2022年高一物理期末总复习机械能.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 高一物理期末总复习机械能本章考查重点是：一 .功和功率；二 .动能定理；三 .机械能守恒定律一.功和功率 一功的运算方法：1.利用功的定义WFScos求力所做的功；此式只适用恒力的功；2.利用功率的公式求功PWtW=P t；此式主要用于求在一个功率不变力所做的功；3.利用动能定理求力所做的功；主要用于解决变力做的功；曲线运动中各力 做的功；在连续的多个过程中, 求各外力功的代数和； 解决抛出物体的瞬时做功的问题；利用动能定理将外力的复杂过程,示,使问题大为简化；转换为由受力物体的动能变化量来表例：如图 1 所示,质量为 m 的物体静止于倾角为

2、的斜面上,物体与斜面间的摩擦因数为 ,现在使斜面对右水平匀速移动距离 L,就摩擦力对物体做功为物体与斜面保持相对静止 2A.0 B. mgL cos C. mgLsin cos D. mgL sin cos分析：利用 W F S cos 公式分析问题时,要留意位移必需是相对地面、或静止、或做匀速运动的参照物；同时要留意摩擦力可做正功,负功或不做功；此题是静摩擦力做正功的实例；可分析：f 静= mg sin 方向沿斜面对上；物体随斜面匀速前进 L,实质是物体在静摩擦力做用下前进了 L ,静摩擦力做正功mgL sin cos ；即 D 正确；二能正确懂得功率的概念功率是表示物体做功快慢的物理量；对

3、功率的运算公式要着重懂得；1.功率 PWt是定义式,表示了在时间t 内的平均功率；2.功率 P=Fv 的适用条件是 F 与 v 方向相同；当 F 与 v 有夹角 ,应表达为P=Fvcos,v 用瞬时值时, P 为瞬时功率； v 为平均值时, P 为平均功率；该公式常用来运算瞬时功率；发动机的功率 P 是指牵引力 F 做功的功率；从 P=Fv 中可知,当发动机的功率肯定时牵引力 f 运动速度成反比；3.要区分额定功率即发动机在正常工作时答应输出的最大功率和输出功 F 与阻力 f率；当发动机输出功率等于额定功率,且物体在匀速运动时,牵引力大小相等,物体将达到最大速度,机额定功率的约束；vm=P/F

4、=P/f；物体达到的最大速度要受到发动例：质量 m=4 吨的卡车额定输出功率 P=80 马力,当它从静止动身开上坡度为 0.05即每行驶 100 米,上升 5 米的斜坡时, 坡路对卡车的摩擦力为车重的 0.1倍取 g=10斜坡足够长； 1 马力 =735 瓦 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 问： 1卡车能否保持牵引力为8000 牛不变而始终在坡路上行驶；2卡车在坡路上行驶时能达到的最大速度多大？这时牵引力多大？3如卡车用 4000 牛的牵引力以 12 米/秒的初速度上坡,当卡车到达坡顶时 速度为 4 米/秒,那么

5、卡车在这段路程中的最大功率为多大？平均功率多大？到 达坡顶的瞬时功率多大？解：如图 2,当 Fmgsin+f 时,卡车加速开上坡路秒且 ： aFmgsinf80004000100 050140001005 米 /m40002 由于额定功率的限制,在800 牛的牵引力作用下卡车的速度不能超过v = p 80 7357 35 米 / 秒 因 此 卡 车 在 坡 路 上 最 多 行 驶 ：F 80002 2v . 7 35 S 542 a 2 05所以超过 54 米,卡车就不能保持牵引力为 8000 牛不变；在坡路上行驶到速度为7.35米/秒时发动机的牵引力必需削减, 如连续以 0.5米/秒 2的加

6、速度做速度运动,输出功率就会超过额定功率；2从公式 P=Fv 可知,在卡车保持最大输出功率时,就 F 要最小,即牵引力等于总阻力时,卡车的最大速度；即 F=mgsin +f=6000 牛,v=80 7359 8. 米/6000秒3如卡车以 4000 牛牵引力,以 12 米/秒初速度上坡,由于牵引力小于总阻力,卡车在坡路上作匀速运动,在这段过程中,卡车的最大功率：P1=400012=48000瓦=65.3 马力； 平均功率： P2=4000 12+4/2=32000 瓦=43.5 马力；到达坡顶时瞬时功率： P3=4000 4=16000瓦=21.6 马力二.动能定理动力对物体做正功, 物体的动

7、能增加； 物体克服阻力做功, 即阻力对物体做负功,物体的动能削减；作用在物体上的力既有动力,又有阻力,那么这些力对物体做功的代数和便等于物体动能的变化量,可表示为 W 合=1 m v 22 1m v 212 21.动能定理只争论力作功造成的始末状态变化,而不追究全过程中运动性质和状态变化等, 对于求变力或曲线运动中为做功及复杂过程中的功能转换,动能定理都供应了便利；2名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2.应用动能定懂得题时,争论对象一般指某个物体；解题时第一对争论对象进行受力分析及在力作用下移动的位移,这个位移是以

8、地做参照物的； 其次确定该物体的始末态的动能； 从而用各力所做功的代数和来量度动能的变化量,列出方程；3.做功的过程是能量转化或转移的过程；动能定理表达式中“ 等号” 的意义是一种因果联系的数值上相等的符号,它只意味着功引起物体动能的变化；例图 3 所示为一条长轨道,其中AB 段是倾角为 的斜面, CD 段是水平的BC 是与 AB 和 DC 都相切的一小段圆弧,其长度可忽视不计；一质量为 m 的小滑块在 A 点从静止状态释放,沿轨道下滑；最终停在 D,现用一沿轨道方向的推力推滑块,使它缓慢地由D 点推回 A 点停下,设滑块与轨道间的摩擦因数为 ,就推力对滑块做的功等于A. mgh B. 2mg

9、h C.mg shcos D.mgsmghctg分析：物体在 A、D 两处静止,在 AB 、CD 两段来回运动所受摩擦力大小 不变,摩擦力做功相同, 故在 AD 和 DA 的两个过程中分别用动能定理求推 力做的功最为简便；AD：mghWf=0 DA：W推Wfmgh=0 可求出 W推=2mgh例：一质量为 M 的长木板,静止在光滑水平面上；一质量为 m 的小滑块以 水平速度 v0 从长木反的一端开头在木板上滑动,直到离开木板；滑块刚离开木 1 板时的速度为 3v0；如把此木板固定在水平桌面上,其它各件都不变,求滑块离 开木板时的速度 v；解：由于在利用动能定懂得题都是以地做参照物的,所以必需画个

10、草图, 弄 清长木板和木块都如何运动；如图 4,从图上可看出木板滑出距离为 s,木块就 滑出距离为 L+s；设：木板不固定时,滑块滑离木板时,木板获得的速度为 v 就依据动量守恒规律可知：名师归纳总结 m v01m v0Mv第 3 页,共 11 页3- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 由动能定理：对木板：fs1Mv22对滑块：解得： fLfLs 1 2m v021m v232084m1 2m v299M0fL设 木 板 固 定 时 , 滑 块 离 开 木 板 时 的 速 度 为v , 由 动 能 定 理 可 知1m v21m v2220将 fL 值代入,

11、可求出 vv014 m M3通过上题的解答,我们应当明确以下几点：1在应用动能定懂得题时,位移、速度都必需以地为参照物进行运算；2摩擦力既可做负功,也可以做正功；三.机械能守恒： EK 1EP 1EK2EP 2或E1=E2=恒量1.机械能守恒是对某争论的系统而言；2.机械能守恒是有条件的： 只有系统内的重力和弹力做功, 没有其它力做功；3.应用机械能守恒定律解题时,要弄清争论的是哪个物体系,确定争论的过 程,选定参考平面,确定零势能面；一般选物体运动的最低位置做参考平面；4.应用机械能守恒定律解题时,只需分析动能与势能转化的始末状态,不必 争论过程；例：如图 5 所示,质量均为 m 的小球 A

12、、B、C,用两条长为 L 的细绳相连；置于高为 h 的光滑水平桌面上 Lh,开头 A 球刚跨过桌边；如 A、B 相继下落后均不反弹,就 C 球离开桌边的速度的大小是；分析：在 A、B 相继落地过程中,绳子的拉力是变力,且分别对三个小球做 功,故该题只能用机械能守恒定律解；可通过三步进行分析： 一是抓住过程的关键状态, 弄清位置变化的几何关系,4名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 画出示意图,此题图如图5,图 6；二是选出被争论系统及其运动过程,如只有重力和弹力作用, 就系统机械能守恒； 此题选三个球及地球组成系统,只

13、有重力做功,系统机械能守恒；三 .确定零势能点,此题选地较为简洁；四 .正确分析系统始、末态的机械能,列出守恒方程；设 A 球着地时速度为 v1,如图 6,B 球着地时速度为 v2,如图 7 所示,从 A球开头释放到 A 球着地过程中, A、B、C 三小球与地组成的系统中,A 球削减的势能等于系统增加的动能,即 mgh= 123mv 1 2v1 2=2gh/3 B、C 球以 v1 为初速到 B 球着地过程中,对 B、C 球与地组成的系统,系统机械能守恒其初态：1 2 1 2E K 1 2 2 m v 1 E P 1 2 mgh 其末态 E K 2 2 2 m v 2 E P 2 mgh即：1

14、2 2 m v 1 22 mgh 2 2 1m v 22 mgh 将 v 21 代入可求出 v 2 53 gh第五章 机械振动和机械波本章考查重点是：一 .简谐振动；二 .单摆的振动周期；三 .波的图象；一.简谐振动1.回复力：简谐振动的定义式： F=kx 中 k 为比例常数, x 是以平稳位置为起点的位移,因此,简谐振动的回复力的特点是：大小与位移成正比、方向与位移相反,指向平稳位置；2.回复力可能是由一个物体供应,也可能是多个物体供应,并且不肯定只是弹力供应回复力,其它力也可能供应物体做简谐振动的回复力；3.简谐振动运动的特点：简谐振动的位移随时间做周期性变化、振动图象；其速度和加速度也随

15、时间作周期性变化；4.表示简谐振动的物理量：1振幅A ：表示振动的幅度和能量的物理量,即振动物体离开平稳位置的最大距离；2周期T和频率 f：表示振动快慢的物理量；5.简谐振动的能量：简谐振动是抱负化的振动,认为阻力为 0 的等幅振动,由于不受阻力, 振动之初外界供应应振动系统的机械能守恒,据动能量的大小与振幅有关,振幅越大,振动能量越大；6.简谐振动的图象：它是描述简谐振动的一种数字方法,它表示了同一振动质点在不同时刻的位移, 是一条正弦或余弦曲线； 从图象中可求出振幅, 周期和频率；例：一质点作简谐振动,其位移 在 t=4 秒时,质点的 x与时间 t的关系如图上所示,由图可知,名师归纳总结

16、- - - - - - -第 5 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1.速度为正最大,加速度为零；2.速度为负最大,加速度为零；3.速度为零,加速度为正最大；4.速度为零,加速度为负最大；分析：此题主要考查同学对简谐振动图象的懂得程度和运用才能；由图上可 看出,当在 4 秒时,振动质点在最大位移, 由于回复力与位移成正比, 方向相反,故加速度为负的最大；又因此时刻势能最大,动能为零,速度为零；由于 4为 正确；二.单摆的振动周期：1.单摆振动周期 T2l成立的条件：1摆线的伸长和质量小到忽视不计,g摆球的直径远小于摆线的长度；2.单摆的周期只与 g、l 有关,与

17、摆球质量、振幅等其它因素无关；在同一地点 g 相同 ,不同摆长的单摆周期与摆长平方根成正比；同一单摆,在不同的地方的周期与该地重力加速度的平方根成反比；例：有一挂钟,其摆锤的振动可看成单摆,在正常运动时,摇摆周期为 2秒,现因调不当使该钟每天快3 分,试求其摆长比正常摆长短了多少？解：钟走快,即为钟摆的振动频率大,设钟摆 n 次秒钟走一个格；精确的钟1 昼夜摇摆 N1=24 3600n=86400n次,现在钟一昼夜快 次数为： N2=86400+180n 3 分钟,所以一昼夜摇摆由于 T2l2 LT2g21f2g212g1 米；g2N因此L 2L 1N 186400 865802已知 T=2

18、秒的摆叫秒摆,其摆长为N2可求出 L 2=0.59厘米 得到 L1L2=0.41厘米 所以走得快的钟的摆长比精确钟的摆长短了 0.41 厘米；三.波的图象1.波的图象与振动图象的比较争论对象 坐标 图象的物理意 可直接读出的义 物理量纵坐标：质点位移 某质点在各个 振幅、同期、振 动 图某质点 横坐标：时间 时刻的位移；某时刻质点的象位移纵坐标：质点位移 某时刻,介质 振幅、波长、波 的 图 介 质 中 各 质横坐标：波传播的 中各质点的位 波传播的位移象 点位移 移 及传播方向2.求解有关波的图象问题,要从波的概念动身,考虑某时刻的波形图、质点的振动方向、 波的传播方向及三者间的相互影响和制

19、约关系,以及质点振动的周期性带来波形图的重复性,从而确定解答的单一性和多解性；例：如图 9 所示,为一列沿 x 轴正方向传播的机械横波在某时刻的图象,图上可看从6名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 出这列横波的振幅是米,波长是米, P 点处质点在此时刻的运动方向是；分析：从波形图上可直接读出振幅为0.04 米,波长为 2 米,判定 P 点处质点在此时刻的运动方向可用“ 波形推移法” 画出下时刻的波形图求解；如图 10所示,虚线为向前推动的波形图,可看出 P 点向上运动；例：如图 11 所示, a、b 是水平绳上的两点

20、,相距 42 厘米,一列正弦波沿绳传播,方向从 a 到 b,每当 a 点经过平稳位置向上运动时,b 点正好到达上方最大位移处,此波的波长可能是：1.168 厘米2.184 厘米3.56 厘米4.24 厘米分析：先据题意判定 ab 长与波长的关系； a 点在平稳位置且向上振动, b 点名师归纳总结 在正最大位移,通过分析可看出Sab为n3n=1、2、3 第 7 页,共 11 页4由此可代入 = S abk342k344- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 当 k=0 时最大 =56 厘米当 k=1 =24 厘米第六章分子动理论热和功本章重点：一 .阿伏伽德罗

21、常数；二 .分子间相互作用力；三 .能的转化和守恒定律一.阿伏伽德罗常数起着沟通宏观量和微观量之间的桥梁作用；描述分子性质的物理量为微观量,如分子体积 V 分,分子直径 d,分子间距 r,分子质量 m等；而物质密度 ,物质的质量 M,物质的摩尔体积 V摩等都是宏观量；它们之间的关系： m0=M/N A,体积 V 中的分子数 nvNAM,质量 m 千克中分子个数为 n=m N/M 例：以下哪组物理量可求出阿伏伽德罗常数 1.水的密度和水分子体积；2.水的摩尔质量和水分子的体积；3.水分子的体积和水分子的质量；4.水分子的质量和水的摩尔质量；分析：从 1 可表示 v 只能运算一个分子的质量从 2

22、可看出无法表示任何量m从 3 可看出 只能运算出水分子的密度vM只有 4 可算出阿伏伽德罗常数 N Am二.分子间的相互作用力 分子间存在着相互作用的引力和斥力,合力；留意懂得：实际表现出的分子力是引力和斥力的1f引与 f斥都与分子间距离 r 有关,它们都随 r 的减小而增大, 又随 r 的增大 而减小,不过 f 斥变化要比 f 引更显著；故在 r=r01010米时,分子力 F=0；rr0,F 显斥力； rr0,F 显引力；2当 r10r0时, F0；3不仅同类分子间有相互作用力,不同物质的分子间也有相互作用力；例：用 r 表示两个分子间的距离, EP 表示两个分子相互作用的势能,当r=r0时

23、两分子间斥力等于引力,设两分子间距很远时EP=0 就： 1.当 r0r10r0 时, EP随 r 的增大而增加；而增加；3.当 r=r0 时 EP 最小；2.当 rr0 时, EP随 r 减小 4.当 r=r0时, EP=0 分析：由分子力和分了势能变化规律可知,当 rr0 时,分子间的引力大于斥力,分子间相互吸引,r 增大,分子克服引力做功,EP 增加；因此 1 是对的；当 rr0时,分子间引力小于斥力,分子相互排斥,r 减小,分子克服斥力做功, EP也要增加；因此 2 也是正确的；由于分子势能的大小是相对的,选取分子间距很远时 EP=0,就 r=r0时 EP最小且为负值,所以 3 也是正确

24、的,只是 4 是错的；三.能的转换和守恒定律；1.物体的内能：物体中全部分子热运动的分子动能和分子势能的总和；物体内能的大小由物体的物质种类、物体的质量、温度、体积、物态打算；抱负气体不考虑分子势能、温度上升,内能增大,反之,内能减小；2.热和功能的转化和守恒定律：做功和热传递是转变物体内能的两种方式；8名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 做功是其它形式能和内能间的转化；热传递是物体间内能的转移； 热量是热传递过程中内能转变的量度；各种形式的能都可相互转化,而且总能量不变；例：关于物体内能及其变化,以下说法中正确选项

25、：1.物体温度转变时,其内能必定转变；转变；转变；2.物体对外做功,其内能不肯定转变；向物体传递热量,其内能也不肯定 3.对物体做功,其内能必定转变；物体向外传出肯定热量,其内能也必定4.如物体与外界不发生热交换,就物体的内能必定不转变；分析：物体的内能是物体内全部分子动能和势能的和；物体温度转变, 分子动能转变, 如不知分子势能的变化情形,就不能确定内能是否转变, 因此 1 是错的；虽然做功和热传递都能转变物体的内能,但在只知道做功或热传递的情形下,是不能确定物体内能是否转变的,所以 2 是正确的； 3、4 也是错的；第七章 气体的性质本章重点：一 .气体的状态参量；二 .抱负气体状态方程；

26、一.气体的状态参量：争论气体的状态参量是学习和运用气体定律和状态方程的基础, 其中气体压强的运算是个重点；关于气体的压强问题常见的情形有以下两种：1.被一段液柱或活塞封闭的气体的压强：这种情形可通过分析液柱或活塞的受力情形依据运动状态,结合牛顿定律求气体的压强；例：如图 12 四根粗细匀称的玻璃管 a、b、c、d 一端封闭,管内各用长为 h的水银柱封闭肯定质量的气体,其中 a、b 静止, c 管做自由落体运动, d 管以加速度 a 竖直向上做匀加速直线运动,设外界大气压或为 P0,水银密度为 ,重力加速度为 g,依据它们运动的情形,确定玻璃内被封闭气体的压强；分析： a.玻璃管开口向上,大气压

27、强向下做用在水银柱上,P aP 0h gb.玻璃管开口向下,大气压强向上做用在水银柱上P bP 0h gc.自由下落,水银柱失重,Pc=P0d.加速上升,水银柱超重,P dP 0hga2.U 形管内被封闭气体的压强：依据连通器原理,U 形管内处于同一水平面上的两点,如其上方或下方布满同种液体,就这两点的压强相等；例：如图 13 中, U 型管内均用水银柱封住肯定质量的气体,如大气压强为 P0,水银密度为 ,重力加速度为 g,就 a、b、c 三个 U 型管内被封气体的压强 分别为：名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - P

28、a= PbPc；P 0gh分析：a.左管水银受大气压P0 的作用,且水银柱左比右高h；P ab.右管开口受大气压P0 的作用,水银柱对左产生压力；P bP 0ghc.大气压作用在容器水银面上,依据压强传递原理,传入管内,两管水银高度差为 h,所以该气体压强为Pc=P0gh ；二.气态方程 肯定质量的抱负气体由状态变化到状态的过程遵循的规律是气态方程：PV 1PV2当 T 不变,即等温变化：就P1V 1=P2V 2 这就是玻意耳定律；当V 不 V 2 T 2T 1T 2变,即等容变化,就P 1P 2T 2这就是查理定律； 当 P 不变,即等压变化, 就V 1T 1T 1这是盖 吕萨克定律；在应用

29、气态方程解题时,应留意以下问题：1.审明题意之后,应明确要争论的是哪一部分的气体,先明确争论对象；2.依据题意确定始末状态,弄清在 P1、V 1、T1,P2、V 2、T2 这六个物理量中 哪些是已知,哪些是未知；3.列出气态方程式,求解；4.在运算过程中各物理量的单位要统一,特殊是压强单位的换算,要娴熟；5.在开口容器或有活塞的容器中,当达到稳固状态时,气体的压强总等于该 地区的大气压；6.气体压强的判定是解题的难点,解题时要特殊留意；例：如图 14 所示,两端封闭,粗细匀称的玻璃管坚直放置,管内的空气柱 被一段水银柱隔成两部分,下部气柱长为 L 1,上部气柱长为 L2,处于平稳状态且温度相等

30、；现将两部分空气的温度都上升 水银柱将 20,忽视水银柱和管的膨胀,就1.向上移动；2.向下移动P1 和 P2,P1 P2,就3.不动；4.条件不够,无法确定；分析：先假设水银柱不动,用查理定律求得两气柱压强增量进而比较压强增量的大小,如P1 P2,就水银柱就不动；当水银柱向上移动；P1 P2,就水银柱向下移动；对 L2 气柱进行争论；10 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - P 2P 2P 2P T 2P 2P 2P 2P T 2P 2P 2T 2T 2P 2T 2T 2T 2T 2T 2T 2T 2对 L1 气柱进行争论；P 1P 1P 1PT1P 1P 1T 1T 1T 1T 1T 1P1=P2+hP2, T1= T2 P1 P2 即水银柱上升也可利用图象分析,用 PT 图象,更为简捷；先假设水银柱不动,两部分气体做等容变化,如图 15 所示,图线、分别表示下、上两部气体等容变化,由于 P1P2,图斜率大于图线的斜率；由于 P 1 Ttg 2 , P 2 Ttg 2 所以 P1 P2 水银柱上升；名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 11 页