的支持力和重力的合力做的功才等于物體動能的增加量，故選項B錯誤在這過程中，地板的支持力對物體做正功，由功能關(guān)系，應(yīng)該等于物體機械能的增加；而重力對物體做負功，即

38、物體反抗重力做功，等于物體重力勢能的增加，亦即支持力做的功等于物體動能增加量加上物體反抗重力做的功之和，所以選項D正確答案是C、D例3如圖5-19所示，勁度系數(shù)為k1的輕質(zhì)彈簧兩端分別與質(zhì)量為ml、m2的物體1、2拴接，勁度系數(shù)為k2的輕質(zhì)彈簧上端與物塊2拴接，下端壓在桌面上(不拴接)，整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，現(xiàn)施力將物塊1緩慢地豎直上提，直到下面那個彈簧的下端脫離桌面在此過程中，物塊2的重力勢能增加了 ，物塊1的重力勢能增加了 圖5-19解析：該題方法選用上應(yīng)借助整體法和隔離法輔助求解在確定ml上升高度時，找準ml相對水平面的高度變化，應(yīng)該加m2上升高度；同時考慮彈簧k1的變化和彈簧k2的變化

39、。下面彈簧受到壓力大小為(m1+m2)g，壓縮量x2=(ml+ m2)/k2，要使其離開桌面，m2應(yīng)上升高度x2，則增加的重力勢能為對彈簧機拉起的過程中，kl是由壓縮狀態(tài)轉(zhuǎn)為拉伸狀態(tài)，壓縮的長度，當k2離開桌面時，k1伸長了，則上面物體能上升的高度為所以m1增加的重力勢能為 例4(1996年上海高考題)如圖5-20所示，半徑為r、質(zhì)量不計的圓盤盤面與地面相垂直，圓心處有一個垂直盤面的光滑水平固定軸0，在盤的最右邊緣固定一個質(zhì)量為m的小球A，在O點的正下方離O點r/2處固定個質(zhì)量也為m的小球B，放開盤讓其自由轉(zhuǎn)動。問：(1)當A球轉(zhuǎn)到最低點時，兩小球的重力勢能之和減少了多少?(2)A球轉(zhuǎn)到最低點

40、時的線速度是多少?(3)在轉(zhuǎn)動過程中半徑OA向左偏離豎直方向的最大角度是多少?OAB圖5-20解析：本題可用機械能守恒定律解題，關(guān)鍵要找準零勢面，確定AB兩球在每個瞬時位置上的勢能和動能，同時注意隱含條件：AB兩球同在一轉(zhuǎn)動體上，角速度相同，則線速度正比于半徑，故vA=2vB這樣再列方程即可求解如圖5-21，可選盤面最低點的水平面為零勢面，則初始位置機械能E=3mgr/2 AB圖5-21(1) A球轉(zhuǎn)到最低點時，兩小球重力勢能之和 (2) 由 E1=E2,得：(3)由 E1=E2,解得：例5將細繩繞過兩個定滑輪A和B，繩的兩端各系一個質(zhì)量為m的砝碼。A、B間的中點C掛一質(zhì)量為M的小球，M2m，

41、A、B間距離為L，開始用手托住M使它們都保持靜止，如圖5-22所示。放手后M和2個m開始運動，求小球下落的最大位移H是多少?小球的平衡位置距C點距離h是多少?圖5-22解析：(1) 如答案圖所示，M 下降到最底端時速度為零，此時兩m速度也為零，M 損失的重力勢能等于兩m增加的重力勢能(機械能守恒) 解得 (2) 如答案圖所示，當M處于平衡位置時，T=mg，則 Mg-2mgsin=0 即 解得 例6如圖5-23所示，質(zhì)量為2m的木板，靜止放在光滑的水平面上，木板左端固定著一根勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧，彈簧的自由端到小車右端的距離為l0，一質(zhì)量為m的小木塊從板的右端以速度v0開始沿木板向左滑行，最終回到木塊右端剛好不從木板滑出.設(shè)木板與小車間的動摩擦因數(shù)為.求：在木塊壓縮彈簧的過程中，彈簧具有的最大彈性勢能. 圖5-23解析：當木塊與板有共同速