2023年高中物理学业水平测试复习资料专题机械能和能源.doc

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，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WF·s·cos .(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)90°<180°小试身手1如图所示，将滑块置于固定粗糙斜面上，释放后沿斜面加速下滑，在下滑过程中()A重力对滑块做负功B摩擦力对滑块做负功C合外力对滑块不做功D斜面对滑块支持力做正功解析：滑块下滑过程受重力、支持力、摩擦力等三个力作用，其中支持力与运动方向垂直，不做功，摩擦力与运动方向相反，做负功，重力与运动方向夹角不大于90°，做正功，A、D选项错，B选项对；由于滑块沿斜面加速下滑，合力方向沿斜面向下，合力做正功，C选项错答案：B2重为100 N物体在光滑水平面上匀速移动80 m，则重力对物体做功是多少？() A100 JB80 J C0 J D8 000 J2解析：力对物体做功，必要有力作用在物体上，且物体在力方向上发生位移假如有作用力，但在力方向上没发生位移，或者不受作用力，物体静止或匀速直线运动，都没有力对物体做功重力方向竖直向下，在竖直方向上物体没有发生位移，重力对物体做功是0 J.答案：C办法归纳1做功必要明确是哪个力对哪个物体做功2WFscos 式中，F是力大小，s是位移大小，是力与位移夹角并理解正功、负功含义3功正负并不表达大小考点2 1功率含义：物体所做功W与完毕这些功所用时间t_叫做功率，用P表达，即_2单位：_，用符号W表达，1 W1 J/s.3性质：标量4物理意义：表达物体做功_5瞬时功率：相应_功率叫做瞬时功率瞬时功率P与力F、瞬时速度v关系：_，其中表达F与v夹角当力F与受力物体速度v在同始终线上时，瞬时功率P_当物体做匀速直线运动时，平均功率与瞬时功率大小相等考点21比值P2瓦特4.快慢5某个时刻PF·vcos F·v小试身手3关于功率和功率单位，下列说法对的是()A物体做功越快，功率越大B物体做功越多功率一定越大C在国际单位制中，功率单位是牛顿D在国际单位制中，功率单位是焦耳3A4如图所示，位于光滑水平面上物体A质量m5 kg，在F10 N水平拉力作用下从静止开始向右运动，位移为s36 m时撤去拉力F.则力F对物体做功平均功率为(取g10 m/s2)() A60 W B360 WC120 W D240 W4解析：力F做功WFs360 J， 物体加速度a2 m/s2，由sat2 得时间t6 s，平均功率P60 W.答案：A办法归纳1理解功率概念，懂得功率是表达做功快慢2对功率一定要明确是哪个力在哪段时间做功功率(平均功率)或哪个时刻功率(瞬时功率)3公式P.普通用来求平均功率，恒力做功平均功率可用F·来求，瞬时功率只能用PF·v求考点3 1额定功率与实际功率(1)额定功率：发动机铭牌上额定功率，指是该发动机正常工作时最大输出功率(2)实际功率：发动机输出功率不是任何时刻都等于额定功率，可在零到额定功率范畴内变化(3)汽车发动机额定功率是牵引力功率，而不是合外力功率在PFv中，F指是牵引力2机车在额定功率下启动：机车在保持输出功率P(额定功率)不变状况下做加速运动过程，由公式PFv和Ffma可知，当v增长时，F减小，a减小，当Ff时，a0，v达成最大值，此时速度vm.3机车以恒定加速度启动：机车以恒定加速度启动，即机车做匀加速运动，由公式PFv知，当v增大时，P也增大，但P有最大值，这个最大值就是额定功率，当功率达成最大值后，将保持功率不变而继续加速到a0时，速度达成最大值vm.小试身手5拖拉机耕地时普通比在道路上行驶时速度慢，这样做目是()A节约燃料B提高柴油机功率C提高传动机械效率D增大拖拉机牵引力5D6关于汽车在水平路面上运动，下列说法中对的是()A汽车启动后以额定功率行驶，在速度未达成最大此前，加速度在不断增大B汽车启动后以额定功率行驶，在速度未达成最大此前，牵引力应是不断增大C汽车以最大速度行驶后，若要减小最大速度，可减小牵引功率行驶D汽车以最大速度行驶后，若再减小阻力，最大速度一定减小6解析：以额定功率行驶时；只能通过减小牵引力，做加速度逐渐减小加速运动，直到Ff，a0，vm，由此可知选项A错误，选项B也错误；当汽车以最大速度运营时，Ff，在相似路面状况下，速度由功率决定，因而要减小最大速度，可以通过减小牵引功率来完毕，选项C对的；若减小阻力，则其最大运营速度还会增大答案：C办法归纳1当汽车速度最大时，a0，牵引力等于阻力，合外力为零2两种启动方式最佳能结合图象来理解考点4 1定义：物体由于_而具有能量叫做动能2计算公式：_国际单位：_3阐明：(1)动能只有_，没有_，是个标量计算公式中v是物体运动速度大小动能恒为正值(2)动能具有相对性，计算公式中v普通取_为参照系考点41运动2Ekmv2焦(J)3(1)大小方向(2)地面小试身手7某同窗将质量为3 kg铅球，以8 m/s速度投出，铅球在出手时动能是()A12 JB24 JC96 J D192 J7C办法归纳动能是一种状态量，同一物体在不同步刻动能由该时刻速度大小决定，速度大小不同，动能就不同考点5 1内容：合外力对物体做功等于物体_2表达式：_3对动能定理理解：(1)W合是所有外力对物体做总功：可以求出合外力，再求合外力做功；求出各个外力做功，再求各个外力做功代数和(2)合外力做功与物体动能变化关系：当W合>0时，则Ek2>Ek1，即合外力做正功，物体动能增长；当W合<0时，则Ek2<Ek1，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，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71零2Epmgh3(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；(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