机械能守恒定律复习提纲及试卷

1、说明：若没有充裕的时间，则可以只做第三、五、六节和检测卷。第七章 机械能守恒定律一、功1. 做功与否的判断问题物体受到力的作用，如果物体在力的方向上发生位移，我们就说力对物体做了功。可见做功与否的判断，依据的是功的两个要素：力与力的方向上的位移。2. 做功多少的计算问题做功多少是根据功的公式来计算的，功的公式为：，其中各个物理量的含义如下：F是做功的力；s是力所作用的那个物体的位移；而则是力F与位移s之间的夹角。3. 做功快慢的描述问题做功的快慢程度用功率来描述，功率的定义式是：功率的导出式是：前者用于计算某段时间内的平均功率，后者则用于计算某个时刻瞬时功率。4. 对功的物理含义的理解关于功我

2、们不仅要从定义式进行理解和计算，还应理解它的物理含义。功是能量转化的量度，即：做功的过程是能量的一个转化过程，这个过程做了多少功，就是多少能量发生了转化。对物体做正功，物体的能量增加。对物体做了多少正功，物体的能量就增加了多少；对物体做负功，也称物体克服阻力做功，物体的能量减少，做了多少负功，物体的能量就减少了多少。因此功的正、负表示能的转化情况，表示物体是输入了能量还是输出了能量。例1 如图1所示，质量为m的物体静止于倾角为，质量为M的斜面体上，现对该斜面体施一水平向左的推力F，使物体随斜面体一起沿水平方向向左匀速运动，位移为s，求在此过程中物体所受重力、支持力、摩擦力各对物体做了多少功？图

3、1析与解：物体的受力情况如图2所示，由于物体处于匀速运动状态，可由共点力的平衡条件得，且与s间的夹角为，与s间的夹角为，所以：图2说明：若力和位移不在一条直线，求力对物体做功时，可将力正交分解，使其一个分力与位移在一条直线上，另一个分力与位移垂直，也可以将位移按类似的方法正交分解。课堂同步1.“你挑着担,我牵着马”.有人认为:西游记中,沙僧挑担千里没有做功,八戒扶唐僧上马是做功的.你怎么看?2.放在水平光滑地面上的静止物体,受F=10N的水平向右的力推动,运动8m时突然将此力反向,但大小不变,一直把物体推回原处(即全过程总位移为0),能否用WFCos 算出此力在全过程中做的功等于零?总功为多少

4、?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? 图54v37°F4.如图54所示,一个质量为m=2kg的物体,受到推力F=10N的作用,在水平地面上移动了距离=2m后撤去推力,物体又滑行=1.6m的距离后停止,设物体与地面间的滑动摩擦力为它们间弹力的0.2倍,取g=10m/s2.求:（1）推力F对物体做的功（2）全过程中摩擦力对物体所做的功（3）推力F作用时,合力对物体所做的功课后巩固1.皇马和曼联两支世界著名足球队的来华,北京又一次掀起了足球热.若足球运动员将质量为0.5kg的足球踢出,使足球在水平地面上运动了40m而停止,已知踢球时运动

5、员对球的平均作用力为100N,则人对球所做的功是（ ）A.200J B.4000J C.0J D.条件不足,无法确定奥运金牌榜最高荣誉:1996年亚特兰大奥运会70公斤级举重冠军 2000年悉尼奥运会77公斤级举重冠军姓名:占旭刚 性别:男 生日:1974.5.15 籍贯:浙江衢州市开化县 身高:1.70米 体重:79公斤 项目:举重 教育背景:大学2. 根据上述资料,你能估算出占旭刚1997年创造70公斤级挺举世界纪录195.5公斤时对杠铃做了多少功吗？ 图55F3.如图55所示,质量为m的物体静止在倾角为的斜面体上,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

6、中,斜面体对物体做的总功为（ ）A.0 B.F C.mgsin D.mgcos4.一个人从水面深4m的井中匀速提起50N的水桶至地面,在水平道路上行走12m,再匀速走下6m深的地下室,则此人用来提水桶的力所做的功为（ ）A.500J B.1100J C.100J D. -100J 5.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56所示,取g=10m/s2,则下列说法正确的是（ ）v/m·s-1t/s246O510图56A.拉力F对物体做功150JB.拉力F对物体做功500JC.物体克服摩擦力做功10

7、0JD.物体克服摩擦力做功175J 图576.一个质量为m的匀质正方体物块边长为a,放在粗糙的地面上,现用翻滚的方法向前移动物块,如图57所示.问每翻滚一次人至少对物块做多少功? 图58AB7.如图58所示,水平传送带以恒定速度v=4m/s顺时针方向运动,被传送的物体质量m=2kg,它与传送皮带之间的动摩擦因数=0.2,物体在A处无初速放到传送带上,被传送到B处.已知A、B相距=8m,取g=10m/s2.问物体由A到B所受的摩擦力做了多少功? 图598. 利用斜面从货车上卸重物是工人师傅常用的方法.如图59所示,设每包货物的质量为m,斜面倾角为,斜面长度为 ,货物与斜面的动摩擦因数为.求货物从

8、斜面顶端滑到底端的过程中受到的各个力所做的功以及合外力做的功. 提速训练1.举例说明:摩擦力可以做负功,也可以做正功,也可以不做功. 图510HFAB60°30°2.某人用F=50N、竖直向下的恒力拉绳的一端,使绳绕过一定滑轮（不计滑轮的摩擦和质量）拉一物体沿粗糙水平面由A移到B,如图510所示,已知定滑轮离物体的高度H=3m,物体所受阻力恒为22N,求拉力和阻力对物体各做多少功?am图5113如图511所示,升降机内有一斜面,其倾角为,一质量为m的物体放在斜面上,若升降机以加速度a匀加速直线上升,且物体与斜面保持相对静止,则在升降机上升高度h的过程中,物体受到的各力分别对

9、物体做了多少功?合力对物体做了多少功?选科准备1.物体静止在光滑水平地面上,先对物体施加一水平向右的恒力F1,经过时间t后撤去,立即对它施加水平向左的恒力F2,又经过时间t后,物体回到原出发点,在这一过程中,F1、F2分别对物体所做的功W1和W2的关系是（ ）A.W1=W2 B.W2=2W1 C.W2=3W1 D.W2=5W1 图512rF2.如图512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.0J B.10J C.20J D.无法确定二、功率1. 功率是描述做功快慢的物理量由可知

10、，功率的大小只与其“比值”有直接联系，与做功多少和时间长短无直接关联，比较功率的大小就要比较功与完成这些功的所用时间之“比值”。“比值”大，功率就大，做功就快，“比值”小，功率就小，做功就慢。物体做功功率是描述物体做功的一个状态；做功的多少是一个过程，所以不能说功率大，做功就多。物体做功多少是做功物体在做功过程中的一个积累，随着做功过程的积累时间越长，这个物体做功就越多，就是一个积累的意思。即P在时间t上的积累就是物体做功的多少。2. 对力的功率的认识由、可得：，此式中为力F与速度之间的夹角。把当作整体来看是物体在力的方向上的分速度，即：作用在物体上的力与物体在力的方向上分速度的乘积叫做力的功

11、率。对一个动力机械，当功率P一定时，由可知：降低运动速度可以增大牵引力；反过来，若阻力很小，可以加快运动速度。这一点在各种机械设备中有着广泛的应用。任何机械都有一个铭牌，铭牌上所注功率为这部机械的额定功率。它是提供人们对机械进行选择、配置的一个重要参数，它反映了机械的做功能力或机械所能承担的“任务”。机械运行过程中的功率是实际功率。机械的实际功率可以小于其额定功率（俗称机械没吃饱），可以等于其额定功率（称满负荷运行），还可以在短时间内略大于其额定功率（称超负荷运行）。机械不能长时间超负荷运行，那样会损坏机械设备，缩短其使用寿命。3. 机车的两种启动（1）机车以恒定功率启动，牵引力随速度的增大而

12、减小，机车做加速度逐渐减小的变加速运动。当加速度减小到零时速度最大，以后机车做匀速运动（牵引力等于阻力）。如图3所示机车以恒定功率启动的Pt图和vt图。（机车在水平面运动，阻力视为恒定）图3 图4（2）机车匀加速启动，机车先做初速为零的匀加速运动。功率随时间正比例增大，当增大到额定功率时，开始做一段变加速运动，牵引力减小到等于阻力时，机车的速度增大到最大速度。如图4为机车以匀变速启动的Pt和vt图。例2：汽车发动机的额定牵引功率为60kW，汽车质量为，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的倍，试问（取）：（1）汽车保持以额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少？（2）若汽车从静止开始，保持以的

13、加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？析与解：（1）汽车一开始就保持额定功率，牵引力随速度的增大而减小，汽车做加速度逐渐减小的变加速运动，当加速度减小到零时速度最大。此时，所以（2）汽车以恒定加速度起动，先做初速为零的匀加速运动，功率随时间正比例增大，当增大到额定功率时，开始做变加速运动。设保持匀加速运动的时间为t，匀加速运动能达到的最大速度为，则：，所以课堂同步1.在某高楼建筑中需要搬运一批砖头到一高层上,在搬运砖头过程中,起重机和搬运工人的搬运情况如下表所示.试分析和比较起重机和搬运工人在搬砖过程中所做功及做功快慢情况.（设一块砖重约20N,高层距地面约10m）时间/h数量 /块

14、对象1234561224起重机480096001440019200240002880057600115200搬运工人4008001200160020002400480096002设人骑自行车在平直公路上以正常速度行驶,所受阻力约为人和车总重的0.02倍,则骑车人的功率最接近于( )A.10-1k B.10-3k .1k .10k3.如果你们班的教室在楼上,每天都要上楼.设计实验测量你跑着上楼时的输出功率.4.将家里的电器设备上的额定功率记录下来,计算每部机器每天要做多少功？要消耗多少电能？哪一部机器最耗电？在全班交流一下.课后巩固1.一质量为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

15、,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. 2. 小王上班就要迟到了.若仅仅就理论上讨论,他应怎样起动他的汽车才能用较短的时间使之达到最大速度（ ）A.以最大油门最大功率起动 B.以恒定的加速度起动C.起动时间是由发动机功率决定的,与起动方式无关 D.不知道,无法确定3. 如图515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（） 图515A.人脚对皮带的摩擦力是皮带运动的动力 B.

16、人对皮带不做功 C.人对皮带做功的功率为mgv D.人对皮带做功的功率为fv4. 几个同学爬楼比赛时,要比较谁的功率大,分别需要哪些测量仪器和测出哪些物理量?5. 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?6. 某同学在跳绳比赛中,每分钟跳120次,若每次起跳中有4/5时间腾空,该同学体重50kg,则他在跳绳中1分钟内克服重力做功的平均功率为多少?若他在跳绳的1分钟内,心脏跳动了60次,每次心跳输送1×10-4m3的血液,其血压（可看作心脏血液压强的平均值）为2×104pa,则心脏工作的

17、平均功率为多少? (g取10m/s2)7. 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) 8.设计一个实验测量你在某一项运动中自己做功的功率.写出实验方案,讨论一下需要测量的物理量,实验中有哪些注意事项? 并进行实际测量.提速训练1. 设质量为m的轮船航行时阻力与航行速度的关系是f=KV2,则当船以额定功率P行驶时,（1）轮船能达到的最大速度Vm是多大?（2）当船速为V1时,（V1<Vm）时轮船的加速

18、度为多大? 图5162.如图516所示,水平传送带正以v=2m/s的速度运行,两端水平距离为=10m.把质量m=1kg的物体轻轻放到传送带上,物体在传送带的带动下向右运动,若物体与传送带间的动摩擦因数=0.1,则把这个物体从传送带左端传送到右端的过程中,摩擦力对物体做功的平均功率多大?若=1m时情况又怎样?(物体看作质点,取g=10m/s2)3. 汽车发动机的额定功率为30KW,质量为2000kg,当汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍,求:(1)汽车在路面上能达到的最大速度(2)若汽车从静止开始保持1m/s2的加速度作匀加速直线运动,则这一过程能持续多长时间(3)若汽车以额定功率行

19、驶,汽车速度为10m/s时的加速度多大?选科准备1.人的心脏跳一次大约输送8×10-5m3的血液,正常人血压（可看作心脏压送血液的压强）的平均值约为1.5×104Pa,心跳约每分钟70次,据此估测心脏工作的平均功率.2. 位于水平面上的物体A,在斜向上的恒定拉力作用下,正以v2m/s的速度向右做匀速直线运动.已知F的大小为100N,方向与速度v的夹角为37°.求:(1)拉力F对物体做功的功率是多大?(2)物体向右运动10s的过程中,拉力F对它做多少功?(sin37°0.6,cos37°0.8)3.一汽车的额定功率为80kW,在水平公路上行驶时,

20、最大速率可达25m/s,汽车质量为900kg,设汽车在运动中所受阻力恒定.求:(1)若汽车由静止开始做匀加速直线运动的加速度大小为2m/s2,求匀加速行驶的最长时间.(2)若汽车功率达到最大值后,一直保持恒定功率行驶,求汽车从开始运动到1分钟内发动机所做的功.三、功能定理1. 动能：动能是一个状态量，它与物体的运动状态对应。动能也是标量，它只有大小，没有方向，而且物体的动能总是大于等于零，不会出现负值。动能具有相对性，它与参照物的选取有关。如：在行驶中汽车上的物体，对汽车上的乘客，物体动能为零；但对路边的行人，物体的动能不为零。2. 外力对物体做功与物体动能的关系：外力对物体做正功，物体的动能

21、增加，这一外力有助于物体的运动，是动力；外力对物体做负功，物体的动能减小，这一外力是阻碍物体的运动，是阻力，外力对物体做负功往往又称物体克服阻力做功。功是能量转化的量度，外力对物体做了多少功；就有多少动能与其他形式的能发生了转化。所以外力对物体所做的功就等于物体动能的变化量，即。这就是动能定理。3. 应用动能定理的注意点：（1）明确研究对象、研究过程，找出初、末状态的速度情况。（2）要对物体进行正确的受力分析（包括重力），明确各力做功的大小及正负情况。（3）若物体运动过程中包含几个不同物理过程，解题时，可以分段考虑，也可视为一整体过程，列出动能定理求解。4. 关于动能与动量的比较（1）动能与动

22、量都是由质量和速度共同决定的物理量；（2）动能和动量都是用于描述物体机械运动的状态量；（3）动能是标量，动量是矢量；（4）动能决定了物体克服一定阻力能运动多远，动量则决定着物体克服一定阻力能运动多长时间；（5）动能是从能量观点出发描述机械运动的，动量是从机械运动本身出发描述机械运动状态的。例3：总质量为M的列车，沿水平直线轨道匀速前进，其末节车厢质量为m，中途脱钩，司机发觉时，机车已行驶了L距离，于是立即关闭油门撤去牵引力。设运动的阻力与质量成正比，比例系数为k，机车的牵引力恒定，当列车的两部分都停止时，它们的距离是多少？析与解：设牵引力为F，脱钩前列车的速度为，脱钩后两部分的位移分别为、。对

23、列车脱钩到静止的全过程，由动能定理：，对末节车厢，脱钩后运动的全过程，由动能定理：，由脱钩前列车匀速运动得：，解得：。本题也可用补偿法进行分析。若末节车厢脱钩时司机关闭油门，则两部分运动情况完全相同，停止时它们的距离为0，脱钩后牵引力做了的功，才使两部分拉开距离，这部分功补偿机车多行驶距离中克服阻力所做的功。，所以。点评：本题还可以用运动学知识与牛顿第二定律求解，但较繁杂，显然，用补偿法求解则简单快捷，所以平时做题要注意进行解题方法总结。课堂同步1.北约在对南联盟进行轰炸时,大量使用了杀伤力极强的贫铀炸弹.贫铀密度约为钢的2.5倍,设贫铀炸弹与常规炸弹飞行速度之比约为2：1,它们在穿甲过程中所

24、受的阻力相同,则形状相同的贫铀炸弹与常规炸弹的最大穿甲深度之比约为（ ）A.2：1 B.1：1 C.10：1 D.5：22.跳伞运动员在刚跳离飞机,其降落伞还未打开的一段时间内,下列说法中正确的是（ ）A.空气阻力做正功 B.重力势能增加C.动能增加 D.空气阻力做负功m图5353.如图535所示,弹簧的一端固定在墙上,另一端与物块连接,物块的质量为m,它与水平桌面间的动摩擦因数为.起初,用手按住物块,物块的速度为零,弹簧的伸长量为x.然后放手,当弹簧的长度回到原长时,物块的速度为v.试用动能定理求此过程中弹力所做的功.课后巩固PLqOQF图5361.一质量为m的小球,用长为L的轻绳悬挂于O点

25、,小球在水平拉力作用下,从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点(如图536所示),则力F所做的功为（ ）A.mgLcosq B.mgL(1-cosq) C.FLsinq D.FLq2.某消防队员从一平台上跳下,下落2m后双脚触地,接着他用双腿弯屈的方法缓冲,使自身重心又下降了0.5m.在着地过程中地面对他双脚的平均作用力估计为他自身所受重力的（ ）A.2倍 B.5倍 C. 8倍 D. 10倍3.质量为m的汽车在平直的公路上速度为V0时开始加速,经过时间t,前进了s,速度达到最大值V,设在加速过程中发动机的功率恒定为P.汽车所受阻力恒为f,则在这段时间内发动机所做的功为（ ）A.Pt B.fvt C.

26、fs D.ABv图5374.如图537所示,水平传送带始终保持恒定速度v运动,传送带长为AB=x,把质量为m的小物体轻放于A点,物体与传送带间的动摩擦因数为.当小物体从A运动到B的过程中,摩擦力对小物体做的功可能为（ ）A.mgx B.mgx-mv2/2 C.mv2/2 D.mv2/2 -mgxv/ms-1t/s01020204060图5385.质量为5×103kg的汽车,由静止开始沿平直公路行驶,当速度达到一定值后,关闭发动机滑行,速度图象如图538所示,求:(1)关闭发动机后,汽车克服摩擦力做的功.(2)汽车行驶的整个过程中,发动机做的功.6.试在下列简化情况下,从牛顿定律出发,

27、导出动能定理的表达式:物体为质点,作用力是恒力,运动轨迹为直线.要求写出每个符号及所得结果中每项的意义.提速训练Lxv0v图5391.如图539所示,质量 M的木块放在光滑的水平面上,质量为m的子弹以速度v0沿水平方向射中木块,并最终留在木块中与木块一起以速度v运动.已知当子弹相对木块静止时,木块前进距离为L,子弹进入木块的深度为x,若木块对子弹的阻力F恒定,则下列关系式中正确的是（ ）A.B.C.D.AOBCD图5402.如图540所示,DO是水平面,AB是斜面,初速度为v0的物体从D点出发沿DBA滑到顶点A时速度刚好为零.如果斜面改为AC,让该物体从D点出发沿DCA滑动到A点且速度刚好为零

28、,求物体具有的初速度应为多少?(已知物体与接触面之间的动摩擦因数处处相同且不为零，物体在平面和斜面连接处无碰撞能量损失)3.在距地面10m高处,一人以50m/s的速度水平抛出一个质量为4kg的物体,物体落地时速度大小仍然是50m/s.若人抛物体时手臂移动的距离为0.4m,求:(1)人抛物体时手对物体的平均作用力.(2)飞行过程中,物体克服空气阻力所做的功.(g=10m/s2)选科准备FABC图541 1如图541所示,固定的光滑竖直杆上套着一个滑块,用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑轮,以大小恒定的拉力拉绳,使滑块从A点起由静止开始上升若从A点上升至B点和从B点上升至C点的过程中拉力F做的功分别为W

29、1、W2,滑块经B、C两点时的动能分别为EKB、WKC,图中AB=BC,则一定有（ ）A. W1>W2 B. W1<W2 C. EKB>WKC D. EKB<WKC2.2005年8月上旬,台风“麦莎”给我国浙江、江苏沿海的生产、生活造成了较大的影响.设此台风的风速为v=20m/s,空气密度=1.3kg/m3,如果把通过横截面积为S=20m2的台风的动能全部转化为电能,试利用上述已知量计算由此获得的电功率的大小约为多少?v0mM图5423.如图542所示,质量为m的小木块以速度v0冲上放在光滑水平面上的质量为M的长木板,小木块在长木板上相对静止时,它们的最终速度为v,相互

30、摩擦力为f,求小木块在长木板上滑行的距离.第四节 重力势能1. 重力势能是物体和地球这一系统共同所有，单独一个物体谈不上具有势能。即：如果没有地球，物体谈不上有重力势能，平时说物体具有多少重力势能，是一种习惯上的简称。2. 重力势能是标量，它没有方向。但是重力势能有正、负。此处正、负不是表示方向，而仅表示比参考点的能量状态高还是低。势能大于零表示比参考点的能量状态高，势能小于零表示比参考点的能量状态低。参考点的选择不同虽对势能值表述不同，但对物理过程没有影响，即势能是相对的，势能的变化是绝对的，势能的变化与参考点的选择无关。3. 重力做功与重力势能重力做正功，物体高度下降，重力势能降低；重力做

31、负功，物体高度上升，重力势能升高。可以证明，重力做功与路径无关，由物体所受的重力和物体初、末位置所在水平面的高度差决定，即：。所以重力做的功等于重力势能增量的负值，即例4：如图5所示，半径为r，质量不计的圆盘面与地面相垂直，圆心处有一个垂直于盘面的光滑水平固定轴O，在盘的最右边缘，固定一个质量为m的小球A，在O点正下方离O点处，固定一个质量也为m的小球B，放开盘，让其自由转动，试计算：（1）当A球转到最低点时，两球的重力势能之和少了多少？（2）A球转到最低点时的线速度是多少？（3）在转动过程中，半径OA向左偏离竖直方向的最大角度是多少？图5析与解：（1）重力势能之和减少了：（2），（3），即解

32、得：点评：两球速度不同，搞清速度关系是本题解题的关键。课堂同步1.再看一遍跳板跳水运动员在奥运会上争金夺银为国争光的录像.讨论一下运动员在离开跳板以后,重力势能是如何变化的?图51712.图517表示一个斜抛物体的运动,当物体由抛出位置1运动到最高位置2时,重力做功是多少?重力势能改变了多少?由位置2运动到跟位置1在同一水平面上的位置3时,重力做功和重力势能的变化是多少?由位置1运动到位置3呢?3. 请你将手中粉笔头竖直上抛,然后分析在粉笔头上升和下落过程中重力做功与重力势能的变化是怎样的?它们之间有什么关系?课后巩固1.下列说法正确的是（ ）A.地球上的任何一个物体的重力势能都有一个确定的值

33、B.从同一高度将某一物体以相同的速率平抛或下抛,落到地面上时,物体的重力势能的变化是相同的C.同一物体在不同高度的物体具有的重力势能可能相同D.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.起重机吊着物体以加速度a（a<g）竖直向下做匀加速直线运动,在下落一段距离的过程中,比较重力对物体所做的功、物体重力势能的减少量和物体克服吊绳拉力所做的功的大小. 图5183.如图518所示,一长L、质量为m的匀质柔软链条,放在光滑水平桌面上,有1/3悬于桌外,问:当由静止开始运动至其左端刚要离开桌面的瞬间铁链条的重力势能变化是多少?（设链条左端刚要离开桌面时其

34、右端没有着地）猜测铁链条的重力势能变化与动能增加的关系. 4.水平地面上原来分散平放着n块砖,每块砖的质量均为m,厚度均为d.某人以靠墙的一块做底,将分散的砖一块一块地仍平放着垒放起来,则在这一过程中此人至少做功?若是每次两块地垒放, 至少做多少功?每次三块呢? A B F 图519C5.一质量分布均匀的不可伸长的绳索重G,其A、B两端分别固定在水平天花板上,如图519所示,今在绳的最低点施加一个竖直向下的力F缓慢拉绳将绳绷直,则在此过程中,绳索的重心位置是逐渐升高、还是逐渐降低?为什么？ 6. 如图520所示,质量分别为m和M（m<M）的两小孩A、B坐在离转轴 图520都为L的跷跷板上

35、.若开始时跷跷板呈水平状态,则跷跷板从水平转到大小孩着地的过程中两人组成系统的重力势能变化?（设跷跷板转过角度为）提速训练图521h1h21.如图521所示,两个底面积都是S的圆桶,用一根带阀门的很细的管子相连接,放在水平地面上,两桶内装有密度为的同种液体,阀门关闭时两桶液面的高度分别为h1和h2,现把连接两桶的管道阀门打开,最后两桶液面的高度相同,则在此过程中（ ）A.重力对液体做的功为B.重力势能减少了C.重力既做正功,又做负功,其总功为零D.重力势能减少,说明重力做负功 A B 图5222.如图522所示,一固定的三角形木块,其斜面是倾角=30°,另一边与地面垂直,顶上有一定滑

36、轮,一柔软的细绳跨过定滑轮,两端分别与物块A、B连结,A质量为4m,B质量为m.开始时将B按在地面上不动,然后放开手,让A沿斜面下滑而B上升.求:当A沿斜面下滑s距离的过程中,A、B系统的重力势能的变化?a图5283. 面积很大的水池,水深为H,水面上浮着一正方体木块,边长为a,密度为水的密度的一半,质量为m.开始时,木块静止在水中,如图528所示,现用力F将木块缓慢压到池底的过程中,力F对木块所做的功.图523选科准备1.如图523所示,劲度系数为k1的轻质弹簧两端分别与质量为m1、m2的物块1、2栓接,劲度系数为k2的轻质弹簧上端与物块2栓接,下端压在桌面(不栓接),整个系统处于平衡状态.

37、现施力将物块1缓慢竖直上提,直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面,在此过程中,物块2的重力势能增加了_,物块1的重力势能增加了_. 2.一根质量分布不均匀的金属链条重30N,长1m,盘曲在水平地面上,当从链条的A端慢慢提起链条到使它的另一端B恰好离开地面需做功12J,若改从B端慢慢提起链条到使链条A端恰好离开地面需做功多少?此过程中链条的重力势能如何变化?第五节 机械能守恒定律重点是对机械能守恒条件的理解：如果没有摩擦力和介质阻力，物体只发生动能和势能的相互转化时，机械能的总量保持不变，这就是机械能守恒定律。没有摩擦和介质阻力，这是守恒条件。具体的讲，如果一个物理过程只有重力做功，只是重力势能和动

38、能之间发生相互转化，没有与其他形式的能发生转化，物体的动能和重力势能总和保持不变。如果只有弹簧的弹力做功，在弹簧与物体系统中就只有弹性势能与动能之间发生相互转化，不与其他形式的能发生转化，所以弹性势能和动能总和保持不变。分析一个物理过程是不是满足机械能守恒，关键是分析这一过程中有哪些力参与了做功，这一力做功是什么形式的能转化成什么形式的能，如果只是动能和势能的相互转化，而没有与其他形式的能发生转化，则机械能总和不变。如果没有力做功，不发生能的转化，机械能当然也不发生变化。例5：如图6所示，一质量为的半圆形槽内壁光滑，放在光滑的水平面上，槽的左侧有一固定的木桩以阻止槽水平向左运动，槽的半径为R。

39、今从槽左侧A端的正上方D处有一个质量为的小球，球恰好从A点自由进入槽的内壁轨道。为了使小球沿槽的内壁恰好运动到槽的右端B点。试求D至A点的高度。图6析与解：此题若用常规法解答，复杂耗时且易出错。若构建能流图，利用整个过程机械能守恒，系统水平方向动量守恒，则易解此题，小球从D点落到O点再运动到B点，其能流图如下：依题意有： 联立、得：解之得：点评：掌握好机械能守恒的条件，利用能量流动图直观地分析物理过程是解答此题的关键。课堂同步FFABCD图5431.如图543所示,下列四个选项的图中,木块均在固定的斜面上运动,其中图A、B、C中的斜面是光滑的,图D中的斜面是粗糙的,图A、B中的F为木块所受的力

40、,方向如图中箭头所示.图A、B、D中的木块向下运动,图C中的木块向上运动.在这四个图所示的运动过程中的机械能守恒的是 ( )OP图5442.如图544所示,一轻弹簧一端悬挂于O点,另一端与小球P相连,将P提起使弹簧处于水平位置且无形变,然后放开小球,让它自由摆下,在小球摆至竖直过程中,下列说法正确的是( )A.P球的机械能守恒 B.P球的动能增加C.P球的机械能减少 D.不能确定P的机械能是否守恒图5453.如图545所示,质量均为m的小球A、B、C,用两条长为l的细线相连,置于高为h的光滑水平桌面上,l>h,A球刚跨过桌边.若A球、B球相继下落着地后均不再反跳,求C球离开桌边时的速度大

41、小.课后巩固1.物体在平衡力作用下运动,物体的( )A.机械能一定保持不变 B.动能一定保持不变C.合外力对物体不做功 D.物体的重力势能一定保持不变2.一个人站在阳台上,以相同的速度n0分别把三个球竖直向上抛出,竖直向下抛出,水平抛出,不计空气阻力,则三球落地时的速率( )A. 上抛球最大 B.下抛球最大 C. 平抛球最大 D.三球一样大3.物体以60J的初动能,从A点出发作竖直上抛运动,在它上升到某一高度时,动能损失了30J,而机械能损失了10J,则该物体落回到A处的动能为(空气阻力大小恒定)( )A.50J B.40J C.30J D.20J4.有一种叫做“蹦极跳”的运动中,质量为m的游

42、戏者身系一根长为L、弹性优良的轻质柔软橡皮绳,从高处由静止开始下落1.5L时到达最低点,若在下落过程中不计空气阻力,则以下说法正确的是（ ）A.速度先增大后减小 B.整个过程机械能守恒C.动能增加了mgL D.重力势能减少了mgL5.以初速n0竖直上抛一小球,若不计空气阻力,在上升过程中,从抛出到小球动能减少一半所经过的时间为多少?当小球上升至最大高度的一半时,动能为多少?位置ABC速度(m/s)2.012.00时刻(s)04106如图546所示,某人乘雪橇从雪坡经A点滑至B点,接着沿水平路面滑至C点停止已知A、B之间的高度差为20m,人与雪橇的总质量为70kg表中记录了沿坡滑下过程中的有关数

43、据,请根据图表中的数据解决 (1)人与雪橇从A到B的过程中,损失的机械能为多少?(2)设人与雪橇在BC段所受阻力恒定,求阻力大小(g =10m/s2)ABC图546提速训练1.甲、乙两物体的质量分别为m1和m2,且m1>m2,将两物体自同一高度以相同的初速度v竖直上抛,不计空气阻力,则当取地面为重力势能的零势面时,两物体在空中运动的过程中,甲的机械能_于乙的机械能(填大于、小于或等于);如果两个物体在空中运动的过程中机械能始终相等,则重力势能的零势面一定取在抛出点的_(填上方、下方或抛出点),距抛出点距离h=_处.2.某同学身高1.8m,在运动会上他参加跳高比赛,起跳后身体横着越过了1.

44、8m高度的横杆.请根据以上信息估算出他起跳时竖直向上的速度大约为多少?(g取10m/s2) A B 图5473如图547所示,一固定的楔形木块,其斜面的倾角=300,另一边与地面垂直,顶上有一定滑轮,一柔软的细线跨过定滑轮,两端分别与物块A和B连结,A的质量为4m,B的质量为m,开始时将B按在地面上不动,然后放开手,让A沿斜面下滑而B上升,物块A与斜面间无摩擦,设当A沿斜面下滑s距离后,细线突然断了,求物块B上升的最大高度H.选科准备图5481如图548所示,长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架,在A处固定质量为2m的小球,B处固定质量为的小球,支架悬挂在O点,可绕过O点并与支架所在平面相垂

45、直的固定轴转动,开始时OB与地面相垂直,放手后开始运动,在不计任何阻力的情况下,下列说法正确的是（）AA球到达最低点时速度为零BA球机械能减少量等于B球机械能增加量CB球向左摆动所能达到的最高位置应高于A球开始运动时的高度D当支架从左向右回摆动时,A球一定能回到起始高度 图549 2.如图549所示,劲度系数为k的轻弹簧直立于地面.质量为m的物块从距弹簧上端h高处由静止释放,不计空气阻力,则当物体下落的高度为_时,物体的速度达到最大值vm,此时弹簧的弹性势能为_.BAO图5503.如图550所示,两个光滑的小球用不可伸长的细软线连接,并跨过半径为R的光滑圆柱,与圆柱轴心一样高的A球质量是2m,

46、正好着地的球B的质量是m,释放A球后,B球上升,则A球着地时的速度为多少?第六节 能量守恒定律与能源课前预备1小小信息窗图558自然界中的物体由于具有一定的温度,会不断向外辐射电磁波,这种辐射因与温度有关,称为热辐射,如图558所示的红外线照片就是利用这一特点拍摄出来的.热辐射具有如下特点：辐射的能量中包含各种波长的电磁波；物体温度越高,单位时间从物体表面单位面积上辐射的能量越大；在辐射的总能量中,各种波长所占的百分比不同.处于一定温度的物体在向外辐射电磁能量的同时,也要吸收由其他物体辐射的电磁能量,如果它处在平衡状态,则能量保持不变,若不考虑物体表面性质对辐射与吸收的影响,我们定义一种理想的

47、物体,它能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射,这样的物体称为黑体,单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的总能量与黑体绝对温度的四次方成正比,即P0=T4,其中常量=5.67×10-3W/(m2·K4).在下面的问题中,把研究对象都简单地看作黑体.有关数据及数学公式：太阳半径RS=696000km,太阳表面温度T=5770K,火星半径r=3395km,球面积,S=4pR2,其中R为球半径.你能根据以上信息计算出每小时从太阳表面辐射的总能量为多少吗？如果火星受到来自太阳的辐射可认为垂直射到面积为pr2（r为火星半径）的圆盘上,已知太阳到火星的距离约为太阳半径的400倍,忽

48、略其它天体及宇宙空间的辐射,请你与同学们一起估算火星的平均温度.2.要点综述:经历查找资料、访问有关部门,了解自然界中存在多种形式的能量知道能量守恒是最基本、最普遍的自然规律之一通过能量守恒以及能量转化和转移的方向性的学习,认识提高效率的重要性.理解能源与人类生存和社会发展的关系,体会可持续发展的重大意义. (1)能量守恒定律的内容:能量既不会消灭,也不会创生,它只能从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变. (2)能量耗散表明,在能源的利用过程中,即在能量的转化过程中,能量在数量上并未减少,但在可利用的品质上降低了,从便于利用的变成

49、不便于利用的了.能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性.课堂同步1.试说明下列现象中能量是怎样转化的:(1)在水平公路上行驶的汽车,发动机熄火之后,速度越来越小,最后停止.(2)荡秋千时,振幅越来越小,最后停下来.(3)火药爆炸产生燃气,子弹在燃气的推动下从枪膛发射出去,射穿一块钢板,速度减小.(4)用柴油机带动发电机发电,供给电动水泵抽水,把水从低处抽到高处.2.既然能量是守恒的,不可能消灭,为什么近年来汽油价格在不断上涨？为什么我们还要节约能源?3.水能不产生污染,是一种清洁能源.位于美国和加拿大交界处的尼亚加拉瀑布流量高达每秒6000m3,而且是一年四季流量稳定,瀑布落

50、差50m.若利用这一资源发电,设其效率为50%,求发电机的输出功率.课后巩固1.行驶中的汽车制动后滑行一段距离,最后停下;流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰;降落伞在空中匀速下降;条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈,线圈中产生感应电流.上述不同现象中所包含的相同的物理过程是（ ）A.物体克服阻力做功 B.物体的动能转化为其他形式的能C.物体的势能转化为其他形式的能 D.物体的机械能转化为其他形式的能2.人的身体在最佳状态下,只能把人体内的化学能的25%转化为有用的机械能.一质量为70kg的登山运动员恰好具有这样的转化效率.若他平均每小时登高50m,那么他5h内共消耗多少化学能?(g=10m/s2)

51、3.水库上建筑一条拦河坝,利用水库水位与拦河坝下游水位之间的落差,使水轮机转动,可以带动发电机发电,若水的重力势能有60%转化为电能,已知每分钟5000t的水流量可以得到发电机的发电功率为4.9×104kW,求:(1)水的落差是多少米?(2)如果水库的水不通过水轮机,而是自由下落到拦河坝下游的水面上,且水的重力势能全部转化为水的内能,则水温度升高多少?(g=9.8m/s2)4.斜面的高是0.6m,倾角为300,质量是1kg的物块由顶端滑到底端.已知动摩擦因数为0.5,取g =10m/s2.(1)物块滑到底端的动能多大?(2)在这个过程中产生多少热量?提速训练1.有一台直流电动机,在220V的电压下工作,电流为35A.用它匀速提升质量为1