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1、高中物理学业水平测试复习资料(9-7)专项七机械能和能源考试内容复习指南1.功和功率()2动能、动能定理及其应用()3重力做功与重力势能()4机械能守恒定律及其应用()5能量转化和守恒定律()6实验五:探究动能定理7实验六:验证机械能守恒定律本专项备考有如下几种方面:(1)判断力与否做功,是做正功还是负功;(2)比较做功快慢;(3)重力做功与重力势能变化间关系;(4)动能定理应用;(5)功能关系应用;(6)机械能守恒判断及应用,实验复习时要注意理论联系实际,针对性强.考点11概念:物体受到力作用,并在力方向上_,就叫做力对物体做了功2做功两个不可缺少因素_和_3功计算公式:_,公式中F 为恒力
2、,s是物体运动位移,是恒力F与位移s方向之间夹角国际单位:焦耳(J)4功正负:功计算公式WFscos .(1)当_时,cos 0,力对物体不做功(2)当_时,cos 0,力对物体做正功,表达动力对物体做功(3)当_时,cos 0,力对物体做负功,表达阻力对物体做功,也叫物体克服此力做功5功计算(1)恒力功:直接运用WFscos 来计算,变力功可用动能定理或功能关系计算(2)求总功两种办法:其一是先求合力再求功,即W合F合scos ;其二是先求各力功再求各力功代数和,即:W合W1W2W3.考点11产生了位移2力力方向上位移3WFscos 4(1)90(2)90(3)900时,则Ek2Ek1,即合
3、外力做正功,物体动能增长;当W合0时,则Ek2Ek1,即合外力做负功,物体动能减小考点51动能增量2W合Ek小试身手8一质量为2 kg物体在外力作用下,由静止开始做直线运动,到达某点时速度为2 m/s,在此过程中外力对物体做功是()A2 J B4 JC8 J D16 J8B9一物体做变速运动时,运动状态发生变化,下列说法对的是()A合外力一定对物体做功,使物体动能变化B合外力一定对物体做功,但物体动能也许不变C合外力也许对物体做功,但物体动能不变化D合外力也许对物体做功,使物体动能变化9解析:变速运动可以只是速度方向变,而速度大小不变,此时,合外力不做功,动能不变化;假如变速运动速度大小变化,
4、动能就变化,则合外力对物体做功D对的答案:D办法归纳应用动能定理普通环节:1明确研究对象及所研究物理过程2对研究对象进行受力分析,并拟定各力所做功,并求出总功(代数和)3拟定始末状态动能,并依照动能定理列方程:W总WktWk0.4求解方程、分析成果考点6 一、实验器材打点计时器,电源,导线,开关,纸带,细绳,刻度尺,复写纸片,重物,刻度尺,铁架台(带铁夹)二、实验原理用打点计时器和纸带记录下重物做匀加速运动状况如图所示通过测量和计算可以得到小车从0点到2、3、4、5点距离,及在2、3、4、5点瞬时速度 三、数据解决办法(图象法)从打下0点到打下2、3、4、5点过程中,合外力F(等于重物重力)对
5、重物做功W等于物体动能变化Ek,可由下式计算:mgsmv2.动能定理即被验证小试身手10在探究动能定理实验中,作出Wv曲线如图所示,应为()10解析:由于Wmv2,因此B对的答案:B11在“探究动能定理”实验中小车会受到阻力作用,可以使木板倾斜作为补偿,下面操作对的是()A使拖着纸带小车由静止释放,小车不下滑即可B使拖着纸带小车由静止释放,小车能下滑即可C沿木板向下推一下带纸带小车,放手后打点计时器在纸带上打下点距均匀即可D以上说法都不对11解析:上述做法事实上是平衡摩擦力,选项C对的答案:C办法归纳对实验目、实验器材、实验原理、实验环节及数据解决要彻底理解并熟记考点7 1零势面:假如物体在某
6、一水平面上重力势能被设为_,该水平面就是零势面2重力势能:由物体位置高度决定能量称为重力势能,表达式为:_(h为相对参照平面高度,由此可知重力势能具有相对性),重力势能是标量,但有正、负,其正负值与零势面选用关于3重力做功与重力势能变化关系(1)重力做功特点;与途径_关,只与运动物体初、末位置高度差关于(2)重力做功与重力势能变化关系:_,即重力做功与重力势能变化量相等(3)结论:重力做正功时,重力势能减少,减少重力势能等于重力所做功物体克服重力做功(即重力做负功)时,重力势能增长,增长重力势能等于物体克服重力所做功4弹性势能:发生弹性形变物体具有与其形变量关于能量,就是弹性势能考点71零2E
7、pmgh3(1)无(2)WGEp1Ep2小试身手12质量为m物体,在距地面h高处以加速度由静止竖直下落到地面,下列说法中对的是() A物体重力势能减少mgh B物体机械能减少mgh C物体动能增长mgh D重力做功mgh12解析:题目中重力势能减少多少,重力就做了多少功;阻力做多少功,机械能就减少多少;合外力做多少功,动能就增长多少故选BCD.答案:BCD13一质量为m木块放在地面上,用一根轻弹簧连着木块,如图所示,用恒力F拉弹簧,使木块离开地面,假如力F作用点向上移动距离为h,则()A木块重力势能增长了FhB木块机械能增长了FhC拉力做功为FhD木块动能增长了Fh13. 解析:虽然力F作用点
8、向上移动距离为h,但木块并没有上升高h,拉力F做功Fh转化为三某些,弹簧弹性势能,木块重力势能和木块动能故选C.答案:C办法归纳物体重力势能发生变化必要通过重力做功来实现重力做功与途径无关,只与始末位置高度差关于考点8 1内容:在只有_或弹簧弹力做功情形下,物体动能和势能发生互相转化,而总机械能_,这叫机械能守恒定律2表达式:mgh1mvmgh2mv或Ep1Ek1Ep2Ek2.1重力做功保持不变 小试身手14如图所示,小明分别沿甲、乙两个光滑滑梯从同一高度由静止下滑究竟端,在此过程中()A重力做功不同 B机械能不守恒C动能增长量不同 D重力势能减少量相似14解析:小明沿甲、乙两个光滑滑梯下落过
9、程,下落高度相似,都只有重力做功,且重力做功相似,故机械能守恒;重力势能减小相似,动能增量等于重力势能减小,因此动能增量相似D选项对的答案:D15关于机械能守恒,下列说法中错误是()A物体机械能守恒时,一定只受到重力和弹力作用B物体处在平衡状态时机械能一定守恒C在重力势能和动能转化中,物体除受重力外还受其她力时,其机械能可以守恒D物体重力势能和动能之和增大时,必然是有重力以外力对它做了功15解析:物体机械能守恒时也可以受到其她力,只要其她力不做功或其她力做功代数和为零,A错;平衡状态下也许有其她力做功且不为零,B错故选AB.答案:AB办法归纳1判断物体机械能与否守恒办法(1)运用机械能定义判断
10、;(2)用做功来判断;(3)用能量转化来判断:若物体系统中只有动能和势能互相转化而无其她形式能产生,则物体系统机械能守恒2应用机械能守恒定律解题环节(1)明确研究对象是哪一种物体;(2)分析研究对象在运动过程中受力状况,判断研究对象在运动过程中机械能与否守恒;(3)选用参照面(零势面),拟定研究对象在运动过程初、末状态机械能;(4)依照机械能守恒定律列方程,求解,并检查成果与否合理考点9 一、实验器材打点计时器、交流电源、纸带、复写纸片、重物、刻度尺、铁架台(带铁夹)、导线两根二、实验原理当物体自由下落时,只有重力做功,物体重力势能和动能互相转化,机械能守恒若某一时刻物体下落瞬时速度为v,下落
11、高度为h,则应有:mghmv2,借助打点计时器,测出重物某时刻下落高度h和该时刻瞬时速度v,即可验证机械能与否守恒,实验装置如图所示测定第n点瞬时速度办法是:测出第n点相邻前、后两段相等时间T内下落距离sn和sn1,由公式vn,或由vn算出,如图所示三、数据解决计算纸带上某个点速度v及距离初始点高度h,看与否满足动能定理mghmv2.四、注意事项1实验中打点计时器安装,两纸带限位孔必要在同一竖直线上,以减少摩擦阻力2实验时,必要先接通电源,让打点计时器工作正常后才松手让纸带重锤下落3打点计时器必要接交流电源4重锤选取应是质量较大,从而使重力远不不大于下落过程中所受阻力,实现减小实验误差目5选用
12、纸带时应尽量挑第一、二点间距离接近2 mm纸带6计算下落高度时,都必要从起始点算起不能搞错,为了减小测量h相对误差,选用各个计数点要离起始点远某些,但纸带也不适当过长,有效长度可在60 cm80 cm内7由于实验规定第一种点相应重锤开始下落时刻,这就要尽量使每点是清楚小点,为此提起纸带手要保持不动,待接通电源,打点计时器正常工作后再松开纸带8测量长度时,都必要从起始点开始,只进行一次刻度对齐,读出各点高度,实现减少测量次数多而带来误差9实验中,只要验证gh与否等于即可,不用测重锤质量小试身手16在“验证机械能守恒定律”实验中,需直接测量物理量是 ()A重物质量B重力加速度C重物下落高度D与下落
13、高度相应重物瞬时速度16解析:实验中不需要测量重物质量和加速度,而重物瞬时速度是间接测量,只有重物下落高度需要直接测量答案:C17某位同窗做“验证机械能守恒定律”实验,下列操作环节中错误是()A把打点计时器固定在铁架台上,用导线连接到低压交流电源上B将连有重锤纸带穿过限位孔,将纸带和重锤提高到一定高度C先释放纸带,再接通电源D更换纸带,反复实验,依照记录解决数据17解析:应当先接通电源,然后再释放纸带答案:Ceq x(aal(办法归纳,理解实验原理是核心.动手做实验是保证.)考点10 eq avs4al( 能转化和守恒定律)1功和能关系:功是_量度,即“做了多少功,就有多少能量发生了转化”2能转化和守恒定律:能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,它只能从一种形式_为另一种形式或者从一种物体_到另一种物体上,在转化和转移过程中其_,这就是能转化和守恒定律3对定律理解 (1)某种形式能减少,一定存在其她形式能增长,且减少量和增长量相等;(2)某个物体能量减少,一定存在其她物体能量增长,且减少量和增长量相等这也是咱们应用能量守恒定律解决问题基本思绪考点101能量转化2转化转移总量不变小试身手18下列说法中对的是() A能就是功,功就是能