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第七章 机械能守恒定律 章末复习导学案


第七章 机械能守恒定律 章末复习
【类型一】功与动能定理 旧知链接:

1.

(动、 阻) 力对物体做正功,

(动、 阻) 力对物体做负功。 圆周运动的向心力 的过程。

功。

2.功是力在
3.弹力力做功引起 引起

上的积累。做功的

过程也是能量
能的改变;重力力做功引起

能的改变;重力、系统内弹力以外的力做功 能的增加。 )

能的改变;合外力力做功引起

能的改变;滑动摩擦力做功会伴随

例 1 如图所示,质量为 m 的物块始终固定在倾角为 θ 的斜面上,下列说法中正确的是( A.若斜面向右匀速移动距离 s,斜面对物块没有做功 B.若斜面向上匀速移动距离 s,斜面对物块做功 mgs C.若斜面向左以加速度 a 移动距离 s,斜面对物块做功 mas D.若斜面向下以加速度 a 移动距离 s,斜面对物块做功 m(g+a)s

例 2 如图所示,质量 m=1 kg 的木块静止在高 h=1.2 m 的平台上,木块与平台间的动摩擦因数 μ=0.28,用水平 推力 F=20 N,使木块产生位移 5m 时到达桌子边缘后飞出平台, 不记空气阻力,求木块落地时速度的大小及在运动过程中由于摩擦 而产生的热量?(取 g=10m/s2)

【类型二】功率与两种启动方式 旧知链接: 1.平均功率:公式: 2.瞬时功率:公式: 3.动能定理内容: 单位: 单位: 意义:反映 意义:反映 的物理量。 的物理量。 。

例题 3 在同一高度,把三个质量相同的球 A、 B、C 分别以相等的速率竖直上抛、竖直下抛和平抛,则它们落到 同一水平地面前的瞬间,三个球的动能分别为 EKA、EKB、EKC、重力的做功的功率分别为 PA、PB、PC, 、则它们 的大小关系为 ( ) B.EKA>EKB>EKC,PA=PB=PC D.WA=WB>WC,PA>PB>PC

A.EKA=EKB=EKC,PA=PB>PC C.WA>WB=WC,PB>PC>PA
3

例题 4 质量为 m=5× 10 kg 的汽车在水平公路上行驶,阻力是车重的 0.1 倍.汽车的额定功率为 60KW,从静止 开始以 1 m/s2 的加速度匀加速行驶后再变加速度运动,(g 取 10 m/s2)求: (1)汽车做匀加速运动的时间。 (2)当汽车达到额定功率后,再经过 8s 达到最大运行速度,求整个加速过程中汽车克服阻力做的功。 (3)整个加速启动过程中汽车行驶的距离是多大?

【类型三】机械能守恒定律与能量守恒定律 旧知链接: 1.机械能守恒定律 (1)内容: (2)守恒条件:①只有 (3)表达式: 力做功 ② 力做功为零。

2.能量守恒定律
(1)内容: (2)表达式:

例题 5 如图(甲)所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0 时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高 度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后下落, 如此反复. 通过安装在弹簧下端的压力传感器, 测出这一过程弹簧弹力 F 随时间 t 变化的图象如图(乙)所示, 则………………………………………( A.t1 时刻小球动能最大 B.t2 时刻小球动能最大 C.t2~t3 这段时间内,小球的动能先增加后减少 D.t2~t3 这段时间内,小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能 例题 6 如图所示,一质量为 m 的滑块从高为 h 的光滑圆弧形槽的顶端 A 处无初速度地滑下,槽的底端与静止在
光滑水平面一长为 l 的木板 B 相切,长板与滑块间的动摩擦因数为μ,质量为 M,经过一段时间滑块从木板上滑 下,此时滑块的速度为 v,若重力加速度为 g,求该过程中产生的热量及木板最终的速度。

)

【类型四】实验探究:验证机械能守恒定律

例题 7 利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置示意如图下所示:
(1)实验步骤: ①将气垫导轨放在水平面上,桌面高度不低于 1 m, 将导轨调至水平; ②用游标卡尺测量挡光条的宽度为 l=9.30 mm. ③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离 s = ______ cm ④将滑块移至光电门 1 左侧某处,待砝码静止不动 时,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已能过光电门 2; ⑤从数字计时器(图中未画出)上分别读出挡光条通过光电门 1 和光电门 2 所用的时间 Δt1 和 Δt2; ⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量 M,再称出托盘和砝码的总质量 m.

(2)用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式; ①滑块通过光电门 1 和光电门 2 时瞬时速度分别为 v1=________和 v2=________. ②当滑块通过光电门 1 和光电门 2 时, 系统(包括滑块、 挡光条、 托盘和砝码)的总动能分别为 Ek1=________ 和 Ek2=________. ③在滑块从光电门 1 运动到光电门 2 的过程中,系统势能的减少量 ΔEp=________(重力加速度为 g). (3)如果 ΔEp=________,则可认为验证了机械能守恒定律.

练习:
1.如图所示在外力作用下某质点运动的 v-t 图象为正弦曲线.从图中可以判断( A.在 0~t1 时间内,外力做正功 B.在 0~t1 时间内,外力的功率逐渐增大 C.在 t2 时刻,外力的功率最大 D.在 t1~t3 时间内,外力做的总功为零 2.质量为 m 的物体,在距地面 h 高处以 g/4 的加速度由静止开始竖直下落到地面,下列说法正确的是( 1 A.物体的重力势能减少了 mgh B.物体的机械能减少了 3mgh/4 2 C.物体的动能增加了 mgh/4 D.重力对物体做功 mgh ) )

3.物体放在水平面上,受到的水平拉力 F 随时间 t 变化的图象如图甲所示,物体受力后的运动速度 v 随时间 t 变 化的图象如图乙所示.在整个过程中,下列说法正确的是( A.拉力做功为 40 J B.物体克服摩擦力做功为 16 J C.合力做功为 24 J D.以上结果都不对 )

4.如图所示,一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮,绳两端各系一小球 a 和 b,a 球质量为 m,静置 于地面;b 球质量为 3m,用手托住,离地高度为 h,此时轻绳刚好拉紧,从静止开始释放 b 后,到 a 上升到最大 高度的过程中,下列说法正确的是( )

A.在 b 球落地前,a 球机械能减小,b 球机械能增加。 B.在 b 球落地前,a、b 两球组成的系统机械能守恒。 C.在 b 球落地后,a 球机械能守恒 D.在整个过程中,a、b 两球组成的系统机械能守恒。 5.从地面竖直向上抛出一个质量为 m 的小球,小球上升的最大高度为 H.设上升过程中空气阻力 Ff 恒定.在小球 从抛出到上升至最高处的过程中,下列判断正确的是( A.小球的动能减少 mgH C.小球的机械能减少 FfH )

B.小球的动能减少 FfH D.小球的机械能减少(mg+Ff)H

6.如图 2 所示为半径分别为 r 和 R(r<R)的光滑半圆形槽,其圆心 O1、O2 均在同一水平面上,质量相等的两 物体分别自两半圆形槽左边缘的 最高点无初速地释放,在下滑过程中两物体( A.经最低点时动能相等 B.均能达到半圆形槽右边缘最高点 C.机械能总是相等的 D.到达最低点时对轨道的压力大小相等 )

7.两质量相同的小球 A、B 用线悬在等高的 O1、O2 点,A 球的悬线比 B 球长.把两球的悬线均拉到水平后将小 球无初速释放,则在此过程中(以悬点为零势能点) ………( A. .到达最低点时 A、B 两球的机械能相等 B.到达最低点时 A 球减少的重力势能大于 B 球减少的重力势能 C.到达最低点时 A 球增加的动能大于 B 球增加的动能 D.到达最低点时绳子张力大小相等 8. 某滑板爱好者在离地 h=1.8m 高的平台上滑行,水平离开 A 点后落在水平地面上的 B 点,其水平位移 )

s1=3.6m. 着地时由于存在能量损失, 着地后速度变为 v=4m/s, 并以此为初速度沿水平地面滑行 s2=8m. 后停止. 已
知人与滑板的总质量 m=60kg.试求: (1)人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力的大小 (2)人与滑板离开平台时的水平初速度大小。(空气阻力忽略不计,g=10m/s ).
2

9.半径 R=20cm 的竖直放置的圆轨道与平直轨道相连接,如图所示。质量 m=50g 的小球 A 以一定的初速度由直轨 道向左运动,并沿圆轨道的内壁冲上去。如果球 A 经过 N 点时速度 v1=4m/s,球 A 经过轨道最高点 M 时对轨道的 压力为 0.5N,取 g=10m/s ,求: (1)小球落地点 P 与 N 之间的距离? (2)小球从 N 运动到 M 这一段过程中克服阻力做的功?
2


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