高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结

高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结功和能、机械能守恒定律高物理必修二知识点总结:第七章机械能守恒定律(人教版)人类的全部活动都离不开能量,本章将学习最基本的能量形式:机械能,对于机械能得理解以及在实质的灵巧运用将是本章的难点,同时还将学习动能与动能定理和能量守恒定律,这都是物理学的重要定律,也是本章的重点。考试的要求:Ⅰ、对所学知识要知道其含义,并能在相关的问题鉴别并直接运用,相当于课程标准的“认识”和“认识”。Ⅱ、可以理解所学知识的确切含义以及和其余知识的联系,可以解释,在实质问题的分析、综合、推理、和判断等过程加以运用,相当于课程标准的“理解”,“应用”。要求Ⅰ:弹性势能、能量和能量耗散。要求Ⅱ:功和功率、重力势能、动能和动能定律、机械能守恒定律及其应用。新知归纳:一、功●看法:一个物体遇到力的作用,并在力的方向上发生了一段位移,这个力就对物体做了功。1/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结●公式:W=FScosθ●功是标量,但它有正功、负功。功的正负表示能量传达的方向,即功是能量转变的量度。当时,即力与位移成锐角,力做正功,功为正当时,即力与位移垂直,力不做功,功为零当时,即力与位移成钝角,力做负功,功为负●功是一个过程所对应的量,所以功是过程量。●功仅与F、S、θ相关,与物体所受的其余外力、速度、加速度没关。●几个力对一个物体做功的代数和等于这几个力的合力对物体所做的功。2/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结即:W总=W1+W2++Wn或W总=F合Scosθ二、功率●看法:功跟完成功所用时间的比值,表示力(或物体)做功的快慢。●公式:(均匀功率)(均匀功率或瞬时功率)单位:瓦特W●分类:额定功率:指发动机正常工作时最大输出功率实质功率:指发动机实质输出的功率即发动机产生牵引力的功率,P实≤P额。三、重力势能●定义:物体因为被举高而拥有的能,叫做重力势能。●公式:;h——物体具参照面的竖直高度。●参照面①重力势能为零的平面称为参照面;②采纳:原则是任意采纳,但平时以地面为参照面若参照面不决,重力势能无心义,不可以说重力势能大小如何采纳不一样的参照面,物体拥有的重力势能不一样,但重力势能改变与参照面采纳没关。3/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结●重力势能是标量,但有正负。重力势能为正,表示物体在参照面的上方;重力势能为负,表示物体在参照面的下方;重力势能为零,表示物体在参照面的上●重力做功特色:物体运动时,重力对它做的功之跟它的初、末地址相关,而跟物体运动的路径没关。●重力做功与重力势能的关系:四、弹性势能●看法:发生弹性形变的物体的各部分之间,因为弹力的相互作用拥有势能,称之为弹性势能。●弹簧的弹性势能:影响弹簧弹性势能的要素有:弹簧的劲度系数k和弹簧形变量x。●弹力做功与弹性势能的关系:弹力做正功时,物体弹性势能减少;弹力做负功时,物体弹性势能增加。●势能:相互作用的物体依赖其地址而拥有的能量叫势能,势能是系统所共有的。五、实验:研究功与物体速度变化的关系实验目的经过实验研究力对物体做的功与物体速度变化的关系;领悟研究的过程和所用的方法4/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结实验器械木板、小车、橡皮筋、打点计时器及电源、纸带等。研究思路:①想法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W②由纸带和打点计时器分别测出小车获取的速度v1、v2、v3③以橡皮筋对小车做的功为纵坐标(以第一次实验时的功W为单位),小车获取的速度为横坐标,作出W-v曲线。④假如W-v曲线是一条直线,表示W∝v;假如不是直线,可着手考虑能否存在以下关系:W∝v2、W∝v3、W∝v4.⑤依据W-v草图,大体判断两个量可能是什么关系。假如以为很可能是W∝v2,就作出W-v2曲线,假如这条曲线是一条直线,就可以证明你的判断是正确的。六、动能与动能定理●看法:物体因为运动而拥有的能量,称为动能。●动能表达式:●动能定理(即合外力做功与动能关系):●理解:①在一个过程对物体做的功,等于物体在这个过程动能的变化。5/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结②做正功时,物体动能增添;做负功时,物体动能减少。③动能定理揭穿了合外力的功与动能变化的关系。●适用范围:适用于恒力、变力做功;适用于直线运动,也适用于曲线运动。●应用动能定理解题步骤:①确立研究对象及其运动过程②分析研究对象在研究过程受力状况,弄清各力做功③确立研究对象在运动过程初末状态,找出初、末动能④列方程、求解。七、实验:考据机械能守恒定律●实验目的:学会用打点计时器考据考据机械能守恒定律的实验方法和技术。●实验器械:打点计时器、纸带、复写纸、低压电源、重物(附纸带夹子)、刻度尺、铁架台(附夹子)、导线。●实验原理:只有重力做功的自由落体运动遵守机械能守恒定律,即重力势能的减少许等于动能的增添量。利用打点计时器在纸带上记录下物体自由6/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结着落的高度,计算出瞬时速度,即可考据物体重力势能的减少许与物体动能的增添量相等。●实验步骤:1、将打点计时器固定在支架上,并用导线将打点计时器接在交流电源上;2、将纸带穿过打点计时器,纸带下端用夹子与重物相连,手提纸带使重物静止在凑近打点计时器的地方;3、接通电源,松开纸带,让重物自由着落,打点计时器就在纸带上打下一系列小点;4、重复实验几次,从几条打上点的纸带优选第一、二两点间的距离凑近2mm,且点迹清楚的纸带进行丈量;5、记下第一个点的地址O,在纸带上采纳方便的个连续点1,2,3,4,5,用刻度尺测出对应的着落高度h1,h2,...;6、用公式计算各点对应的瞬时速度;7、计算各点对应的势能减少许和动能增添量,进行比较。八、机械能●机械能包含动能和势能(重力势能和弹性势能)两部分,即。●机械能守恒定律:在只有重力或弹力做功的物系统统内,动能与势能可以相互转变,而总的机械能保持不变,即7/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结ΔΕK=—ΔΕPΔΕ1=—ΔΕ2.●机械能守恒条件:做功角度:只有重力或弹力做功,无其余力做功;外力不做功或外力做功的代数和为零;系统内如摩擦阻力对系统不做功。能量角度:第一只有动能和势能之间能量转变,无其余形式能量转化;只有系统内能量的交换,没有与外界的能量交换。●运用机械能守恒定律解题步骤:①确立研究对象及其运动过程②分析研究对象在研究过程受力状况,弄清各力做功,判断机械能能否守恒③恰入采纳参照面,确立研究对象在运动过程初末状态的机械能④列方程、求解。九、能量守恒定律●内容:能量既不会消灭,也不会创生,它只会从一种形式转变为其余形式,也许从一个物体转移到另一个物体,而在转变和转移的过程,能量的总量保持不变。8/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结即●能量耗散:没法将开释能量采集起来重新利用的现象叫能量耗散,它反响了自然界能量转变拥有方向性。课标导航课程内容标准:举例说明功是能量变化的量度,理解功和功率。关怀生活和生产常有机械功率的大小及其意义。经过实验,研究恒力做功与物体动能变化的关系,理解动能和动能定理。用动能定理解说生活和生产的现象。理解重力势能。知道重力势能的变化与重力做功的关系。经过实验,考据机械能守恒定律。理解机械能守恒定律,用它分析生活和生产的相关问题。认识自然界存在多种形式的能量。知道能量守恒定律是最基本、最广泛的自然规律之一。经过能量守恒定律以及能量转变和转移的方向性,认识提升效率的重要性。认识能源与人类生计和社会发展的关系,知道可连续发展的重要意义。复习导航9/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结复习本章内容时应注意掌握:抓住“功和能的关系”这一基本线索,经过“能量转变”把各部分知识联系在一起。功和功率是物理学两个重要的基本看法,是学习动能定理、机械能守恒定律、功能原理的基础,也常常是用能量看法分析问题的切入点。复习时重点掌握好善事看法、正功和负功;变力的功;功率的看法;均匀功率和瞬时功率,发动机的额定功率和实质功率问题;与生产生活相关的功率问题。解决此问题一定正确理解功和功率的意义,建立相关的物理模型,对能力要求较高。动能定理是一条适用范围很广的物理规律,一般在办理不含时间的动力学问题时应优先考虑动能定理,特别涉及到求变力做功的问题,动能定理几乎是独一的选择。作为传统考点,历年高考在不一样题型、不一样难度的试题,从不一样角度,都对该定理有相当充分的观察,今后还是高考命题的重之重,在复习对本知识应有足够的重视。重视物理过程的分析和各力做功状况,务必搞清做功的正负,熟练掌握定理的应用方法。机械能的看法和机械能守恒定律是学习各种不一样形式的能量转变规律的起点,也是运动学知识的进一步综合和扩展,也是用能量看法分析解决问题的开始。题目特色以学科的内综合为主.比方机械能守恒与圆周运动、平抛运动、动量守恒定律及其余知识的综合。10/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结有时也出现与生产和科技相结合的题目,对实质问题,能熟练运用知识对其进行分析、综合、推理和判断,学习构建“理论”和“实质”的“桥梁”。第1课时功功率1、高考解读真题品析知识:电动车参数在物理的应用例1.(09年上海卷)46.与一般自行车对比,电动自行车骑行更省力。下表为某一品牌电动自行车的部分技术参数。在额定输出功率不变的状况下,质量为60Kg的人骑着此自行车沿平直公路行驶,所受阻力恒为车和人总重的0.04倍。当此电动车达到最大速度时,牵引力为N,当车速为2s/m时,其加速度为m/s2(g=10mm/s2)分析:当电动车受力均衡时,电动车达到最大速度即牵引力=阻力=(人重+车重)*0.04=40N,当车速为2s/m时,由上表可以获取额定功率11/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结为200W,即可以获取牵引力为100N,2/6.010040100smmfFa=-=-=答案:40:0.6热门关注知识:功的定义例2.(09年广东理科基础)9.物体在合外力作用下做直线运动的vt图象以以下图。以下表述正确的选项是A.在0—1s内,合外力做正功B.在0—2s内,合外力总是做负功C.在1—2s内,合外力不做功D.在0—3s内,合外力总是做正功分析:依据物体的速度图象可知,物体0-1s内做匀加速合外力做正功,A正确;1-3s内做匀减速合外力做负功。依据动能定理0到3s内,1—2s内合外力做功为零。12/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结答案:A2、知识网络考点1.功1.功的公式:W=Fscosθ0≤θ<90°力F对物体做正功,θ=90°力F对物体不做功,90°<θ≤180°力F对物体做负功。特别注意:①公式只适用于恒力做功②F和S是对应同一个物体的;③某力做的功仅由F、S和决定,与其余力能否存在以及物体的运动状况都没关。重力的功:WG=mgh——只跟物体的重力及物体挪动的一直位置的高度差相关,跟挪动的路径没关。摩擦力的功(包含静摩擦力和滑动摩擦力)摩擦力可以做负功,摩擦力可以做正功,摩擦力可以不做功,一对静摩擦力的总功必定等于0,一对滑动摩擦力的总功等于-ΔS弹力的功弹力对物体可以做正功可以不做功,也可以做负功。(2)弹簧的弹力的功——W=1/2kx12–1/2kx22(x1、x2为弹簧的形变量)13/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结合力的功——有两种方法:先求出合力,而后求总功,表达式为ΣW=ΣF×S×cosθ合力的功等于各分力所做功的代数和,即ΣW=W1+W2+W3+变力做功:基根源则——过程切割与代数积累一般用动能定理W合=EK求之;也可用(微元法)无穷分小法来求,过程无穷分小后,可以为每小段是恒力做功还可用F-S图线下的“面积”计算.分析:依据物体的速度图象可知,物体0-1s内做匀加速合外力做正功,A正确;1-3s内做匀减速合外力做负功。依据动能定理0到3s内,1—2s内合外力做功为零。答案:A2、知识网络考点1.功1.功的公式:W=Fscosθ0≤θ<90°力F对物体做正功,θ=90°力F对物体不做功,90°<θ≤180°力F对物体做负功。特别注意:①公式只适用于恒力做功②F和S是对应同一个物体的;14/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结③某力做的功仅由F、S和θ决定,与其余力能否存在以及物体的运动状况都没关。重力的功:WG=mgh——只跟物体的重力及物体挪动的一直地址的高度差相关,跟挪动的路径没关。摩擦力的功(包含静摩擦力和滑动摩擦力)摩擦力可以做负功,摩擦力可以做正功,摩擦力可以不做功,一对静摩擦力的总功必定等于0,一对滑动摩擦力的总功等于-fS4.弹力的功弹力对物体可以做正功可以不做功,也可以做负功。弹簧的弹力的功——W=1/2kx12–1/2kx22(x1、x2为弹簧的形变量)5.合力的功——有两种方法:(1)先求出合力,而后求总功,表达式为ΣW=ΣF×S×cosθ(2)合力的功等于各分力所做功的代数和,即ΣW=W1+W2+W3+变力做功:基根源则——过程切割与代数积累(1)一般用动能定理W合=EK求之;也可用(微元法)无穷分小法来求,过程无穷分小后,可以为每小段是恒力做功(3)还可用F-S图线下的“面积”计算.15/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结或先追求F对S的均匀作用力F,SFW=做功意义的理解问题:解决功能问题时,掌握“功是能量转变的量度”这一重点,做功意味着能量的转移与转变,做多少功,相应就有多少能量发生转移或转变考点2.功率1.定义式:tWP=,所求出的功率是时间t内的均匀功率。计算式:P=Fvcosθ,其θ是力F与速度v间的夹角。用该公式时,要求F为恒力。(1)当v为即时速度时,对应的P为即时功率;当v为均匀速度时,对应的P为均匀功率。重力的功率可表示为PG=mgv⊥,仅由重力及物体的竖直分运动的速度大小决定。(4)若力和速度在一条直线上,上式可简化为Pt=F·vt3、复习方案基础过关重难点:功率例3.(09年宁夏卷)17.质量为m的物体静止在圆滑水平面上,从t=0时刻开始遇到水平力的作用。力的大小F与时间t的关系如图所示,力的方向保持不变,则A.03t时刻的瞬时功率为mtF016/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结205B.03t时刻的瞬时功率为mtF02015C.在0=t到03t这段时间内,水平力的均匀功率为mtF423020D.在0=t到03t这段时间内,水平力的均匀功率为mtF625020分析:AB选项0到03t时刻物体的速度为mtF005,所以03t的瞬时功率为mtF02015A错B对。17/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结CD选项0到03t时刻F对物体做的功为mtF2252020,所以03t内均匀功率为mtF625020C错D对。答案:BD例4.(09年四川卷)23.(16分)图示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m=5×103kg的重物竖直吊起的过程,重物由静止开始向上作匀加速直线运动,加速度a=0.2m/s2当起重机输出功率达到其同意的最大值时,保持该功率直到重物做vm=1.02m/s的匀速运动。取g=10m/s2不计额外功。求:起重机同意输出的最大功率。18/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率。分析:(1)设起重机同意输出的最大功率为P0,重物达到最大速度时,拉力F0等于重力。P0=F0vm①P0=mg②代入数据,有:P0=5.1×104W③匀加速运动结束时,起重机达到同意输出的最大功率,设此时重物遇到的拉力为F,速度为v1,匀加速运动经历时间为t1,有:P0=F0v1④F-mg=ma⑤V1=at1⑥由③④⑤⑥,代入数据,得:t1=5s⑦T=2s时,重物处于匀加速运动阶段,设此时速度为v2,输出功率为P,则v2=at⑧P=Fv2⑨由⑤⑧⑨,代入数据,得:P=2.04×104W。答案:(1)5.1×10419/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结W(2)2.04×104W第2课时动能、动能定理1、高考解读真题品析知识:动能定理例1.(09年全国卷Ⅱ)20.以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的小物体。假定物块所受的空气阻力f大小不变。已知重力加速度为g,则物体上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为.202(1)vfmg+和v.202(1)vfgmg+和vC.2020/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结22(1)vfgmg+和v.2022(1)vfgmg+和v分析:上升的过程,重力做负功,阻力f做负功,由动能定理得221)(omvfhmgh-=+-,=202(1)vfgmg+,求返回抛出点的速度由全程使用动能定理重力做功为零,只有阻力做功为有221/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结221212omvmvmgh-=-,解得=vv正确。答案:A评论:此题求返回原抛出点的速率还可以对着落过程采纳动能定理再和上升过程联立方程求解,自然这类解法比对全过程采纳动能定理繁琐。热门关注:乙知识:匀变速直线运动、运用动能定理办理变力功问题、最大速度问题例2.(09年福建卷)21.(19分)如图甲,在水平川面上固定一倾角为θ的圆滑绝缘斜面,斜面处于电场强度大小为E、方向沿斜面向下的匀强电场。一劲度系数为k的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端,22/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结整根弹簧处于自然状态。一质量为m、带电量为q(q>0)的滑块从距离弹簧上端为s0处静止开释,滑块在运动过程电量保持不变,设滑块与弹簧接触过程没有机械能损失,弹簧一直处在弹性限度内,重力加速度大小为g。(1)求滑块从静止开释到与弹簧上端接触瞬时所经历的时间t1(2)若滑块在沿斜面向下运动的整个过程最大速度大小为vm,求滑块从静止开释到速度大小为vm过程弹簧的弹力所做的功W;从滑块静止开释瞬时开始计时,请在乙图画出滑块在沿斜面向下运动的整个过程速度与时间关系v-t图象。图横坐标轴上的t1、t2及t3分别表示滑块第一次与弹簧上端接触、第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻,纵坐标轴上的v1为滑块在t1时刻的速度大小,vm是题所指的物理量。(本小题不要求写出计算过程............)分析:(1)滑块从静止开释到与弹簧刚接触的过程作初速度为零的匀加速直线运动,设加速度大小为a,则有qE+mgsinθ=ma①21021ats=②联立①②可得θ23/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结sin201mgqEmst+=③滑块速度最大时受力均衡,设此时弹簧压缩量为0x,则有0sinkxqEmg=+θ④从静止开释到速度达到最大的过程,由动能定理得021)( )sin(20-=++?+mmmvWxxqEmgθ⑤联立④⑤可得)sin( )sin(2102kqEmgsqEmgmvWm++?+-=θθs(3)如图答案:(1)θsin201mgqEmst+=;(2))sin( )sin(2102kqEmgsqEmgmvWm++?+-=θθ;24/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结(3)2、知识网络考点1.动能定义:物体因为运动而拥有的能叫动能表达式为:221mvEk=,3.动能和动量的关系:动能是用以描述机械运动的状态量。动量是从机械运动出发量化机械运动的状态,动量确立的物体决定着它战胜必定的阻力还可以运动多久;动能则是从机械运动与其余运动的关系出发量化机械运动的状态,动能确立的物体决定着它战胜必定的阻力还可以运动多远。考点2.动能定理定义:合外力所做的总功等于物体动能的变化量.——这个结论叫做动能定理.表达式:KEmvmvW?=-=2122合2121,式W合是各个外力对物体做功的总和,EK是做功过程始末两个状态动能的增量.推导:动能定理其实是在牛顿第二定律的基础上对空间积累而得:在牛顿第二定律F=ma两端同乘以合外力方向上的位移s,即可得25/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结21222121mvmvmasFsW-===合4.对动能定理的理解:①假如物体遇到几个力的共同作用,则(1)式的W表示各个力做功的代数和,即合外力所做的功.W合=W1+W2+W3+②应用动能定理解题的特色:跟过程的细节没关.即不追究全过程的运动性质和状态变化细节.③动能定理的研究对象是质点.④动能定理对变力做功状况也适用.动能定理尽管是在恒力作用下利用牛顿第二定律和运动学公式推导的,但对变力做功状况亦适用.动能定理可用于求变力的功、曲线运动的功以及复杂过程的功能变换问题.⑤对合外力的功(总功)的理解⑴可以是几个力在同一段位移的功,也可以是一个力在几段位移的功,还可以是几个力在几段位移的功⑵求总功有两种方法:一种是先求出合外力,而后求总功,表达式为ΣW=ΣF×S×cosθθ为合外力与位移的夹角另一种是总功等于各力在各段位移做功的代数和,即ΣW=W1+W2+W3+3、复习方案基础过关26/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结重难点:汽车启动的变力做功问题例3.(09年上海物理)20.(10分)质量为5?103kg的汽车在t=0时刻速度v0=10m/s,随后以P=6?104W的额定功率沿平直公路连续行进,经72s达到最大速度,设汽车受恒定阻力,其大小为2.5?103N。求:(1)汽车的最大速度vm;(2)汽车在72s内经过的行程s。分析:(1)当达到最大速度时,P==Fv=fvm,vm=Pf=6?1042.5?103m/s=24m/s从开始到72s时刻依照动能定理得:Pt-fs=12mvm2-12mv02,解得:s=2Pt-mvm2+mv022f=1252m。答案:(1)24m/s(2)1252m评论:变力做功问题,动能定理是一种很好的办理方法。典型例题:例4:(09年重庆卷)23.(16分)国女子冰壶队初次获取了世界锦标赛冠军,这引起了人们对冰壶运动的关注。冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为以下过程:如题23图,运动员将静止于O点的冰壶(视为质点)沿直线OO'推到A点放手,今后冰壶沿AO'滑行,最后停于C点。已知冰面各冰壶间的动摩擦因数为,冰壶质量为m,AC=L,CO'=r,重力加速度为g27/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结求冰壶在A点的速率;求冰壶从O点到A点的运动过程遇到的冲量大小;若将CO'段冰面与冰壶间的动摩擦因数减小为0.8μ,原只好滑到C点的冰壶能停于O'点,求A点与B点之间的距离。分析:对冰壶,从A点放手到停止于C点,设在A点时的速度为V1,应用动能定理有-μmgL=21mV12,解得V1=gL2μ;(2)对冰壶,从O到A,设冰壶遇到的冲量为I,应用动量定理有I=mV1-0,解得I=mgL2μ;设AB之间距离为S,对冰壶,从A到O′的过程,应用动能定理,-μmgS-0.8μmg(L+r-S)=0-21mV12,解得S=L-4r。评论:结合实质观察动能定理、动量定理。第3课时重力势能机械能守恒定律1、高考解读真题品析28/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结知识:机械能守恒问题例1.(09年广东理科基础)8.游玩场的一种滑梯以以下图。小朋友从轨道顶端由静止开始下滑,沿水平轨道滑动了一段距离后停下来,则A.下滑过程支持力对小朋友做功B.下滑过程小朋友的重力势能增添C.整个运动过程小朋友的机械能守恒D.在水平面滑动过程摩擦力对小朋友做负功分析:在滑动的过程,人受三个力重力做正功,势能降低B错;支持力不做功,摩擦力做负功,所以机械能不守恒,AC皆错,D正确。答案:D热门关注:知识:机械能守恒问题、重力势能问题例2.(09年广东文科基础)58.如图8所示,用一轻绳系一小球悬于O点。现将小球拉至水平川址,而后开释,不计阻力。小球着落到最低点的过程,以下表述正确的选项是A.小球的机械能守恒29/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结B.小球所受的合力不变C.小球的动能不停减小D.小球的重力势能增添分析:A选项小球遇到的力仅有重力做功,所以机械能守恒,A选项对。B选项小球遇到的合力的大小方向不时刻刻在发生变化,B选项错。C选项小球从上到最低点的过程动能是不停增大的,C选项错。D选项小球从上到最低点的过程机械能是不停减少的,D选项错。答案:A评论:观察基本物理量的判断方法。2、知识网络考点1.重力做功的特色与重力势能重力做功的特色:重力做功与路径没关,只与始末地址的竖直高度差相关,当重力为的物体从A点运动到B点,无论走过如何的路径,只要A、B两点间竖直高度差为h,重力mg所做的功均为mghWG30/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结重力势能:物体因为被举高而拥有的能叫重力势能。其表达式为:mghEP,其h为物体所在处有对于所采纳的零势面的竖直高度,而零势面的采纳可以是任意的,一般是取地面为重力势能的零势面。因为零势面的采纳可以是任意的,所以一个物体在某一状态下所拥有的重力势能的值将随零势面的采纳而不一样,但物体经历的某一过程重力势能的变化却与零势面的采纳没关。重力做功与重力势能变化间的关系:重力做的功总等于重力势能的减少许,即重力做正功时,重力势能减少,减少的重力势能等于重力所做的功-EP=WG战胜重力做功时,重力势能增添,增添的重力势能等于战胜重力所做的功EP=-WG考点2.弹性势能发生弹性形变的物体拥有的能叫做弹性势能2.弹性势能的大小跟物体形变的大小相关,EP′=1/2×kx2弹性势能的变化与弹力做功的关系:弹力所做的功,等于弹性势能减少.W弹=-EP′考点3.31/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结机械能守恒定律1.机械能:动能和势能的总和称机械能。而势能除了重力势能外还有弹性势能。所谓弹性势能批量的是物体因为发生弹性形变而拥有的能。2、机械能守恒守律:只有重力做功和弹力做功时,动能和重力势能、弹性势能间相互变换,但机械能的总量保持不变,这就是所谓的机械能守恒定律。3、机械能守恒定律的适用条件:对单个物体,只有重力或弹力做功.对某一系统,物体间只有动能和重力势能及弹性势能相互转变,系统跟外界没有发活力械能的传达,机械能也没有转变为其余形式的能(如没有内能产生),则系统的机械能守恒.定律既适用于一个物体(实为一个物体与地球构成的系统),又适用于几个物体构成的物系统,但前提一定满足机械能守恒的条件.3、复习方案基础过关重难点:如何理解、应用匀变速直线运动规律的是个公式?例3.以以下图,位于竖直平面内的圆滑轨道,由一段斜的直轨道和与之相切的圆32/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结形轨道连接而成,圆形轨道的半径为R。一质量为m的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑,而后沿圆形轨道运动。要求物块能经过圆形轨道的最高点,且在该最高点与轨道间的压力不可以超出5mg(g为重力加速度)。求物块初始地址有对于圆形轨道底部的高度h的取值范围。分析:设物块在圆形轨道最高点的速度为v,由机械能守恒得mgh=2mgR+1/2mv2①物块在最高点受的力为重力mg、轨道的压力N。重力与压力的合力供给向心力,有RvmNmg2=+②物块能经过最高点的条件是N≥0③由②③式得gRv≥33/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结④由①④式得Rh25≥⑤按题的要求,N≤5mg,由②⑤式得gRv6≤⑥由①⑥式得h≤5R⑦的取值范围是2.5R≤h≤5R答案:2.5R≤h≤5R评论:机械能守恒定律适用于只有重力和弹簧的弹力做功的状况,应用于圆滑斜面、圆滑曲面、自由落体运动、上抛、下抛、平抛运动、单摆、竖直平面的圆周运动、弹簧振子等状况。典型例题:例4:如图,质量都为m的A、B两环用细线相连后分别套在水平光滑细杆OP和竖直圆滑细杆OQ上,线长L=0.4m,将线拉直后使A和B在同一高度上都由静止开释,当运动到使细线与水平面成30°角时,A和B的速度分别为vA和vB,求vA和vB的大小。(取g=10m/s234/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结)分析:对AB系统,机械能守恒22212130sinBAmvmvmgL+=?①?=?30cos30sinBAvv②由①②解得:smvsmvBA/1/3==,答案:smvsmvBA/1/3==,评论:机械能守恒解题注意点:1、定对象(可能一物体、可能多物体)2、分析力做功判断能否守恒3、分析能(什么能、怎么变)4、列式EK增=EP减;前=E后;连接体问题的高度关系连接体问题的速度关系,沿同一根绳索的速度到处相第4课时功能关系能的转变和守恒定律1、高考解读真题品析知识:动量守恒定律、动量定理和功能关系例1.(09年天津卷)10.(16分)以以下图,质量m1=0.3kg的小车静止在圆滑的水平面上,车长L=15m,现有质量m2=0.2kg可视为质点的物块,以水平向右的速度v0=2m/s从左端滑上小车,最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块35/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结与车面间的动摩擦因数μ=0.5,取g=10m/s2求物块在车面上滑行的时间t;要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车左端的速度v′0不超出多少。分析:(1)设物块与小车的共同速度为v,以水平向右为正方向,依据动量守恒定律有( )vmmvm2102+=①设物块与车面间的滑动摩擦力为F,对物块应用动量定理有022vmvmtF--=②其gmF2μ=③解得( )gmmvmt2101+=μ代入数据得s24.0=t(2)要使物块恰好不从车厢滑出,须物块到车面右端时与小车有共同的速度v′,则( )vmmvm'+='2102⑤由功能关系有( )gLmvmmvm22212036/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结22121μ+'+='⑥代入数据解得0v'=5m/s故要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车的速度v0′不可以超出5m/s。答案:(1)0.24s(2)5m/s热门关注:知识:功能关系、动能定理例2.滑块以速率v1靠惯性沿固定斜面由底端向上运动,当它回到出发点时速率为v2,且v2<v1若滑块向上运动的位移点为A,取斜面底端重力势能为零,则( )A.上升机遇械能减小,降落机遇械能增大。B.上升机遇械能减小,降落机遇械能也减小。C.上升过程动能和势能相等的地址在A点上方。D.上升过程动能和势能相等的地址在A点下方。分析:画出运动表示图如图示:(C为上升的最高点)37/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结O→C由动能定理F合S=1/2mv12=EK1A→C由动能定理F合S/2=1/2mvA2=EKA由功能关系得:EK1=1/2mv12=mgSsinθ+QA点的势能为EPA=1/2mgSsinθEKA=EK1/2EKA>EPA答案:BC2、知识网络考点:功能关系——功是能量转变的量度⑴重力所做的功等于重力势能的减少⑵电场力所做的功等于电势能的减少⑶弹簧的弹力所做的功等于弹性势能的减少⑷合外力所做的功等于动能的增添⑸只有重力和弹簧的弹力做功,机械能守恒⑹重力和弹簧的弹力之外的力所做的功等于机械能的增添WF=E2-E1=ΔE⑺战胜一对滑动摩擦力所做的净功等于机械能的减少E=S(ΔS为相对滑动的距离)⑻战胜安培力所做的功等于感觉电能的增添3、复习方案38/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结基础过关重难点:如何理解、应用匀变速直线运动规律的是个公式?例3.(理综全国卷Ⅱ20)假定地球、月球都静止不动,用火箭从地球沿地月连线发射一探测器。假定探测器在地球表面周边离开火箭。用W表示探测器从离开火箭处到月球的过程战胜地球引力做的功,用Ek表示探测器离开火箭时的动能,若不计空气阻力,则( )A.Ek一定大于或等于W,探测器才能到达月球B.Ek小于W,探测器也可能到达月球C.Ek=1/2W,探测器必定能到达月球D.Ek=1/2W,探测器必定不可以到达月球分析:设月球引力对探测器做的功为W1,依据动能定理可得:-W+W1=0-Ek,22依据rmmGF,可知,F地>F月,由W=Fs固然F是变力,但经过的距离相同,所以W>W1,Ek=W-W1<W故B选项正确。39/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结因为探测器在从地球到月球的过程,地球引力愈来愈小,此过程克服地球引力做的功为W,在从地球到达地月连线点的过程,探测器战胜地球引力做的功要远大于1/2W,而月球引力对探测器做的功很小,探测器的初动能若为1/2W,则到不了地月连线点速度即减为0,所以探测器必定不可以到达月球。D选项也正确。答案:BD典型例题:例4:质量为m的物体,从静止开始以3g/4的加速度竖直向下运动了h米,以下判断正确的选项是:( )物体的重力可能做负功物体的重力势能必定减少了3mgh/4物体的重力势能增添了mgh物体的机械能减少mgh/4答案:D例5.以以下图,弹簧下边挂一质量为m的物体,物体在竖直方向上作振幅为A的简谐运动,当物体振动到最高点时,弹簧正好为原长。则物体在振动过程( )A.物体在最低点时的弹力大小应为2mg40/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结弹簧的弹性势能和物体动能总和不变弹簧的最大弹性势能等于2mgA物体的最大动能应等于mgA答案:AC第5课时实验(6)考据机械能守恒定律1、高考解读真题品析知识:研究动能定理例1.(09年广东物理)15.(10分)某实验小组利用拉力传感器和速度传感器研究“动能定理”,如图12,他们将拉力传感器固定在小车上,用不行伸长的细线将其经过一个定滑轮与钩码相连,用41/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结拉力传感器记录小车遇到拉力的大小。在水平桌面上相距50.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器记录小车经过A、B时的速度大小。小车可以搁置砝码。实验主要步骤以下:①丈量________和拉力传感器的总质量M1;把细线的一端固定在拉力传感器上图12另一端经过定滑轮与钩码相连;正确连接所需电路;②将小车停在C点,__________,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力及小车经过A、B时的速度。③在小车增添砝码,或_______________,重复②的操作。(2)表1是他们测得的一组数据,其M是M1与小车砝码质量m之和,|v22-v242/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结1|是两个速度传感器记录速度的平方差,可以据此计算出动能变化量△E,F是拉力传感器遇到的拉力,W是F在A、B间所作的功。表格△E3=__________,W3=________.(结果保留三位有效数字)依据表1,请在图13的方格纸上作出△E-W图线。表1数据记录表43/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结分析:(1)略;(2)由各组数据可见规律21222vvmE-=?,可得△E3=0.600;观察F-W数据规律可得数值上W=F/2=0.610;在方格纸上作出△E-W图线以以下图答案:(1)①小车、砝码②而后开释小车③减少砝码?W(2)0.6000.610热门关注知识:考据机械能守恒定律例2.(08年高考江苏卷物理)11.(10分)某同学利用以以下图的实验装置考据机械能守恒定律.弧形轨道尾端水平,离地面的高度为H,将钢球从轨道的不一样高度h处静止开释,钢球的落点距轨道尾端的水平距离为s.(1)若轨道完好圆滑,s2与h的理论关系应满足s244/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结(用H、h表示).该同学经实验丈量获取一组数据,以下表所示:请在座标纸上作出s2—h关系图.比较实验结果与理论计算获取的s2—h关系图线(图已画出),自同一高度静止开释的钢球,水平抛出的速率(填“小于”或“大于”)45/51高一物理机械能及其守恒定律知识点归纳总结(4)从s2—h关系图线分析得出钢球水平抛出的速率差十分明显,你以为造成上述偏差的可能原由是。答案:(1)4Hh(2)(见右图),⑶小于摩擦,转动(回答任一即可)2、知识网络考点1.考据机械能守恒定律一、实