2022年高考物理專題復(fù)習(xí) 機(jī)械能學(xué)案

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1、2022年高考物理專題復(fù)習(xí) 機(jī)械能學(xué)案【知識(shí)網(wǎng)絡(luò)】【知識(shí)要點(diǎn)精講】一、功功是力的空間積累效應(yīng)。它和位移相對(duì)應(yīng)(也和時(shí)間相對(duì)應(yīng))。計(jì)算功的方法有兩種:1、按照定義求功。即:W=Fscos。功等于恒力和沿該恒力方向上的位移的乘積。2、用動(dòng)能定理W=Ek或功能關(guān)系求功。當(dāng)F為變力時(shí),高中階段往往考慮用這種方法求功。二、 應(yīng)用動(dòng)能定理解題的步驟(1)確定研究對(duì)象和研究過(guò)程。(2)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析。(研究對(duì)象以外的物體施于研究對(duì)象的力都要分析。(3)寫出該過(guò)程中合外力做的功,或分別寫出各個(gè)力做的功(注意功的正負(fù))。(4)寫出物體的初、末動(dòng)能。 (5)按照動(dòng)能定理列式求解。三、機(jī)械能守恒定律1機(jī)械能

2、守恒定律的表述:在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi),動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化,而總的機(jī)械能保持不變。2對(duì)機(jī)械能守恒定律的理解:(1)機(jī)械能守恒定律的研究對(duì)象一定是系統(tǒng),至少包括地球在內(nèi)。(2)當(dāng)研究對(duì)象(除地球以外)只有一個(gè)物體時(shí),往往根據(jù)是否“只有重力做功”來(lái)判定機(jī)械能是否守恒;當(dāng)研究對(duì)象(除地球以外)由多個(gè)物體組成時(shí),往往根據(jù)是否“沒(méi)有摩擦和介質(zhì)阻力”來(lái)判定機(jī)械能是否守恒。(3)“只有重力做功”不等于“只受重力作用”。在該過(guò)程中,物體可以受其它力的作用,只要這些力不做功,或所做功的代數(shù)和為零,就可以認(rèn)為是“只有重力做功”。3.機(jī)械能守恒定律的各種表達(dá)形式(1),即;(2); 五.功能關(guān)系物體動(dòng)

3、能的變化量由外力做的總功來(lái)量度:W外=Ek,這就是動(dòng)能定理。物體重力勢(shì)能的變化量由重力做的功來(lái)量度:WG= -EP,這就是勢(shì)能定理。物體機(jī)械能的變化量由重力以外的其他力做的功來(lái)量度:W其它=E機(jī)?!纠C題】1.(功的概念)如圖所示,小物塊位于光滑的斜面上,斜面位于光滑的水平地面上,從地面上看,在小物塊沿斜面下滑的過(guò)程中,斜面對(duì)小物塊的作用力( )A. 垂直于接觸面,做功為零B. 垂直于接觸面,做功不為零C. 不垂直于接觸面,做功為零D. 不垂直于接觸面,做功不為零。2.(汽車的功率)卡車在平直公路上從靜止開(kāi)始加速行駛,經(jīng)時(shí)間t前進(jìn)距離s,速度達(dá)到最大值vm。設(shè)此過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)功率恒為P,卡車所受

4、阻力為f,則這段時(shí)間內(nèi),發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功為( )APt Bfs CPt+fs Dfvmt3(功和功率的概念)同一恒力按同樣方式施于物體上,使它分別沿著粗糙水平地面和光滑水平地面移動(dòng)相同一段距離時(shí),恒力的功和平均功率分別為、和、,則二者的關(guān)系是( )A、 B、C、 D、4(物體對(duì)物體做功)如圖所示,質(zhì)量為m的物塊,始終固定在傾角為的斜面上,下面說(shuō)法中正確的是( )m若斜面向左勻速移動(dòng)距離s,斜面對(duì)物塊沒(méi)有做功若斜面向上勻速移動(dòng)距離s,斜面對(duì)物塊做功mgs若斜面向左以加速度a移動(dòng)距離s,斜面對(duì)物塊做功mas若斜面向下以加速度a移動(dòng)距離s,斜面對(duì)物塊做功m(g+a)sABCD5. 如圖甲所示,滑輪質(zhì)量

5、、摩擦均不計(jì),質(zhì)量為2kg的物體在F作用下由靜止開(kāi)始向上做勻加速運(yùn)動(dòng),其速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示,由此可知( )(g取10m/s2)A 物體加速度大小為2 m/s2 B F的大小為21NC 4s末F的功率大小為42W D 4s內(nèi)F做功的平均功率為42WLSLs6.(子彈打木塊問(wèn)題).如圖所示,質(zhì)量為M的木塊放在光滑的水平面上,質(zhì)量為m的子彈以速度v0沿水平射中木塊,并最終留在木塊中與木塊一起以速度v運(yùn)動(dòng).已知當(dāng)子彈相對(duì)木塊靜止時(shí),木塊前進(jìn)距離L,子彈進(jìn)入木塊的深度為s.若木塊對(duì)子彈的阻力Ff視為恒定,則下列關(guān)系式中正確的是A.FfL=Mv2 B.Ff s=mv2C.Ff s=mv02(M

6、m)v2 D.Ff(Ls)=mv02mv27.(機(jī)械能守恒定律).將一物體以速度v從地面豎直上拋,當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)到某高度時(shí),他的動(dòng)能恰為重力勢(shì)能的一半,不計(jì)空氣阻力,則這個(gè)高度為A.v2/g B.v2/2g C.v2/3g D.v2/4g8.(功能關(guān)系) 質(zhì)量為m的物體在豎直向上的恒力F作用下減速上升了H,在這個(gè)過(guò)程中,下列說(shuō)法中正確的有A.物體的重力勢(shì)能增加了mgH B.物體的動(dòng)能減少了FHC.物體的機(jī)械能增加了FH D.物體重力勢(shì)能的增加小于動(dòng)能的減少二計(jì)算題9. 如圖所示,質(zhì)量為m的小球用長(zhǎng)L的細(xì)線懸掛而靜止在豎直位置。在下列三種情況下,分別用水平拉力F將小球拉到細(xì)線與豎直方向成角的位置。在

7、此過(guò)程中,拉力F做的功各是多少?LmF用F緩慢地拉;F為恒力;若F為恒力,而且拉到該位置時(shí)小球的速度剛好為零。10. 質(zhì)量為m、額定功率為P的汽車在平直公路上行駛。若汽車行駛時(shí)所受阻力大小不變,并以額定功率行駛,汽車最大速度為v1,當(dāng)汽車以速率v2(v2v1)行駛時(shí),它的加速度是多少?11.將小球以初速度v0豎直上拋,在不計(jì)空氣阻力的理想狀況下,小球?qū)⑸仙侥骋蛔畲蟾叨?。由于有空氣阻力,小球?qū)嶋H上升的最大高度只有該理想高度的80%。設(shè)空氣阻力大小恒定,求小球落回拋出點(diǎn)時(shí)的速度大小v。12.總質(zhì)量為M的列車,沿水平直線軌道勻速前進(jìn),其末節(jié)車廂質(zhì)量為m,中途脫節(jié),司機(jī)發(fā)覺(jué)時(shí),機(jī)車已行駛L的距離,于

8、是立即關(guān)閉油門,除去牽引力。設(shè)運(yùn)動(dòng)的阻力與質(zhì)量成正比,機(jī)車的牽引力是恒定的。當(dāng)列車的兩部分都停止時(shí),它們的距離是多少?例證題參考答案一. 選擇題1.B 2.AD 3.B 4.A 5.C 6.ACD 7.C 8.AC 二. 計(jì)算題9. 解析:若用F緩慢地拉,則顯然F為變力,只能用動(dòng)能定理求解。F做的功等于該過(guò)程克服重力做的功。W=若F為恒力,則可以直接按定義求功。W=若F為恒力,而且拉到該位置時(shí)小球的速度剛好為零,那么按定義直接求功和按動(dòng)能定理求功都是正確的。W= 或W=。10. 解:速度最大時(shí),牽引力最小,在數(shù)值上等于阻力。所以,以速率v2運(yùn)動(dòng)時(shí),由牛頓第二定律有: F-f=ma其中, 得 11. vv /fGGf解:有空氣阻力和無(wú)空氣阻力兩種情況下分別在上升過(guò)程對(duì)小球用動(dòng)能定理: 和,可得H=v02/2g,再以小球?yàn)閷?duì)象,在有空氣阻力的情況下對(duì)上升和下落的全過(guò)程用動(dòng)能定理。全過(guò)程重力做的功為零,所以有:,解得點(diǎn)評(píng):從本題可以看出:根據(jù)題意靈活地選取研究過(guò)程可以使問(wèn)題變得簡(jiǎn)單。有時(shí)取全過(guò)程簡(jiǎn)單;有時(shí)則取某一階段簡(jiǎn)單。原則是盡量使做功的力減少,各個(gè)力的功計(jì)算方便;或使初、末動(dòng)能等于零。12. 解:此題用動(dòng)能定理求解。對(duì)車頭,脫鉤后的全過(guò)程用動(dòng)能定理得: 對(duì)車尾,脫鉤后用動(dòng)能定理得:而,由于原來(lái)列車是勻速前進(jìn)的,所以F=kMg由以上方程解得。

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