高三一轮复习资料机械能AWord格式.docx
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A.100JB.4000JC.0JD.条件不足,无法确定
5.如图所示,质量为m的物体静止在倾角为α的斜面体上,在水平推力F作用下,使物体与斜面体保持相对静止,一起匀速通过
位移.则此过程中,斜面体对物体做的总功为()
A.0B.F
C.mg
sinαD.mg
cosα
物体所受各力做的功各是多少?
总功多少?
6.如图7-2-1所示,木块A放在木块B的左上端,用恒力F将A拉至B的右端.第一次将B固定在地面上,F做的功为W1;
第二次让B可以在光滑的地面上自由滑动,F做的功为W2.比较W1与W2的大小?
7.重20N的铁球从离地面40m高处由静止开始下落,若空气阻力是球重的0.2倍,那么该球从下落到着地的过程中,重力对小球做功为______J,空气阻力对小球做功为______J,小球克服空气阻力做功为______J,合外力做功为_____J
8
.如图所示,质量为m的小球用长为l的轻绳系着悬挂于天花板上。
现对小球施一方向水平恒力F,使小球由位置A移到位置B,若此过程中系绳转过θ角。
那么此过程中小球重力做的功为,F做的功为,绳子拉力做功
B组
1.质量为2kg的物体置于水平面上,在运动方向上受到水平拉力F的作用,沿水平方向做匀变速直线运动,2s后撤去F,其运动的速度图像如图5—6所示,取g=10m/s2,则下列说法正确的是()
A.拉力F对物体做功150J
B.拉力F对物体做功500J
C.物体克服摩擦力做功100J
D.物体克服摩擦力做功175J
2.在水平面上,一物体在水平力F作用下运动,其水平力随时间t变化的图像及物体运动的V-t图像如图7-2-3。
由两个图像可知,10s内()
A.水平力F做的功为40J
B.克服摩擦力做的功为40J
C.摩擦力做的功为-40JD.合力功为0
考点2:
力做功的性质的判断
方法1:
方法2:
方法3:
例.如图,物块位于光滑的斜面上,斜面位于光滑的水平地面上,从地面上看在物块沿斜面下滑的过程中,斜面对物块的作用力()
A.垂直于接触面,做正功
B.垂直于接触面,做负功
C.不垂直于接触面,做功为零
D.不垂直于接触面,做功不为零
练习A组
1.起重机械的钢丝绳吊起一个质量为m的物体加速向上运动一段距离,作用在物体上的各个力的做功情况是()
A.重力做正功,钢丝绳的拉力做负功,合力做负功
B.重力做负功,绳的拉力做正功,合力做正功
C.重力做正功,绳的拉力做负功,合力做正功
D.重力做负功,绳的拉力做正功,合力做负功
2.将质量为m的小球用轻质细线悬挂起来,让其摆动。
若不考虑空气阻力,则对小球做功的情况是()
A.重力和弹力都对小球做B.只有重力对小球做功
C.只有线的拉力对小球做功D.没有力对小球做功
3.小明同学竖直上抛一块橡皮,请问橡皮在上升、下落过程中重力做功如何?
空气阻力做功如何?
4.如图所示,某力F大小等于10N保持不变,作用在半径r=1m的转盘的边缘上,方向任何时刻均沿过作用点的切线方向,则在转盘转动一周的过程中,力F所做的功为()
A.0JB.10JC.20πJD.无法确定
5.地球围绕太阳公转,在近日点速率最大,在远日点速率最小。
试解释?
6.如图6-23-10所示,A、B叠放着,A用绳系在固定的墙上,用力F拉着B右移,用F’、FAB和FBA分别表示绳对A的拉力、A对B的摩擦力和B对A的摩擦力,则()
A.F做正功,FAB做负功,FBA做正功,F’不做功
B.F和FBA做正功,FAB和F’做负功
C.F做正功,其他力都不做功
D.F对A做正功,FAB对B做负功,FBA和F’对A都不做功
1.一人乘电梯从1楼到20楼,在此过程中经历了先加速,后匀速,再减速的运动过程,则电梯支持力对人作功情况是()
A.加速时做正功,匀速时不做,减速时做负功
B.加速时做正功,匀速和减速时做负功
C.加速和匀速作正功,减速时做负功
D.始终做正功
2..某电场的部分电场线如图所示,A、B是一带电粒子仅在电场力作用下运动轨迹(图中虚线)上的两点,下列说法正确的是
A.粒子一定是从B点向A点运动
B.粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度
C.粒子在A点的动能小于它在B点的动能
D.电场中A点的电势高于B点的电势
3.在加速运动的车厢中,一个人用力向前推车厢,如图所示,人相对车厢未移动,则下列说法中正确的是()
A.人对车不做功B.人对车做负功
C.推力对车做正功D.车对人做正功
考点3:
功率
2.分类:
3.公式:
①②
注意:
①发动机铭牌上是额定功率,指的是该机正常工作时的最大输出功率,并不是任何时候发动机的功率都等于额定功率。
实际输出功率应在零和额定值之间取值。
②发动机的功率是牵引力的功率,即在P=Fv中F为发动机产生的牵引力F。
例1.将一质量为m的物体从离地面h地高处自由释放,求①从释放到落地重力的功率②物体刚要落地时重力的功率
若将其一以V0抛出呢?
对结论进行讨论,是巧合还是必然?
1.在足够长的水平桌面上静放着质量为1.5kg的小车,现对它施加一个F=4.5N的水平拉力,发现小车做加速度为2.0m/s2的匀加速直线运动。
那么在加速运动的第3秒,小车所受水平拉力F的功率是()
A.27WB.18W
C.30WD.22.5W
2.如图所示,质量为
的物体沿倾角为
,长为
的固定光滑斜面从顶端由静止下滑到底端,则在此过程中重力的功率为,滑到底端时重力的功率为,支持力做功的功率为.
3.如图所示是健身用的“跑步机”示意图,质量为m的运动员踩在与水平面成α角的静止皮带上,运动员用力后蹬皮带,皮带运动过程中受到的阻力恒定为f,使皮带以速度v匀速运动,则在运动过程中下列说法正确的是( )
A.人脚对皮带的摩擦力是皮带运动的动力
B.人对皮带不做功C.人对皮带做功的功率为fv
D.人对皮带做功的功率为mgv
4.一质量为m的物块,在几个共点力的作用下静止在光滑的水平桌面上,现把其中一个水平方向的力从F突然增大到3F,保持其他力不变,则在t秒末该力的功率为()
A.
B.
C.
D.
5.如图4所示,质量相同的两物体处于同一高度,A沿固定在地面上的光滑斜面下滑,B自由下落,最后到达同一水平面,则
A.重力对两物体做的功相同
B.重力的平均功率相同
C.到达底端时重力的瞬时功率PA<
PB
D.到达底端时两物体的动能相同
6.汽车在水平公路上直线行驶,假设所受到的阻力恒定,汽车达到额定功率做匀速运动的速度为vm,7.以下说法中正确的是
A.汽车启动时的加速度与它受到的牵引力成正比
B.汽车以恒定功率启动,可能做匀加速运动
C.汽车以最大速度行驶后,若要减小行驶速度,可减少牵引功率
D.若汽车匀加速启动,则匀加速的末速度可达到vm
8.将一质量为m的物体从离平地h距离的高处,以速度v0水平抛出,求在物体从抛出到落地过程中重力的功率和物体刚要落地时重力的功率(不计空气阻力)。
1.测定运动员体能的一种装置如图5.3-3所示,运动员质量为m1,绳拴在腰间沿水平方向跨过滑轮(不计滑轮质量及摩擦),下悬一个质量为m2的重物,人用力蹬传送带而人的重心不动,使传送带以速率v匀速向右运动.下列四种说法正确的是()
A.人对传送带不做功B.人对传送带做负功
C.人对传送带做功的功率为m2gv
D.人对传送带做功的功率为(m1+m2)gv
2.竖直上抛一小球,小球又落回原处,已知空气阻力的大小正比于小球的速度.下列说法正确的是
A、上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功
B、上升过程中克服重力做的功小于下降过程中重力做的功
C、上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率
D、上升过程中克服重力做功的平均功率小于下降过程中重力的平均功率
3.在高处的同一点将三个质量相同的小球以大小相等的初速度v0分别上抛,平抛和下抛,则( )
A.从抛出到落地过程中,重力对它们做功相同
B.从抛出到落地过程中,重力对它们的功率相同
C.三个小球落地时,重力的瞬时功率相同
D.三个小球落地时的动量相同。
考点4:
机车的启动问题
1.机车保持恒定功率P行驶
过程分析:
运动性质:
图像:
①速度达最大有什么特征?
(P=FV=fvm)②从启动到速度达最大的过程中,牵引力的功WF如何求?
(错解:
WF=FS,为什么?
正解:
W=Pt)③从启动到速度达最大的过程中,如何求车的位移?
S=at2/2,为什么?
Pt-fs=mvm2/2)
2.机车保持恒定牵引力F行驶
①匀加速结束时,速度最大吗?
有什么特征?
②速度达最大有什么特征?
(P=FV=fvm)③从启动到实际功率与额定功率相等过程中,牵引力的功WF如何求?
(正解:
错解:
W=Pt)④如何求匀加速的时间?
如何求从启动到实际功率与额定功率相等过程中车的位移?
Pt-fs=mv/m2/2)
拐点的意义
1.质量为5×
103kg的汽车在平直公路上行驶,若汽车所受阻力是车重的0.1倍.汽车的额定功率为60kW.那么:
(1)汽车达到的最大速度Vm=;
(2)若某时刻汽车行驶速度V=6m/s,加速度为a=2m/s2.汽车此时的实际功率为.(
取10m/s2)
2.汽车发动机的功率为60kw其总质量为5t.在水平路面上行驶时,所受阻力恒为5.0×
103N.试求汽车所能达到的最大速度?
3.质量为m的汽车在平直的公路上行驶,某时刻速度为v0,从该时刻起汽车开始加速,经过时间t前进的距离为s,此时速度达到最大值vm,设在加速度过程中发动机的功率恒为P,汽车所受阻力恒为,则这段时间内牵引力所做的功为Fμ()
A.PtB.
vmtC.
s
D.mv
4.起重机在5s内将质量为2×
103kg的重物竖直吊到15m高处,如果重物匀速上升,起重机对重物做多少功?
功率多大?
如果重物由静止开始匀加速上升,起重机对重物的拉力多大?
做功多少?
平均功率多大?
最大功率多大?
(g取10m/s2)
某学校探究性学习小组对一辆自制小遥控车的性能进行研究。
他们让这辆小车在水平的地面上由静止开始运动,并将小车运动的全过程记录下来,通过数据处理得到如图所示的v—t图象,已知小车在0~2s内做匀加速直线运动,2s~10s内小车牵引力的功率保持不变,在10s末停止遥控让小车自由滑行,小车质量m=1kg,整个过程中小车受到的阻力大小不变。
求:
①小车所受的阻力f是多大?
2N
②在2s~10s内小车牵引力的功率P是多大?
12
③小车在加速运动过程中的总位移s是多少?
29m
考点5:
动能
(略)2.理解
①动能是标量,只有大小,没有方向,动能总为正值;
②只与物体的质量和某时的对地速率有关系;
③动能是一状态量(与某一时刻或位置相对应),不同地时刻动能一般不同。
④V是相对于大地的速率
3.动能的增量(变化):
①关于动能的理解正确的是()
A.动能是机械能的一种表现形式,凡运动的物体都具有动能B.动能总为正
C.一定质量的物体,动能变化时,速度一定变;
但速度变化时,动能不一定变化
D.动能不变的物体一定处于平衡状态
②一质量为0.3kg的弹性小球,在光滑水平面上一6m/s的速度垂直撞到墙上,以相同速度大小反弹,则碰撞前后小球的速度变化量的大小ΔV和碰撞过程中墙对小球做的功的大小W为()
A.ΔV=0B.ΔV=12m/s
C.W=0D.W=10.8J
考点6:
动能定理
【练习1】一质量为m的物体在恒力F的作用下直线运动位移为S,试推导动能定理
【练习2】一质量为m的物体距地面地高度为h,以速度V0水平抛出,试推导动能定理(由此你受到什么启发?
)
说明:
动能定理不管是直线还是曲线,不管是恒力还是变力均成立。
1.内容:
表述①表述②
2.表达式:
3.理解:
①等式的左边是所有外力(包含重力)对物体做功的代数和即W总=W1+W2+……
②等式的右边是动能的增量与过程对应故在应用动能定理时一定要选择过程
③意义:
外力做功的代数和是动能转化的量度
4.动能定理应用的典型问题
①.求变力做功
一个质量为m的小球拴在细绳的一端,另一端用大小为F1的拉力作用,在水平面上做半径为R1的匀速圆周运动(如右图所示)。
今将力的大小改为F2,使小球仍在水平面上做匀速圆周运动,但半径变为R2,小球运动的半径由R1变为R2过程中拉力对小球做的功多大?
(
例2:
如图所示,AB为1/4圆弧轨道,半径为R=0.8m,BC是水平轨道,长S=3m,BC处的摩擦系数为μ=1/15,今有质量m=1kg的物体,自A点从静止起下滑到C点刚好停止。
求物体在轨道AB段所受的阻力对物体做的功。
(6J)
②.多过程问题
例3:
物体在离底端4m处斜面上由静止滑下,物体在斜面上和平面上运动时动摩擦因数均为0.5,斜面倾角为37°
,斜面与平面间由一个小段圆弧吻接,求物体能在水平面上滑行多远?
(g取10m/s2)(s2=1.6m)
1.什么叫动能?
物体的动能与它的哪些基本属性有关,存在什么关系?
动能是矢量还是标量?
是状态量还是过程量?
是相对量还是绝对量?
2.某人用手水平托着质量为m的物体,从静止开始沿水平方向一起运动,前进距离S后,速度为v,物体与人手掌之间的动摩擦因数为μ,则在此过程中人对物体做的功为()
A.mgSB.0C.μmgSD.
3.功的计算有FScosα、Pt、W=△Ek三种方法,如何选用?
4.下列关于运动物体所受合外力做功和动能变化的关系正确的是()
A.如果物体所受合外力为零,则合外力对物体做的功一定为零
B.如果合外力对物体所做的功为零,则合外力一定为零
C.物体在合外力作用下做变速运动,动能一定发生变化
D.物体的动能不变,所受合外力一定为零
5.一质量为m的小球,用长为L的轻绳悬挂于O点,小球在水平拉力F作用下,从最低位置P点很缓慢地移动到Q点(如图所示),则力F所做的功为
A.mgLcosθ
B.mgL(1-cosθ)
C.FLsinθD.FLcosθ
6.在距地面12m高处以12m/s的速度抛出一个2kg的物体,物体落地时的速度为18m/s,人抛物做的功为J,(手抛动物体过程中的高度差忽略不计),物体在运动过程中克服阻力做的功是J。
7.一木块沿着高度相同、倾角不同的三个斜面由顶端静止滑下,若木块与各斜面间的动摩擦因数都相同,则滑到底端时的动能大小关系是()
A.倾角大的动能最大B.倾角小的动能最大
C.倾角等于45°
的动能最大
D.三者的动能一样大
8.质量为m的小球被系在轻绳一端,在竖直平面内做半径为R的圆周运动,运动过程中小球受到空气阻力的作用.设某一时刻小球通过轨道的最低点,此时绳子的张力为7mg,此后小球继续做圆周运动,经过半个圆周恰能通过最高点,则在此过程中小球克服空气阻力所做的功为()
A.
mgRB.
mgRC.
mgRD.mgR
9.民用航空客机的机舱一般都设有紧急出口,飞机发生意外情况着陆后,打开紧急出口的舱门,会自动生成一个由气囊构成的斜面。
如图所示为某气囊斜面,机舱离底端的竖直高度AB=3.0m,斜面长AC=5.0m,斜面与水平地面CD段间有一段小圆弧平滑连接。
旅客从气囊上由静止开始滑下,其与气囊、地面间的动摩擦因数均为μ=0.55,不计空气阻力,g=10m/s2。
(1)人滑到斜面底端C时的速度大小;
(4m/s)
(2)人离开C点后还要在地面上滑行多远才能停下。
(1.45m)
1.质量为1kg的物体以某一初速度在水平面上滑行,由于摩擦阻力的作用,其动能随位移变化的图线如图所示,
2,4,6
g取10m/s2,则以下说法中正确的是()
A.物体与水平面间的动摩擦因数为0.5
B.物体与水平面间的动摩擦因数为0.2
C.物体滑行的总时间为4s
D.物体滑行的总时间为2.5s
2.如图所示,质量为m的物体在水平传送带上由静止释放,传送带由电动机带动,始终保持以速度v匀速运动,物体与传送带间的动摩擦因数为μ,物体过一会儿能保持与传送带相对静止,对于物体从静止释放到相对静止这一过程,下列说法正确的是( )
A.电动机多做的功为
B.物体在传送带上的划痕长
C.传送带克服摩擦力做的功为
D.电动机增加的功率为μmgv
3.一物体在图所示的轨道上运动,轨道的两侧为圆弧且光滑,中间水平部分长S=2m,物体与水平部分动摩擦因数为0.2,物体自圆弧上高h=0.85m处由静止开始下滑,问物体最后停在何处?
4.如图所示,倾角θ=37°
的斜面底端B平滑连接着半径r=0.40m的竖直光滑圆轨道。
质量m=0.50kg的小物块,从距地面h=2.7m处沿斜面由静止开始下滑,小物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25,求:
(1)物块滑到斜面底端B时的速度大小。
(6m/s)
(2)物块运动到圆轨道的最高点A时,对圆轨道的压力大小。
(20N)(g=10m/s2)
5.如图7所示,物体A与B之间的滑动摩擦力为F,B与地面间无摩擦,B的长度为L.当B向左运动时,A从左向右滑过B的过程中,A克服摩擦力做功W1,产生热量Q1;
当B向右运动时,A从左向右滑过B的过程中,A克服摩擦力做功W2,产生热量Q2,则以下选项中正确的是()
①W2=W1②W2>
W1③Q1=Q2=FL④Q2>
Q1>
FL
A.①③B.②④C.①④D.②③
6.如图所示,质量为1kg的小石块A放在质量为4kg的长木板B的左端,长木板B放在光滑的水平地面上,小石块A与长木板B间的动摩擦因数为0.6,现在对小石块施加大小恒为10N的水平向右的拉力,当小石块A对地的位移为2m时撤去拉力。
此后两者继续运动,最后小石块A刚好滑到长木板B的右端。
⑴求整个过程中小石块A的最大速度vAmax;
⑵如果求得长木板B的最大速度为vBmax=2.0m/s,求长木板B的长度L。
(⑴4.0m/s,⑵1.67m)
7.在光滑的地面上有一个静止的质量为M的木块,一质量为m的子弹以初速度V0水平射入木块,且陷入木块的最大深度为d,设冲击过程中木块的位移为s,子弹所受的阻力恒为f。
试证明:
①系统机械能的损失ΔE=fd即Q=fd;
②若M》m,则S《d;
③为了保证子弹不从木板中穿出,木板至少多长;
8.已知一只小球从离水平地面高H处自由下落,与水平面碰撞过程没有动能损失.在空中运动过程中所受空气阻力大小始终是重力的0.2倍.求:
⑴小球第一次与地面碰撞后反跳的最大高度是多高?
⑵由于空气阻力的作用,小球最终将停止在水平面上,小球在空中运动的总路程是多少?
考点8:
重力势能
1、重力做功的特点:
①如图所示,两个质量相同的物体A和B,在同一高度处,A物体自由落下,B物体沿光滑斜面下滑,则它们到达地面时(空气阻力不计)()
A.速率相同,动能相同
B.B物体的速率大,动能也大
C.A、B两物体在运动过程中机械能都守恒
D.B物体重力所做的功比A物体重力所做的功多
②一物体以相同大小的初速度V0分别斜向上抛,平抛,下抛,三者落地时地机械能大小
小结:
重力做功与路径无关,只跟物体初末位置的高度差有关。
我们可以类推得到:
①一切与势能相关联的力(如分子力、电场力等)做功均与路径无关;
②一切恒力做功均与路径无关;
2、重力势能
(1)定义:
(2)定义式:
,式中h是物体相对零势能面的高度。
(3)重力势能是标量,但有“+”、“-”。
(选讲)(4)我们常说“物体的重力势能5j”这种说法如何理解?
如图5.5-1所示,A、B两小物体的质量均为m,物体A放在桌面上,桌面距地面的高度为L,B球位于距桌面高为h处,关于B球重力势能的可能值及A、B两物体重力势能的比较,下面几位同学的说法是否合理?
你的看法又怎样?
同学甲:
B球的重力势能值可能为mgh,A球的重力势能值可能比B球的重力势能值大
同学乙:
B球的重力势能值可能为-mg(h+L),A球的重力势能值一定比B球的重力势能值小
同学丙:
甲、两同学的说法都是错的,因为没有事先假定零势面,无法比较A、B两物体重力势能值的大小。
你如何看?
{}
例:
桌面距地面高0.8m,一物体质量为2kg,放在距桌面0.4m的支架上,
(1)以地面为零势能位置,计算物体具有的势能,并计算物体由支架下落到桌面过程中,势能减少多少?
(2)以桌面为零势能位置计算物体具有的势能,并计算由支架下落到桌面过程中势能减少多少?
并比较以上计算结果,说明什么问题?
练习
1.下列关于重力势能的说法正确的是()
A.重力势能是人和物体共同具有的,而不是物体单独具有的
B.因高度h是相对的,可知重力势能值EP=mgh也是相对的
C.重力势能等于零的物体,也可能对别的物体做功
D.在地面上的物体,它具有的重力势能一定等于零
E.同一物体在不同高度的物体具有的重力势能可能相同
F.位于零势能参考平面以下的物体的重力势能一定小于在零势能参考平面以上的物体的重力势能
2.如图所示,桌面
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