机械能守恒定律新课讲义(学生版)

1、精选优质文档-倾情为你奉上精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业浙江高中物理必修2新课讲义第七章 机械能守恒定律目 录5546767091102141822第1节追寻守恒量能量第2节功学习目标1.了解势能、动能的概念，初步认识和领会能量转化，做功与能量变化的关系2理解功的概念，知道WFlcos 的适用条件，会用功的公式进行计算3理解正、负功的概念，会根据公式计算多个力所做的总功.考试要求学考选考追寻守恒量能量bb功cc一、追寻守恒量能量1伽利略的理想斜面实验探究(如图1所示)图1(1)过程：将小球由斜面A上某位置由静止释放，小球运动

2、到斜面B上(2)现象：小球在斜面B上速度变为0(即到达最高点)时的高度与它出发时的高度相同(3)结论：这一事实说明某个量是守恒的，在物理学上我们把这个量叫做能量或者能2动能和势能(1)动能：物体由于运动而具有的能量(2)势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量二、功1功的定义：一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，这个力就对物体做了功2功的公式：WFlcos_，其中F、l、分别为力的大小、位移的大小、力与位移方向的夹角3单位：国际单位制中，功的单位是焦耳，符号是J.三、正功和负功1力对物体做正功和负功的条件由WFlcos 可知(1)当00，力对物体做正功；(2)当eq f(,2

3、)时，WW2 BW1WB BWAWBCWAWB D无法确定9一个物体在粗糙的水平面上运动，先使物体向右滑动距离l，再使物体向左滑动距离l，正好回到起点，来回所受摩擦力大小都为Ff，则整个过程中摩擦力做功为()A0 B2FflCFfl D无法确定10如图5所示，两个物体与水平地面间的动摩擦因数相等，它们的质量也相等在甲图用力F1拉物体，在乙图用力F2推物体，夹角均为，两个物体都做匀速直线运动，通过相同的位移，设F1和F2对物体所做的功分别为W1和W2，物体克服摩擦力做的功分别为W3和W4，下列判断正确的是()图5AF1F2 BW1W2CW3W4 DW1W3W2W4二、非选择题11(功的计算)(1

4、)用起重机把质量为200 kg的物体匀速提高了5 m，钢绳的拉力做了多少功？重力做了多少功？物体克服重力做了多少功？这些力的总功是多少？(取g10 m/s2)(2)若(1)中物体匀加速上升，加速度a2 m/s2，同样提高了5 m，绳的拉力做了多少功？物体所受各力的总功是多少？12(功的计算)一物体放在水平地面上，如图6甲所示，已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图乙所示，物体相应的速度v随时间t的变化关系如图丙所示求：图6(1)06 s时间内物体的位移大小；(2)010 s时间内物体克服摩擦力所做的功13(功的计算)如图7所示，用沿斜面向上、大小为800 N的力F，将质量为100 kg的

5、物体沿倾角为37的固定斜面由底端匀速地拉到顶端，斜面长L5 m，物体与斜面间的动摩擦因数为0.25.求这一过程中：(g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)图7(1)物体的重力所做的功；(2)摩擦力所做的功；(3)物体所受各力的合力所做的功第3节功率学习目标1.理解功率的概念，能运用功率的定义式Peq f(W,t)进行有关的计算2理解额定功率和实际功率的概念，了解平均功率和瞬时功率的含义3能根据导出式PFv进行分析汽车发动机功率一定时牵引力与速度之间的关系.考试要求学考选考cc一、功率1定义：功W与完成这些功所用时间t的比值2公式Peq f(W,t).单位：瓦特，简称瓦，符

6、号W.3意义：功率是表示做功快慢的物理量4功率是标(“标”或“矢”)量5额定功率和实际功率(1)额定功率：机械允许长时间正常工作时的最大功率发动机铭牌上的功率指的就是额定功率(2)实际功率：机械实际工作时的输出功率发动机的实际功率不能长时间大于额定功率，否则会损坏机械二、功率与速度1功率与速度关系式：PFv(F与v方向相同)2应用：由功率速度关系知，汽车、火车等交通工具和各种起重机械，当发动机的功率P一定时，牵引力F与速度v成反比(填“正比”或“反比”)，要增大牵引力，就要减小速度1判断下列说法的正误(1)由公式Peq f(W,t)知，做功越多，功率越大()(2)力对物体做功越快，力的功率一定

7、越大()(3)发动机不能在实际功率等于额定功率情况下长时间工作()(4)汽车爬坡时常常需要换高速挡()2用水平力使重力为G的物体沿水平地面以速度v做匀速直线运动已知物体与地面间的动摩擦因数为，则水平力对物体做功的功率是_答案Gv一、功率建筑工地上有三台起重机将重物吊起，下表是它们的工作情况记录：起重机编号被吊物体重量匀速上升速度上升的高度所用时间做功A2.0103 N4 m/s16 m4 sB4.0103 N3 m/s6 m2 sC1.6103 N2 m/s20 m10 s(1)三台起重机哪台做功最多？(2)哪台做功最快？怎样比较它们做功的快慢呢？答案(1)三台起重机分别做功3.2104 J、

8、2.4104 J、3.2104 J，所以A、C做功最多(2)B做功最快，可以用功与所用时间的比值表示做功的快慢1功率表示的是做功的快慢，而不是做功的多少，功率大，做功不一定多，反之亦然2求解功率时，首先要明确求哪个力的功率，是某个力的功率，还是物体所受合力的功率，其次还要注意求哪段时间(或哪个过程)的功率例1某人用同一水平力F先后两次拉同一物体，第一次使此物体从静止开始在光滑水平面上前进l距离，第二次使此物体从静止开始在粗糙水平面上前进l距离若先后两次拉力做的功分别为W1和W2，拉力做功的平均功率分别为P1和P2，则()AW1W2，P1P2 BW1W2，P1P2CW1W2，P1P2 DW1W2

9、，P1P2二、功率与速度在光滑水平面上，一个物体在水平恒力F作用下从静止开始加速运动，经过一段时间t，末速度为v.求：(1)在t时间内力F对物体所做的功(2)在t时间内力F的功率(3)在t时刻力F的功率1功率与速度的关系(1)当F与v方向相同时，PFv；(2)当F与v夹角为时，PFvcos .2平均功率和瞬时功率(1)平均功率：时间t内功率的平均值，计算公式：eq xto(P)eq f(W,t).当F与v方向相同时，eq xto(P)Feq xto(v)，其中eq xto(v)为平均速度(2)瞬时功率：某一时刻功率的瞬时值，能精确地描述做功的快慢，计算公式：当F与v方向相同时，PFv，其中v为

10、瞬时速度；当F与v夹角为时，PFvcos .例2一台起重机将静止在地面上的质量为m1.0103 kg的货物匀加速竖直吊起，在2 s末货物的速度v4 m/s.(取g10 m/s2，不计额外功)求：(1)起重机在这2 s内的平均功率；(2)起重机在2 s末的瞬时功率求解功率问题时容易混淆“平均功率”和“瞬时功率”这两个概念读题时一定注意一些关键词：“某秒末”或“到某位置时”的功率是求瞬时功率，只能用PFv求解；“某段时间内”或“某个过程中”等词语，则是求平均功率，此时可用eq xto(P)eq f(W,t)求解，也可以用eq xto(P)Feq xto(v)求解例3放在粗糙水平地面上的物体受到水平

11、拉力的作用，在06 s内其速度与时间的图象和该拉力的功率与时间的图象如图1甲、乙所示下列说法正确的是()图1A06 s内物体的位移大小为20 mB06 s内拉力做功为100 JC滑动摩擦力的大小为5 ND06 s内滑动摩擦力做功为50 J三、PFv在实际中的应用PFv三个量的制约关系定值各量间的关系应用P一定F与v成反比汽车上坡时，要增大牵引力，应换低速挡减小速度v一定F与P成正比汽车上坡时，要使速度不变，应加大油门，增大输出功率，获得较大牵引力F一定v与P成正比汽车在高速路上，加大油门增大输出功率，可以提高速度例4(2018嘉兴市第一中学第二学期期中考试)某种型号轿车净重1 500 kg，发

12、动机的额定功率为150 kW，最高时速可达180 km/h.如图2为车中用于改变车速的挡位，手推变速杆到达不同挡位可获得不同的运行速度，从“1”“5”速度逐渐增大，R是倒车挡(设轿车行驶中阻力不变)，则下列说法正确的是()图2轿车要以最大动力上坡，变速杆应推至“1”挡轿车要以最大动力上坡，变速杆应推至“5”挡在额定功率下以最高速度行驶时，轿车的牵引力为3 000 N轿车受到的阻力为833 NA BC D在额定功率下汽车以最高速度行驶时，此时速度为最大速度vmeq f(P,F).此时汽车做匀速运动，牵引力等于阻力，故由P、vm可以求汽车所受阻力针对训练一质量为5 000 kg的汽车，以额定功率由

13、静止启动，它在水平面上运动时所受的阻力为车重的0.1倍，发动机额定功率为50 kW.则汽车在此路面上行驶的最大速度为(g取10 m/s2)()A5 m/s B7 m/sC8 m/s D10 m/s1(对功率的理解)关于功率，下列说法正确的是()A由Peq f(W,t)可知，只要知道W和t的值就可以计算出任意时刻的功率B由PFv可知，汽车的功率一定与它的速度成正比C由PFv可知，牵引力一定与速度成反比D当汽车的功率一定时，牵引力一定与速度成反比2(平均功率和瞬时功率)一个质量为m的小球做自由落体运动，那么，在前t时间内重力对它做功的平均功率eq xto(P)及在t时刻重力做功的瞬时功率P分别为(

14、)A.eq xto(P)mg2t2，Peq f(1,2)mg2t2B.eq xto(P)mg2t2，Pmg2t2C.eq xto(P)eq f(1,2)mg2t，Pmg2tD.eq xto(P)eq f(1,2)mg2t，P2mg2t3.(实际问题中功率的求解)在2016年里约奥运会场地自行车女子团体竞速赛中，中国队的钟天使和宫金杰两位强将相继刷新奥运和世界纪录夺金如图3是两位运动员在比赛冲刺阶段的画面，若运动员此时受到的阻力约为200 N，则运动员的输出功率最接近()图3A40 W B4.0102 WC4.0103 W D4.0104 W4(公式PFv的应用)中国的高铁技术居世界领先地位通常

15、，列车受到的阻力与速度的平方成正比，即Ffkv2.列车要跑得快，必须用大功率的机车牵引若列车以120 km/h的速度匀速行驶时机车的功率为P，则该列车以240 km/h的速度匀速行驶时机车的功率为()A2P B4PC8P D16P5(功率的有关计算)某重型气垫船，质量为5.0105 kg，最高时速为108 km/h，装有额定输出功率为9 000 W的燃气轮机假设该重型气垫船在海面航行过程所受的阻力Ff与速度v满足Ffkv，下列说法正确的是()A该重型气垫船的最大牵引力为3.0105 NB由题中给出的数据可算出k1.0104 Ns/mC当以最高时速一半的速度匀速航行时，气垫船所受的阻力大小为3.

16、0105 ND当以最高时速一半的速度匀速航行时，气垫船发动机的输出功率为4 500 kW一、选择题考点一功率概念的理解1关于功率，下列说法正确的是()A功率是描述力对物体做功多少的物理量B力做功时间越长，力的功率一定越小C力对物体做功越快，力的功率一定越大D力对物体做功越多，力的功率一定越大2(多选)放在水平面上的物体在拉力F作用下做匀速直线运动，先后通过A、B两点，在这个过程中()A物体的运动速度越大，力F做功越多B不论物体的运动速度多大，力F做功不变C物体的运动速度越大，力F做功的功率越大D不论物体的运动速度多大，力F做功的功率不变3.一辆小车在水平面上做匀速直线运动，从某时刻起，小车所受

17、牵引力和阻力随时间变化的规律如图1所示，则作用在小车上的牵引力F的功率随时间变化的规律是选项中的()图14质量为m的汽车在平直公路上行驶，阻力Ff保持不变当它以速度v、加速度a加速前进时，发动机实际功率正好等于额定功率从此时开始，发动机始终在额定功率下工作，如果公路足够长，则汽车的()A额定功率为mavB牵引力保持恒定C最后速度为eq blc(rc)(avs4alco1(1f(ma,Ff)vD加速度不变，速度逐渐增加5起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度，其vt图象如图2所示，则钢索拉力的功率随时间变化的图象可能是图中的哪一个()图26.如图3所示，粗糙水平地面上用拉力F使木箱沿地面做匀速

18、直线运动设F的方向与水平面夹角从0逐渐增大到90的过程中，木箱的速度和与水平地面间的动摩擦因数都保持不变，则F的功率()图3A一直增大 B先减小后增大C先增大后减小 D一直减小考点二功率的计算7我国自行研制的“和谐号”高速动车组是将几节自带动力的车厢加上几节不带动力的车厢编成一组的，其中带动力的车厢叫做动车，不带动力的车厢叫做拖车而列车提速的一个关键技术问题是提高机车发动机的功率已知匀速运动时，列车所受阻力与速度的平方成正比，即Ffkv2.设提速前速度为80 km/h，提速后速度为120 km/h，则提速前与提速后机车发动机的功率之比为()A.eq f(2,3) B.eq f(4,9) C.e

19、q f(8,27) D.eq f(16,81)8.一质量为m的滑块静止在光滑水平地面上，从t0时刻开始，将一个大小为F的水平拉力作用在滑块上，如图4所示，在tt1时刻力F的功率应是()图4A.eq f(F2t1,2m) B.eq f(F2toal(1,2),2m)C.eq f(F2t1,m) D.eq f(F2toal(1,2),m)9特斯拉Model S标配全轮驱动双电机，Model S P100 D更有高性能后置电机，与高效率的前置电机联动，实现超跑级别的加速表现，仅需2.7 s，即可从静止加速至100 km/h.假设驾驶员与车总质量为2 200 kg，则在此加速过程中下列说法中正确的是(

20、)A合力做功约为8.5105 JB牵引力做功约为8.5105 JC合力做功的平均功率约为3 150 kWD牵引力做功的平均功率约为3 150 kW10质量为2 t的汽车，发动机的功率为30 kW，在水平公路上能以54 km/h的最大速度行驶，如果保持功率不变，汽车速度为36 km/h时，汽车的加速度为()A0.5 m/s2 B1 m/s2C1.5 m/s2 D2 m/s211.一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5 s内做匀加速直线运动，5 s末达到额定功率，之后保持以额定功率运动其vt图象如图5所示已知汽车的质量为m1103 kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.2倍，g10 m/s2，则以

21、下说法正确的是()图5A汽车在前5 s内的牵引力为6 000 NB汽车速度为30 m/s时的加速度为4 m/s2C汽车的额定功率为20 kWD汽车的最大速度为40 m/s二、非选择题12(功率的计算)质量m5 kg的物体，在水平力F10 N的作用下，在光滑的水平面上从静止开始做匀加速直线运动，求：(1)力F在2 s内对物体所做的功；(2)力F在2 s内对物体所做功的平均功率；(3)在2 s末力F对物体做功的瞬时功率13.(功率的计算)起重机将一质量为1.0103 kg的货物竖直向上吊起，货物运动的vt图象如图6所示，求：图6(1)整个过程中货物上升的高度；(2)减速过程中货物的加速度大小；(3

22、)加速过程中起重机拉力的平均功率第4节重力势能学习目标1.认识重力做功与物体运动的路径无关的特点2理解重力势能的概念，理解重力做功与重力势能变化的关系3知道重力势能具有相对性，知道重力势能是物体和地球所组成的系统所共有的.考试要求学考选考cc一、重力做的功1重力做功的表达式：WGmgh，h指初位置与末位置的高度差2重力做功的特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关二、重力势能1重力势能(1)定义：物体由于被举高而具有的能(2)公式：Epmgh，式中h是物体重心到参考平面的高度(3)单位：焦耳；符号：J.2重力做功与重力势能之间的关系：WGEp1Ep2

23、.三、重力势能的相对性和系统性1相对性：Epmgh中的h是物体重心相对参考平面的高度参考平面选择不同，则物体的高度h不同，重力势能的大小也就不同2系统性：重力是地球与物体相互吸引产生的，所以重力势能是地球与物体所组成的“系统”所共有的，平时所说的“物体”的重力势能只是一种简化说法1判断下列说法的正误(1)重力做功多少取决于物体的重力和它通过的路程()(2)重力势能Ep12 J，Ep23 J，则Ep1与Ep2方向相反()(3)同一物体在不同位置的重力势能分别为Ep13 J，Ep210 J，则Ep1Ep2.()(4)重力做功WG20 J时，物体的重力势能减小20 J()(5)物体由高处运动到低处，

24、重力一定做正功，重力势能一定减小()(6)重力做功一定与路径无关，只与初、末位置的高度差有关()2.质量为m的物体(可视为质点)从地面上方H高处由静止释放，落在地面后出现一个深度为h的坑，如图1所示，重力加速度为g，在此过程中，重力对物体做功为_，重力势能_(填“减少”或“增加”)了_图1答案mg(Hh)减少mg(Hh)一、重力做功如图所示，一个质量为m的物体，从高度为h1的位置A分别按下列三种方式运动到高度为h2的位置B，在这个过程中思考并讨论以下问题：(1)根据功的公式求出甲、乙两种情况下重力做的功；(2)求出丙中重力做的功；(3)重力做功有什么特点？答案(1)甲中WGmghmgh1mgh

25、2乙中WGmglcos mghmgh1mgh2(2)把整个路径AB分成许多很短的间隔AA1、A1A2，由于每一段都很小，每一小段都可以近似地看成一段倾斜的直线，设每段小斜线的高度差分别为h1、h2，则物体通过每段小斜线时重力做的功分别为mgh1、mgh2.物体通过整个路径时重力做的功WGmgh1mgh2mg(h1h2)mghmgh1mgh2(3)物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关1重力做功大小只与重力和物体高度变化有关，与受到的其他力及运动状态均无关2物体下降时重力做正功，物体上升时重力做负功3重力做功的特点可推广到任一恒力的功，即恒力做功的特点是：

26、与具体路径无关，而跟初、末位置有关例1如图2所示，质量为m的小球从高为h处的斜面上的A点滚下经过水平面BC后，再滚上另一斜面，当它到达eq f(h,4)的D点时，速度为零，在这个过程中，重力做功为()图2A.eq f(mgh,4) B.eq f(3mgh,4) Cmgh D0计算重力做功时，找出初、末位置的高度差h，直接利用公式WGmgh即可，无需考虑中间的复杂运动过程二、重力势能如图所示，质量为m的物体自高度为h2的A处下落至高度为h1的B处求下列两种情况下，重力做的功和重力势能的变化量，并分析它们之间的关系(1)以地面为零势能参考面；(2)以B处所在的高度为零势能参考面答案(1)重力做的功

27、WGmghmg(h2h1)，选地面为零势能参考面，EpAmgh2，EpBmgh1，重力势能的变化量Epmgh1mgh2mgh.(2)选B处所在的高度为零势能参考面，重力做功WGmghmg(h2h1)物体的重力势能EpAmg(h2h1)mgh，EpB0，重力势能的变化量Ep0mghmgh.综上两次分析可见WGEp，即重力做的功等于重力势能的变化量的负值，而且重力势能的变化与零势能参考面的选取无关1重力做功与重力势能变化的关系WGEp1Ep2Ep2重力势能的相对性(1)物体的重力势能总是相对于某一水平参考面，选不同的参考面，物体重力势能的数值是不同的故在计算重力势能时，必须首先选取参考平面(2)重

28、力势能是标量，但有正负之分，物体在零势能面上方，物体的重力势能是正值，表示物体的重力势能比在参考平面上时要大，物体在零势能面下方，物体的重力势能是负值，表示物体的重力势能比在参考平面上时要小3重力势能变化量的绝对性：物体在两个高度不同的位置时，由于高度差一定，重力势能之差也是一定的，即物体的重力势能的变化量与参考平面的选取无关例2下列关于重力势能的说法正确的是()A物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定B物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大C一个物体的重力势能从5 J变化到3 J，重力势能增加了D在地面上的物体具有的重力势能一定等于零例3如图3所示，桌面距地面的高度为0.8

29、m，一物体质量为2 kg，放在桌面上方0.4 m的支架上，则：(g取9.8 m/s2)图3(1)以桌面为参考平面，计算物体具有的势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能减少多少？(2)以地面为参考平面，计算物体具有的势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能减少多少？(3)比较以上计算结果，说明什么问题？三、重力做功与重力势能变化的关系重力做多少功，物体的重力势能就减少多少关系式为：WGmgh1mgh2Ep1Ep2Ep.其中，Ep1mgh1表示物体在初位置的重力势能，Ep2mgh2表示物体在末位置的重力势能，Ep表示此过程中重力势能的变化量(1)当物体由高处运动到低处时，重力做正功，

30、重力势能减少，也就是WG0，Ep1Ep2.这里物体重力势能的减少量等于重力所做的功(2)当物体由低处运动到高处时，重力做负功(物体克服重力做功)，重力势能增加，即WG0，Ep1Ep2.这时重力势能的增加量等于物体克服重力所做的功例4如图4所示，质量为m的小球，用一长为l的细线悬于O点，将悬线拉直成水平状态，并给小球一个竖直向下的速度让小球向下运动，O点正下方D处有一钉子，小球运动到B处时会以D为圆心做圆周运动，并经过C点，若已知ODeq f(2,3)l，则小球由A点运动到C点的过程中，重力做功为多少？重力势能减少了多少？图4重力做功与重力势能变化的关系：WGEp1Ep2Ep，即重力势能变化多少

31、是由重力做功的多少来量度的，与物体除重力外是否还受其他力作用以及除重力做功外是否还有其他力做功等因素均无关针对训练在水平地面上平铺n块砖，每块砖的质量均为m，厚度均为h，如图5所示，如将砖一块一块地竖直叠放起来，在此过程中，重力做多少功？图51.(重力做功的特点、重力势能的变化)(2017余姚中学高一第二学期期中考试)如图6所示，静止的小球沿不同的轨道由同一位置滑到水平桌面上，轨道高度为h，桌面距地面高为H，物体质量为m，则以下说法正确的是()图6A小球沿竖直轨道下滑到桌面上的过程，重力做功最少B小球沿曲线轨道下滑到桌面上的过程，重力做功最多C以桌面为参考面，小球的重力势能的减少量为mghD以

32、地面为参考面，小球的重力势能的减少量为mg(Hh)2(对重力势能的理解)关于重力势能，下列说法正确的是()A重力势能是地球和物体共同具有的，而不是物体单独具有的B处在同一高度的物体，具有的重力势能相同C重力势能是标量，不可能有正、负值D浮在海面上的小船的重力势能一定为零3(重力势能及重力势能的变化)一棵树上有一个质量为0.3 kg的熟透了的苹果P，该苹果从树上A先落到地面C最后滚入沟底D.A、B、C、D、E面之间竖直距离如图7所示以地面C为零势能面，g取10 m/s2，则该苹果从A落下到D的过程中重力势能的减少量和在D处的重力势能分别是()图7A15.6 J和9 J B9 J和9 JC15.6

33、 J和9 J D15.6 J和15.6 J4(重力做功及其功率)如图8所示，质量为60 kg的某运动员在做俯卧撑运动，运动过程中可将她的身体视为一根直棒已知重心在c点，其垂线与脚、两手连线中点间的距离Oa、Ob分别为0.9 m和0.6 m若她在1 min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4 m，则克服重力做的功和相应的功率约为()图8A430 J,7 W B4 300 J,70 WC720 J,12 W D7 200 J,120 W一、选择题考点一重力做功的特点1.如图1所示，甲、乙两名学生的质量都是m，且身高相同，当他们从地面分别以图示的路径登上高h的阶梯顶端A时，他们的重力做功

34、情况是()图1A甲的重力做的功多B乙的重力做的功多C甲、乙的重力做的功一样多D无法判断2某游客领着孩子游泰山时，不小心将手中的皮球滑落，球从山上的位置A滚到了山脚下的位置B，高度标记如图2所示，则下列说法正确的是()图2A从A到B的曲线长度不知道，无法求出此过程重力做的功B从A到B过程中阻力大小不知道，无法求出此过程重力做的功C从A到B重力做功mg(Hh)D从A到B重力做功mgH3(多选)在高处的某一点将两个质量相等的小球以相同速率v0分别竖直上抛和竖直下抛，下列结论正确的是(不计空气阻力)()A从抛出到刚着地，重力对两球所做的功相等B从抛出到刚着地，重力对两球做的功都是正功C从抛出到刚着地，

35、重力对两球做功的平均功率相等D两球刚着地时，重力的瞬时功率相等考点二对重力势能的理解4下列关于重力势能的几种理解，正确的是()A重力势能等于零的物体，一定不能对别的物体做功B放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零C选取地面为参考平面，从不同高度将某一物体抛出，落地时物体的重力势能不相等D选取不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但并不影响有关重力势能问题的研究5.如图3所示，一小球贴着光滑曲面自由滑下，依次经过A、B、C三点以下表述正确的是()图3A若以B点所在水平面为参考平面，小球在B点的重力势能比C点小B若以A点所在的水平面为参考平面，小球在B点的重力势能比C点小C若以B点所在的水

36、平面为参考平面，小球在C点的重力势能大于零D无论以何处水平面为参考平面，小球在B点的重力势能均比C点大6.篮球场上，运动员练习投篮，篮球划过一条漂亮的弧线落入篮筐，球的轨迹如图4中虚线所示从篮球出手到落入篮筐的过程中，篮球的重力势能()图4A一直增大B一直减小C先减小后增大D先增大后减小7物体从某高处做自由落体运动，以地面为重力势能零势能面，下列所示图象中，能正确描述物体的重力势能与下落高度的关系的是()考点三重力做功与重力势能的变化8(多选)物体在运动过程中，克服重力做功100 J，则以下说法正确的是()A物体的高度一定降低了B物体的高度一定升高了C物体的重力势能一定是100 JD物体的重力

37、势能一定增加100 J9一根长为2 m、重为200 N的均匀木杆放在水平地面上，现将它的一端缓慢地从地面抬高0.5 m，另一端仍放在地面上，则所需做的功为()A50 J B100 J C200 J D400 J10.如图5所示，物体A的质量为m，A的上端连接一个轻弹簧，弹簧原长为L0，劲度系数为k，整个系统置于水平地面上，现将弹簧上端B缓慢地竖直向上提起，B点上移距离为L，此时物体A也已经离开地面，则下列说法中正确的是()图5A提弹簧的力对系统做功为mgLB物体A的重力势能增加mgLC物体A的重力势能增加mg(LL0)D物体A的重力势能增加mgeq blc(rc)(avs4alco1(Lf(m

38、g,k)二、非选择题11(重力做功及其功率)质量为m2 kg的物体从距地面45 m高处自由下落，物体落地后不反弹，在t2 s的时间内重力的功率为多少？在2 s末重力做功的功率等于多少？在4 s末重力做功的功率又为多少？(g取10 m/s2)12.(重力做功与重力势能变化的关系)如图6所示，一条铁链长为2 m，质量为10 kg，放在水平地面上，拿住一端提起铁链直到铁链全部离开地面的瞬间，铁链克服重力做功为多少？铁链的重力势能变化了多少？(g取9.8 m/s2)图613(重力做功与重力势能的变化)起重机以eq f(g,4)的加速度将质量为m的物体匀减速地沿竖直方向提升高度h，则起重机钢索的拉力对物

39、体做功为多少？物体克服重力做功为多少？物体重力势能变化为多少？(空气阻力不计)第5节探究弹性势能的表达式学习目标1.知道探究弹簧弹性势能表达式的思路2理解弹性势能的概念，会定性分析决定弹簧弹性势能大小的相关因素3体会探究过程中的猜想、分析和转化的方法4体会求弹力做功时通过细分过程化变力为恒力的思想方法.考试要求学考选考bb一、弹性势能1定义：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有的势能2弹簧的弹性势能：弹簧的长度为原长时，弹性势能为0，弹簧被拉长或被压缩后，就具有了弹性势能二、探究弹性势能的表达式1猜想(1)弹性势能与弹簧被拉伸的长度有关，同一个弹簧，拉伸的长度越大，弹簧的

40、弹性势能也越大(2)弹性势能与弹簧的劲度系数有关，在拉伸长度l相同时，劲度系数k越大，弹性势能越大2探究思想：研究弹力做功与弹性势能变化的关系3“化变为恒”求拉力做功：W总F1l1F2l2Fnln.4“Fl”图象面积的意义：表示F做功的值判断下列说法的正误(1)不同弹簧发生相同的形变时，弹力做功相同()(2)同一弹簧长度不同时，弹性势能一定不同()(3)发生弹性形变的物体都具有弹性势能()(4)弹性势能与弹簧的形变量和劲度系数有关()(5)弹簧被压缩时，弹性势能为负；弹簧被拉伸时，弹性势能为正()(6)弹力做正功，弹性势能就增大；弹力做负功，弹性势能就减小()一、探究弹性势能的表达式1.如图所

41、示，在光滑水平面上用物块向左压缩弹簧一定距离后，把物块静止释放，我们多做几次实验发现，同一根弹簧，压缩的长度越大，物体被弹开的速度越大不同弹簧，在压缩量相同时，劲度系数越大，物体被弹开的速度越大(1)由此我们猜测，弹簧的弹性势能可能与哪些因素有关？(2)我们在研究重力势能的时候，是从分析重力做功入手的，由此你得到什么启发？答案(1)与劲度系数和形变量有关(2)可以通过探究弹力做功来研究弹性势能2.如图所示，弹簧处于原长时，其右端位于A点现将弹簧由A点缓慢拉到B点，使其伸长l(仍处于弹性限度内)：(1)在从A拉到B的过程中弹簧的弹性势能如何变化？弹性势能与拉力做的功有什么关系？(2)拉力F是恒力

42、吗？怎样计算拉力的功？(3)作出Fl图象并类比vt图象中面积的含义，思考Fl图象中“面积”有何物理意义？当lx时，其表达式是怎样的？答案(1)弹簧的弹性势能变大拉力做的功越多，弹簧储存的弹性势能越大且拉力做的功等于弹簧的弹性势能(2)拉力F不是恒力，故不能用WFl计算拉力的功若将从A到B的过程分成很多小段l1、l2、l3，在各个小段上拉力可近似认为是不变的各小段上拉力做的功分别是F1l1、F2l2、F3l3，拉力在整个过程中做的功WF1l1F2l2F3l3.(3)根据胡克定律，Fl图象是一条过原点的倾斜直线，如图阴影部分面积代表拉力做的功即弹性势能，当lx时，Epeq f(1,2)kx2，k为

43、弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量1对弹性势能的理解(1)弹性势能的产生原因eq blcrc (avs4alco1(物体发生了弹性形变,各部分间的弹力作用)(2)弹性势能的影响因素eq blcrc (avs4alco1(弹簧的形变量l,弹簧的劲度系数k)(3)系统性：弹性势能是发生弹性形变的物体上所有质点因相对位置改变而具有的能量，因此弹性势能具有系统性(4)相对性：弹性势能的大小与选定的零势能位置有关，对于弹簧，一般规定弹簧处于原长时的势能为零势能2弹性势能表达式的推导根据胡克定律Fkx，作出弹力F与弹簧形变量x关系的Fx图线，根据WFx知，图线与横轴所围的面积应等于F所做的功，即Weq f(

44、kxx,2)eq f(1,2)kx2，所以Epeq f(1,2)kx2.例1关于弹性势能，下列说法中正确的是()A只有弹簧发生弹性形变时才具有弹性势能，其他物体发生弹性形变时是不会有弹性势能的B弹簧伸长时有弹性势能，压缩时没有弹性势能C在弹性限度范围内，同一个弹簧形变量越大，弹性势能就越大D火车车厢底下的弹簧比自行车车座底下的弹簧硬，则将它们压缩相同的长度时，火车车厢底下的弹簧具有的弹性势能小二、弹力做功与弹性势能变化的关系如图所示，物体与弹簧相连，物体在O点时弹簧处于原长，把物体向右拉到A处静止释放，物体会由A向A运动，则：(1)物体由A向O运动的过程中，弹力做什么功？弹性势能如何变化？(2

45、)物体由O向A运动的过程中，弹力做什么功？弹性势能如何变化？答案(1)正功减少(2)负功增加1弹力做功与弹性势能变化的关系(1)关系：弹力做正功时，弹性势能减少，弹力做负功时，弹性势能增加，并且弹力做多少功，弹性势能就减少多少(2)表达式：W弹EpEp1Ep2.2使用范围：在弹簧的弹性限度内注意：弹力做功和重力做功一样，也和路径无关，弹性势能的变化只与弹力做功有关例2如图1所示，处于自然长度的轻质弹簧一端与墙接触，另一端与置于光滑地面上的物体接触，现在物体上施加一水平推力F，使物体缓慢压缩弹簧，当推力F做功100 J时，弹簧的弹力做功_J，以弹簧处于自然长度时的弹性势能为零，则此时弹簧的弹性势

46、能为_J.图1针对训练如图2所示，轻弹簧下端系一重物，O点为其平衡位置(即重力和弹簧弹力大小相等的位置)，今用手向下拉重物，第一次把它直接拉到A点，弹力做功为W1，第二次把它拉到B点后再让其回到A点，弹力做功为W2，则这两次弹力做功的关系为()图2AW10，则表示物体的动能增加，若Ek”“”或“”)，造成这种结果的主要原因是_.8.某同学在“验证机械能守恒定律”时按如图7甲所示安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图乙所示.图中O点为打点起始点，且速度为零.图7(1)选取纸带上打出的连续点A、B、C、，测出其中E、F、G点距起始点O的距离分别为h1、h2、h3，

47、已知重锤质量为m，当地重力加速度为g，打点计时器打点周期为T.为验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从打下O点到打下F点的过程中，重锤重力势能的减少量Ep_，动能的增加量Ek_(用题中所给字母表示).(2)以各点到起始点的距离h为横坐标，以各点速度的平方v2为纵坐标建立直角坐标系，用实验测得的数据绘出v2h图线如图8所示，该图线说明了_.图8(3)从v2h图线求得重锤下落的加速度g_m/s2.(结果保留三位有效数字)第10节能量守恒定律与能源学习目标1.了解各种不同形式的能，知道能量守恒定律确立的两类重要事实.2.理解能量守恒定律，能用能量守恒的观点分析、解决实际问题.3.了解能量耗散，

48、知道能源短缺和环境恶化问题，增强节约能源和保护环境的意识.考试要求学考选考cd一、能量守恒定律1.建立能量守恒定律的两个重要事实(1)确认了永动机的不可能(填“可能”或“不可能”)性.(2)发现了各种自然现象之间能量的相互联系与转化.2.内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变.3.意义：能量守恒定律的建立，是人类认识自然的一次重大飞跃.它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一，而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式.二、能源和能量耗散1.能源与人类社会：人类对能源的利用大致经历了三个时期，

49、即柴薪时期、煤炭时期、石油时期.自工业革命以来，煤和石油成为人类的主要能源.2.能量耗散：燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，就不会再次自动聚集起来供人类重新利用.3.能源危机的含义：在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上虽未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成不便于利用的了.4.能量转化的方向性：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，所以自然界的能量虽然守恒，但还是很有必要节约能源.1.判断下列说法的正误.(1)当一个物体的能量减少时，一定有其他物体的能量增多.()(2)做功越多，能量的转化也越多.()(3)在利用能源的过程中，能量在数量上并未

50、减少.()(4)世上总能量不变，所以我们不需要节约能源.()(5)人类不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造.()2.质量为0.4 kg的皮球，从离地面高0.5 m处自由落下，与地面碰撞后以2 m/s的速度反弹，不计空气阻力，g取10 m/s2，碰撞时损失的机械能为_，损失的机械能转化为_能.答案1.2 J内一、能量守恒定律的理解1.在验证机械能守恒定律的实验中，计算结果发现，重物减少的重力势能的值总大于增加的动能的值，即机械能的总量在减少.机械能减少的原因是什么？减少的部分机械能是消失了吗？答案机械能减少的原因是由于要克服摩擦阻力和空气阻力做功，机械能转化成了内能.不是.2.请说明下列现

51、象中能量是如何转化或转移的？(1)植物进行光合作用.(2)放在火炉旁的冰融化变热.(3)电流通过灯泡，灯泡发光.答案(1)光能转化为化学能(2)内能由火炉转移到冰(3)电能转化为光能1.适用范围：能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律，是各种自然现象中普遍适用的一条规律.2.能量守恒定律的理解某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等.某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等.例1(多选)从光滑斜面上滚下的物体，最后停止在粗糙的水平面上，则()A.在斜面上滚动时，只有动能和势能的相互转化B.在斜面上滚动时，有部分势能转化为内能C.在水平面上

52、滚动时，总能量正在消失D.在水平面上滚动时，机械能转化为内能，总能量守恒二、能量守恒定律的应用1.能量守恒定律的表达式(1)从不同状态看，E初E末.(2)从能的转化角度看，E增E减.(3)从能的转移角度看，EA增EB减.2.能量守恒定律应用的关键步骤(1)明确研究对象和研究过程.(2)找全参与转化或转移的能量，明确哪些能量增加，哪些能量减少.(3)列出增加量和减少量之间的守恒式.例2如图1所示，皮带的速度是3 m/s，两圆心的距离s4.5 m，现将m1 kg的小物体轻放在左轮正上方的皮带上，物体与皮带间的动摩擦因数0.15，电动机带动皮带将物体从左轮运送到右轮正上方时，求：(g取10 m/s2

53、)图1(1)小物体获得的动能Ek；(2)这一过程摩擦产生的热量Q；(3)这一过程电动机多消耗的电能E.例3一弹珠弹射玩具模型如图2所示，水平粗糙管AB内装有一轻弹簧，左端固定.竖直放置的光滑管道BCD，其中CD为半径R0.1 m的四分之一圆周，C点与地面间的高度H0.1 m，用质量m10.2 kg的弹珠(可看成质点)将弹簧缓慢压缩到某一确定位置M，弹珠与弹簧不固连，由静止释放后弹珠恰能停在D点.用同种材料、质量m20.1 kg的弹珠仍将弹簧缓慢压缩到M点再由静止释放，弹珠由D点飞出后落在与D点正下方D点相距x0.8 m处.求：(g取10 m/s2，不计空气阻力)图2(1)弹珠m2从D点飞出时的

54、速度大小；(2)弹簧被缓慢压缩到M点时储存的弹性势能；(3)保持弹珠m2仍将弹簧缓慢压缩到M点，改变H的高度，从D点飞出后落点与D点正下方D点的距离x是不同的，求x的最大值.在涉及弹性势能等多种形式的能量转化问题中，用能量守恒的思想解题可以化繁为简.三、功能关系的理解与应用1.功能关系概述(1)不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的，做功的过程就是能量转化的过程.(2)功是能量转化的量度.做了多少功，就有多少能量发生转化.2.功与能的关系：由于功是能量转化的量度，某种力做功往往与某一种具体形式的能量转化相联系，具体功能关系如下表：功能量转化关系式重力做功重力势能的改变WGEp弹力做功弹性势能

55、的改变WFEp合外力做功动能的改变W合Ek除重力、系统内弹力以外的其他力做功机械能的改变WE机两物体间滑动摩擦力对物体系统做功内能的改变Ffx相对Q例4如图3所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力.已知AP2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中()图3A.重力做功2mgRB.机械能减少mgRC.合外力做功mgRD.克服摩擦力做功eq f(1,2)mgR应用功能关系解题的关键应用功能关系解题的关键是深刻理解不同功能关系的含义：(1)重力做功是物体重力势能变化的原因

56、，重力做多少功，重力势能就减少多少；(2)弹力做功是弹簧弹性势能变化的原因，弹力做多少功，弹性势能就减少多少；(3)合力做功是物体动能变化的原因，合力做多少功，动能就增加多少；(4)除重力和系统内弹力之外的其他力做功是机械能变化的原因，其他力做多少功，机械能就增加多少.针对训练如图4所示为低空跳伞表演，假设质量为m的跳伞运动员，由静止开始下落，在打开伞之前受恒定阻力作用，下落的加速度为eq f(4,5)g，在运动员下落h的过程中，下列说法正确的是()图4A.运动员的重力势能减少了eq f(4,5)mghB.运动员的动能增加了eq f(4,5)mghC.运动员克服阻力所做的功为eq f(4,5)

57、mghD.运动员的机械能减少了eq f(4,5)mgh1.(能源的利用)关于能源的开发和应用，下列说法中正确的是()A.能源应用的过程就是内能转化为机械能的过程B.化石能源的能量归根结底来自于太阳能，因此化石能源永远不会枯竭C.在广大的农村推广沼气意义重大，既变废为宝，减少污染，又大量节约能源D.随着科学技术的发展，煤炭资源将取之不尽、用之不竭2.(功能关系)如图5所示为一选手从距离水面高为20米的悬崖上跳下，选手受到的空气阻力跟速度成正比(g取10 m/s2)，则以下说法正确的是()图5A.选手从开始跳下到入水的时间等于2秒B.选手在空中下落过程中重力势能增大C.选手在空中下落过程中动能增大

58、D.选手在空中下落过程中机械能增大3.(功能关系)韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员.他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿势下滑了一段距离，重力对他做功1 900 J，他克服阻力做功100 J.韩晓鹏在此过程中()A.动能增加了1 900 JB.动能增加了2 000 JC.重力势能减小了1 900 JD.机械能减小了2 000 J4.(能量守恒定律的应用)如图6所示，质量为m的物块与水平面间的动摩擦因数为，物块压缩弹簧至A点由静止释放，到B点时对圆弧轨道的压力为5mg，已知A、B间的水平距离为L，圆弧轨道半径为R，求释放物块时弹簧的弹性势能.图6一、选择题考点一能量

59、守恒定律1.下列说法正确的是()A.随着科技的发展，永动机是可以制成的B.太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了C.“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量守恒定律，因而是不可能的D.有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量是可以凭空产生的2.能源在“两型”社会的建设中有着重要的意义，节约用电应成为现代公民的行为准则.下列用电方式中属于科学、合理地节约用电的是()A.家电尽量长时间待机B.用节能灯替换白炽灯C.楼道、走廊照明灯尽量不采用声、光控制D.不要清除冰箱内的冰、霜3.如图1所示，小余同学开始时站在秋千的踏板上，通

60、过自己的努力将秋千越荡越高，对此过程，下列说法正确的是()图1A.机械能减少B.机械能增加C.机械能保持不变D.风能转化成了机械能4.如图2所示是我国某风能发电基地，全球可利用的风能为2107 MW(1 MW106 W)，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍，我国风能资源总储量约1.6105 MW.2012年7月4日装机容量达到2 240万千瓦的三峡水电站，已成为全世界最大的水力发电站和清洁能源生产基地.下列说法正确的是()图2A.风力发电是把风的内能转化为电能B.我国风能资源总储量约为7个三峡水电站的装机容量C.风力发电过程违反能量守恒定律D.水能和风能都是清洁能源且都是不可再生能源5.