高一物理機(jī)械能和能源復(fù)習(xí) 粵教滬 必修2 1

《物理》必修(2)期末復(fù)習(xí)

第四章

機(jī)械能和能源

2006年6月.本章知識(shí)歸納與回顧本章內(nèi)容知識(shí)可分為三部分：1.功和功率：定義和定義式、正負(fù)號(hào)的意義、其他計(jì)算式2.機(jī)械能：機(jī)械能＝動(dòng)能＋重力勢(shì)能＋彈性勢(shì)能定義和定義式，正負(fù)號(hào)、決定因素3.功和能的關(guān)系：

動(dòng)能定理：總功和動(dòng)能變化的關(guān)系

機(jī)械能守恒定律：重（彈）力做功與機(jī)械能變化的關(guān)系*勢(shì)能定理：重（彈）力做功與勢(shì)能變化的關(guān)系**功能原理：非重（彈）力做功與機(jī)械能變化的關(guān)系.本章解題基本思路大多可分為三步：選取研究對(duì)象：從題目所給的信息選取有關(guān)物體或系統(tǒng)作為研究對(duì)象（除有彈簧的問(wèn)題外，一般都是一個(gè)物體）正確分析物理過(guò)程和狀態(tài)：分析過(guò)程明確各力的做功情況；分析狀態(tài)明確每個(gè)狀態(tài)的速度、高度、動(dòng)能和勢(shì)能情況。列方程求解：求功是針對(duì)一個(gè)過(guò)程列式；求功率可能是針對(duì)一個(gè)過(guò)程也可能是一個(gè)狀態(tài)（看是求平均值還是瞬時(shí)值）列式；用動(dòng)能定理是針對(duì)一個(gè)過(guò)程兩個(gè)狀態(tài)列式；用機(jī)械能守恒定律是針對(duì)始末兩個(gè)狀態(tài)列式。.本章解題的思維方法可分為三種：1.等效的方法：合力的功等于分力功的代數(shù)和；用動(dòng)能定理間接（等效）求外力的功；用功能關(guān)系求功或能量的變化；用能量守恒求某些能量的變化；……2.守恒的思想：主要指能量守恒，機(jī)械能守恒是能量守恒的特例。一個(gè)系統(tǒng)與外界無(wú)能量交換時(shí)總能量守恒，內(nèi)部一種能量的增加就會(huì)等于其他能量的減少。比如自由下落時(shí)勢(shì)能的減少就等于動(dòng)能的增加（不計(jì)阻力）。3.系統(tǒng)的方法：能量守恒是針對(duì)一個(gè)系統(tǒng)而言。重力勢(shì)能是物體與地球所共有的?！?機(jī)械能復(fù)習(xí)題

1.某物體從一個(gè)固定斜面的頂端勻速滑到底端，在這個(gè)過(guò)程中()A.重力對(duì)物體做正功B.彈力對(duì)物體做正功C.摩擦力對(duì)物體做負(fù)功D.合力對(duì)物體不做功2.物體A在水平傳送帶上隨傳送帶一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，則()A.摩擦力一定對(duì)A做正功B.摩擦力一定對(duì)A做負(fù)功C.摩擦力一定不對(duì)A做功D.條件不足，不能確定一、功和功率的分析與計(jì)算析：功的分析要明確是求哪個(gè)力的功，然后根據(jù)功的定義式分析力、位移、力和位移的夾角三個(gè)因素。分析功的正負(fù)問(wèn)題在FS不為零時(shí)只要看FS的夾角即可。ACDC.7.光滑斜面AC長(zhǎng)為L(zhǎng)，B為其中點(diǎn)。一物體從A點(diǎn)由靜止開始下滑，經(jīng)B至C。設(shè)在AB段重力對(duì)物體做功的平均功率為P1，在BC段重力對(duì)物體做功的平均功率為P2，在AC段重力對(duì)物體做功的平均功率為P3，則P1與P2之比和P1與P3之比()A.P1∶P2=1∶1B.P1∶P2=1∶(+1)C.P1∶P3=1∶D.P1∶P3=∶1析：平均功率的分析要明確是求哪個(gè)力在哪個(gè)過(guò)程的功率，然后根據(jù)功率的定義式分析。做功情況，由W＝mgh易得W1=W2=W3/2.時(shí)間關(guān)系,由S＝at2/2易得t1:t2:t3=1:(21/2-1):21/2BC.13.重力是1N的物體做自由落體運(yùn)動(dòng)，在第2s末重力的瞬時(shí)功率是____W，在第2s內(nèi)重力的平均功率是_____W。16.質(zhì)量為5t的汽車在水平路面上以加速度a=2m/s2從靜止開始作勻加直線運(yùn)動(dòng)，所受阻力恒為1.0×103N，則汽車起動(dòng)后1s末的瞬時(shí)功率是_____kW；汽車在頭2s內(nèi)的平均功率是___kW。20152222.二、動(dòng)能定理的應(yīng)用5.質(zhì)點(diǎn)在恒力作用下從靜止開始做直線運(yùn)動(dòng)，則質(zhì)點(diǎn)任一時(shí)刻的動(dòng)能()A.與它通過(guò)的位移s成正比B.與它通過(guò)的位移的平方s2成正比C.與它運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t成正比D.與它運(yùn)動(dòng)的時(shí)間的平方t2成正比析：動(dòng)能定理把功和物體動(dòng)能的變化聯(lián)系起來(lái)了。用它可以求解功或動(dòng)能的變化。而功與力和位移有關(guān)，動(dòng)能和質(zhì)量、速度大小有關(guān)。所以，利用動(dòng)能定理可以求：功、動(dòng)能（變化）、力、位移、質(zhì)量、速度大小（一般不能求時(shí)間和加速度大?。?。AD.11.物體A、B質(zhì)量相等，A置于光滑水平面上，B置于粗糙水平面上，在相同水平拉力F作用下，由靜止開始運(yùn)動(dòng)了S，那么()A.拉力對(duì)A做功較多，A的動(dòng)能較大B.拉力對(duì)B做功較多，但A的動(dòng)能較大C.拉力對(duì)A、B做功相同，A、B動(dòng)能也相同D.拉力對(duì)A、B做功相同，但A的動(dòng)能較大析：本題討論動(dòng)能問(wèn)題，首選用動(dòng)能定理分析。由于初動(dòng)能為零，故末動(dòng)能就等于全過(guò)程外力的總功。D.18.質(zhì)量為1kg的物體以20m/s的初速度豎直上拋，所受空氣阻力大小為2.5N，且保持不變，g取10m/s2。求：(1)物體能夠上升的最大高度是多少?(2)物體落回到拋出點(diǎn)時(shí)的速度是多少?析：本題欲求解高度（位移大?。┖退俣?，不涉及時(shí)間和加速度，應(yīng)首選動(dòng)能定理列式求解。簡(jiǎn)解：上升過(guò)程-mgH-fH=0－mv02/2下降過(guò)程mgH-fH=mv2/2－0.機(jī)車問(wèn)題，常用動(dòng)能定理求牽引力（變力）的功12.質(zhì)量為m的汽車在平直的公路上以速度v0開始加速，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，前進(jìn)了s距離，速度達(dá)到最大值vm。設(shè)在加速過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)的功率恒為p，汽車所受阻力恒為f，則在這段時(shí)間內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功為()A.ptB.ms

C.f·sD.mv2m/2+f·s-mvo2/2AD析:本題牽引力在開始一段時(shí)間內(nèi)是變力，隨著速度的增大，牽引力減小。不能用功的定義是直接求。只能….17.質(zhì)量為5.0×106kg的列車以恒定不變的功率沿平直軌道行駛。當(dāng)速度為υ1=2m/s時(shí)，加速度a1=0.9m/s2，當(dāng)速度為υ2=10m/s時(shí)，加速度a2=0.1m/s2。如果列車所受阻力大小不變，求：(1)列車所受阻力是多少?(2)在該功率下列車的最大速度是多少?析:本題已知加速度和速度，求阻力和最大速度。第一問(wèn)屬牛二的應(yīng)用,第二問(wèn)屬機(jī)車最大速度(合力為零時(shí)速度)簡(jiǎn)解：速度v1時(shí)P/v1-f=ma1速度v2時(shí)P/v2-f=ma2速度最大時(shí)P/vm=f(1)5.0×105N;(2)20m/s不是所有的機(jī)車問(wèn)題都要用動(dòng)能定理求解.三、機(jī)械能守恒定律4.質(zhì)量為m的物體從距地面h高處的某點(diǎn)自由落下，在這過(guò)程中不計(jì)空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是()A.重力對(duì)物體做功為mghB.重力勢(shì)能減少為mghC.動(dòng)能增加mghD.機(jī)械能增加mgh析:本題物體下落過(guò)程不計(jì)空氣阻力,故機(jī)械能守恒.即每一個(gè)狀態(tài)的機(jī)械能相等，一個(gè)過(guò)程中勢(shì)能的減少等于動(dòng)能的增加－－這是機(jī)械能守恒的另一種表述.ABC.3.原長(zhǎng)為L(zhǎng)1的橡皮條和長(zhǎng)為L(zhǎng)2的細(xì)線固定在同一水平線上的O1、O2兩點(diǎn)，L1＜L2。橡皮條和細(xì)線的另一端分別拴著質(zhì)量相同的小球A和B，將兩者都拉至水平由靜止釋放，擺至最低點(diǎn)時(shí)，橡皮條和細(xì)線的長(zhǎng)度恰好相等，則兩小球在最低點(diǎn)時(shí)速度大小vA與vB相比較（）A.vA＞vBB.vA=vBC.vA＜vBD.無(wú)法確定析:兩個(gè)小球下落過(guò)程有重力做正功和橡皮條的彈力做負(fù)功功,選小球和橡皮條組成的系統(tǒng)為對(duì)象則機(jī)械能守恒.B

:E重E動(dòng)；A:E重

E動(dòng)+E彈C.8.一個(gè)質(zhì)量為m的物體，以初速度v0沿光滑斜面向上滑行，若取開始的位置為參考平面，當(dāng)滑到高為h處時(shí)，該物體的機(jī)械能是()A.m

v02/2B.mgh

C.m

v02/2+mghD.m

v02/2-mgh

析:本題物體向上滑動(dòng)過(guò)程只有重力做功,故機(jī)械能守恒.即上升過(guò)程每一個(gè)狀態(tài)(在某一瞬間經(jīng)過(guò)某一位置)的機(jī)械能相等.該物機(jī)械能有多種表達(dá)式.A.10.以初速度v0豎直上拋一物體，不計(jì)空氣阻力，物體升高到某一高度時(shí)，其重力勢(shì)能恰好為動(dòng)能的2倍。以拋出點(diǎn)為零參考點(diǎn)，則在此高度()A.物體的勢(shì)能是初動(dòng)能的2/3B.物體的重力勢(shì)能是最大重力勢(shì)能的2/3C.物體的機(jī)械能是初動(dòng)能的3倍D.物體的高度是v02/3g析:本題易知機(jī)械能守恒.不少同學(xué)不會(huì)列式，其實(shí)用題給條件Ep=2Ek與守恒表達(dá)式解方程組即可。初始E1=mv02/2,某高度E2=Ep+Ek，mv02/2＝Ep+Ek

…ABD.19.設(shè)密度為1.3kg/m3、截面積為4m2的空氣流以20m/s的速度吹向風(fēng)力發(fā)電機(jī)，若有10%的風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，則此風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率是多少?析:本題不是機(jī)械能守恒的應(yīng)用題。是能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律的應(yīng)用題。風(fēng)的動(dòng)能部分轉(zhuǎn)化為電能。發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率是單位時(shí)間內(nèi)發(fā)電的多少即產(chǎn)生的電能。

ts內(nèi)到達(dá)風(fēng)扇的空氣V=vt·S空氣質(zhì)量m=ρV,動(dòng)能Ek=mv2/2,轉(zhuǎn)化為電能E=ηEk發(fā)電功率P=E/t=ηρSv3/2=…=2080W.

作業(yè)－－06廣東高考物理13題第二問(wèn)（2）風(fēng)力發(fā)電是一種環(huán)保的電能獲取方式。圖9為某風(fēng)力發(fā)電站外觀圖（此處略）。設(shè)計(jì)每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率為40kW。實(shí)驗(yàn)測(cè)得風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率約為20%，空氣的密度是1.29kg/m3，當(dāng)?shù)厮斤L(fēng)速約為10m/s，問(wèn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片長(zhǎng)度約為多少才能滿足設(shè)計(jì)要求？...9、靜夜四無(wú)鄰，荒居舊業(yè)貧。。2023/1/92023/1/9Monday,January9,202310、雨中黃葉樹，燈下白頭人。。2023/1/92023/1/92023/1/91/9/20239:44:33PM11、以我獨(dú)沈久，愧君相見(jiàn)頻。。2023/1/92023/1/92023/1/9Jan-2309-Jan-2312、故人江海別，幾度隔山川。。2023/1/92023/1/92023/1/9Monday,January9,202313、乍見(jiàn)翻疑夢(mèng)，相悲各問(wèn)年。。2023/1/92023/1/92023/1/92023/1/91/9/202314、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國(guó)見(jiàn)青山。。09一月20232023/1/92023/1/92023/1/915、比不了得就不比，得不到的就不要。。。一月232023/1/92023/1/92023/1/91/9/202316、行動(dòng)出成果，工作出財(cái)富。。2023/1/92023/1/909January202317、做前，能夠環(huán)視四周；做時(shí)，你只能或者最好沿著以腳為起點(diǎn)的射線向前。。2023/1/92023/1/92023/1/92023/1/99、沒(méi)有失敗，只有暫時(shí)停止成功！。2023/1/92023/1/9Monday,January9,202310、很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒(méi)有。。2023/1/92023/1/92023/1/91/9/20239:44:33PM11、成功就是日復(fù)一日那一點(diǎn)點(diǎn)小小努力的積累。。2023/1/92023/1/92023/1/9Jan-2309-Jan-2312、世間成事，不求其絕對(duì)圓滿，留一份不足，可得無(wú)限完美。。2023/1/92023/1/92023/1/9Monday,January9,202313、不知香積寺，數(shù)里入云峰。。2023/1/92023/1/92023/1/92023/1/91/9/202314、意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。09一月20232023/1/92023/1/92023/1/915、楚塞三湘接，荊門九派通。。。一月232023/1/92023/1/92023/1/91/9/202316、少年十五二十時(shí)，步行奪得胡馬騎。。2023/1/92023/1/909January202317、空山新雨后，天氣晚來(lái)秋。。2023/1/92023/1/92023/1/92023/1/99、楊柳散和風(fēng)，青山澹吾慮。。2023/1/92023/1/9Monday,January9,202310、閱讀一切好書如同和過(guò)去最杰出的人談話。2023/1/92023/1/920