2021年高二期末复习机械能一答案.docx

学习必备欢迎下载一、功高二物理期末复习 〔 机械能一 〕班级 姓名 学号 1. 做功的两个必要条件：力和物体在力的方向上发生的 ；2. 公式： W＝ FLcosα ，适用于 做功，其中 α为 F、L 方向间夹角， L 为物体对地的位移；3. 功是标量，正功表示对物体做功的力为动力，负功表示对物体做功的力为阻力，功的正负不表示功的大小；4. 总功的求法(1) 总功等于合外力的功： W 总 ＝F 合 Lcosα(2) 总功等于各力做功的代数和： W 1＝ F1L 1cosα 1， W 2＝ F2L 2cosα 2， W 3＝ F3L 3cosα 3，⋯再把各个外力的功求代数和即： W 总＝W 1＋ W 2＋ W 3＋⋯ .二、功率1. 定义：功与完成这些功所用时间的 ；2. 物理意义：描述力对物体做功的 ；3. 公式(1) P=W/t ， P 为 t 时间内的 功率；(2) P＝ Fvcosα 〔α 为 F 与 v 的夹角 〕①v 为平均速度，就 P 为 功率；②v 为瞬时速度，就 P 为 功率；三、动能定理1. 内容：力在某个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的 ；2. 表达式： W＝ Ek 2－Ek 1＝ 3. 物理意义：动能定理指出了外力对物体所做的总功与物体 之间的关系， 即合力的功是物体 的量度；四、重力势能1. 公式： Ep＝ .2. 矢标性：重力势能是 量，但有正、负，其意义是表示物体的重力势能比它在 上大仍是小，这与功的正、负的物理意义不同；3 相对性：重力势能的大小与 的选取有关．重力势能的变化是 的，与参考平面的选取 ；4．重力做功与重力势能变化的关系：重力做正功时，重力势能 ； 重力做负功时， 重 力 势 能 ； 重 力 做 多 少 正 〔 负 〕 功 ， 重 力 势 能 就 多少 ， 即 WG ＝.五、机械能守恒定律1. 内容：在只有 或 做功的物体系统内，只存在动能与势能的相互转化， 而总的机械能保持 ；2. 表达式(1) Ek 1＋Ep 1＝ 〔 要选零势能参考平面 〕；(2) Δ EA 增＝ 〔 不用选零势能参考平面 〕；3．机械能守恒的条件只有 〔或弹簧的 〕做功或虽有其他外力做功但其他力做功的代数和 ；例１：功的运算如下列图，一质量为 m的小球，用长为 L 的轻绳悬挂于 O点，如：(1) 小球在水平拉力 F 的作用下从平稳位置 P 点缓慢地移动到 Q点，此时悬线与竖直方向的夹角为 θ ；(2) 小球在水平恒力 F 作用下由 P点移动到 Q点，此时悬线与竖直方向的夹角为 θ .求上述 〔1〕 、〔2〕 两种情形下拉力 F 所做的功各为多大？解析： 〔1〕 将小球“缓慢”地移动，可认为小球始终处于平稳状态，小球由 P 至 Q的过程中， 动能不变，增加了势能， 由于绳的拉力不做功，故拉力 F 做的功数值应与小球克服重力做功的值相等．故有 W＝ mgL〔1 － cos θ〕 ．〔2〕 当小球在恒力 F 作用下由 P 移动到 Q时由公式 W＝ Fl cosα 知力 F 做的功为 W＝ FLsin θ .答案： 〔1〕 mgL〔1 － cosθ 〕 〔2〕 FLsin θ例２：功率的运算质量为 m＝ 0.5 kg 的物体从高处以水平初速度 v0＝ 5 m/s 抛出，在运动 t＝ 2 s 内重力对物体做的功是多少？这 2 s 内重力对物体做功的平均功率是多少？ 2 s 末，重力对物体做功的瞬时功率是多少？ 〔g 取 10 m/s2〕gt【解析】 抛出后 t＝ 2 s 内，物体在竖直方向下落的高度： h＝122 1 10 22 m＝2＝20 m，所以有 WG＝mgh＝0.5 10 20 J＝100 J，平均功率 P＝在 t＝2 s 末，物体在竖直方向的分速度vy＝ gt＝ 10 2 m/s＝ 20 m/s，所以 t＝ 2 s 末重力的瞬时功率 P＝ mgvy ＝ 100 W.【答案】 100 J 50 W 100 WW 100t ＝ 2 W＝50 W.例 3：动能定理的应用如下列图， 质量为 m的小球用长为 L 的轻质细线悬于 O点，与 O点处于同一水平线上的P点处有一个光滑的细钉，已知 OP＝ L/2 ，在 A 点给小球一个水平向左的初速度 v0，发觉小球恰能到达跟 P 点在同一竖直线上的最高点 B. 就：(1) 小球到达 B点时的速率？(2) 如不计空气阻力，就初速度 v0 为多少？(3) 如初速度 v0＝ 3 gL，就在小球从 A 到 B 的过程中克服空气阻力做了多少功？解析： 〔1〕小球恰能到达最高点 B，.vB2 gL有 mg＝ mL/2，得 vB＝ 2(2) A→ B 由动能定理得，L 1－ mg〔L＋ 〕＝2－ 1 22 2mvB 2mv0可求出： v0＝7gL 2.(3) 由动能定理得：L 1－ mg〔L＋ 〕－ WF ＝2－ 1 2022 f 2mvB mv11可求出： WFf＝ 4 mgL.gL 7gL 11答案： 〔1〕 2 〔2〕 2 〔3〕 4 mgL例 4：机械能守恒定律的应用（单个物体）如下列图， ABDO 是处于竖直平面内的光滑轨道， AB 是半径为 R＝ 15 m 的 1/4 圆周轨道，半径 OA 处于水平位置， BDO 是直径为 15 m 的半圆轨道， D 为 BDO 轨道的中心．一个小球 P 从 A 点的正上方距水平半径 OA 高 H处自由落下，沿竖直平面内的轨道通过 D点时对轨道的压力等于其重力的(1) H 的大小等于多少？1423 倍． g 取 10 m/s. 求：(2) 试争论此球能否到达 BDO 轨道的 O 点，并说明理由．【解析】 〔1〕 小球从 H 高处落下，进入轨道，沿 BDO 轨道做圆周运动， 小球受重力和轨道的支持力． 设小球通过 D 点的速度为v，通过 D 点时轨道对小球的支持力 FN〔 大小等于小球对轨道的压力 〕是它做圆周运动的向心力，2即 m v ＝ F＝14mg①R/2 3小球从 P 点落下直到沿光滑轨道运动的过程中，机械能守恒，〕有 mg〔H ＋R21mv 2②＝22由①② 式可得高度 H ＝3R＝ 10 m.课后作业1. 以下关于作用力、反作用力的做功问题中，说法正确选项 〔 〕 A．作用力做功，反作用力也必定做功 B．作用力做正功，反作用力肯定做负功 C．作用力的做功数值肯定等于反作用力的做功数值 D．单纯依据作用力的做功情形不能判定反作用力的做功情形 2．关于摩擦力做功的以下说法中正确选项 〔 〕 A．滑动摩擦力阻碍物体的相对运动，但不肯定做负功 B．静摩擦力起着阻碍物体相对运动趋势的作用，肯定不做功C．静摩擦力和滑动摩擦力肯定都做负功 D．系统内相互作用的两物体间一对摩擦力做功的总和等于零 3．如下列图，物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水 平传送带，传送带以图示方向匀速运转，就传送带对物体做功情形 可能是〔 〕A ．始终不做功B．先做负功后做正功C．先做正功后不做功D．先做负功后不做功4．如下列图，两个相互垂直的力 F 1 与 F 2 作用在同一物体上，使物 体通过一段位移的过程中，力 F 1 对物体做功 4 J，力 F2 对物体做功 3 J， 就力 F 1 与 F2 的合力对物体做的功为 〔 〕A ． 7 J B ． 1 JC．5 J D ． 3.5 J5．〔20XX 年江南八校联考 〕 一列火车在额定功率下由静止从车站动身， 沿直线轨道运动， 行驶 5 min 后速度达到 30 m/s ，设列车所受阻力恒定，就可以判定列车在这段时间内行驶的距离 〔 〕A．肯定大于4.5 kmB．可能等于 4.5 kmC．肯定小于4.5 kmD．条件不足，无法确定6. 一根质量为 M 的直木棒， 悬挂在 O 点，有一只质量为 m 的猴子抓着木棒， 如下列图． 剪断悬挂木棒的细绳， 木棒开头下落， 同时猴子开头沿木棒向上爬． 设在一段时间内木棒沿竖 直方向下落， 猴子对地的高度保持不变， 忽视空气阻力， 就图所示的四个图象中能正确反映在这段时间内猴子做功的功率随时间变化的关系是 〔 B 〕7. 如所示，轻绳一端固定在 O点，另一端拴一小球，拉起小球使绳水平伸直，然后无初速度释放，小球从开头运动到绳竖直的过程中，以下说法中正确选项 〔 〕A．重力先做正功后做负功 B．重力做的功大于重力势能的削减量C．重力的功率始终增大 D．重力的功领先增大后减小8. 质量为 m的小车在水平恒力 F 推动下，从山坡 〔 粗糙 〕 底部 A处由静止起运动至高为 h 的坡顶 B，获得速度为 v， AB之间的水平距离为 x，重力加速度为g. 以下说法正确选项 〔 〕 A．小车克服重力所做的功是 mgh1 2B. 合外力对小车做的功是 mv221C. 推力对小车做的功是 ＋mv mgh21 2D. 阻力对小车做的功是mv＋ mgh－Fx29. 如下列图，质量为 m 的物块与转台之间能显现的最大静摩擦力为物块重力的 k 倍，物块与转轴 OO′相距 R，物块随转台由静止开头转动， 当转速增加到肯定值时， 物块即将在转台上滑动， 在物块由静止到滑动前的这一过程中，转台的摩擦力对物块做的功为 〔 〕A ． 0 B ．2πkmgR1C．2kmgR D.2kmgR10. 如下列图， 斜面 AB和水平面 BC是从同一板材上截下的两段， 在 B处用小圆弧连接． 将小铁块 〔 可视为质点 〕 从 A 处由静止释放后，它沿斜面对下滑行，进入平面，最终静止于 P 处．如从该板材上再截下一段，搁置在 A、P之间，构成一个新的斜面，再将铁块放回 A处， 并轻推一下使之沿新斜面对下滑动．关于此情形下铁块运动情形的描述，正确选项 〔 〕A．铁块肯定能够到达 P点 B．铁块的初速度必需足够大才能到达 P 点C．铁块能否到达 P 点与铁块质量有关D．以上说法均不对 11．以下物体运动过程中满意机械能守恒的是 〔 〕 A．跳伞运动员张开伞后，在空中匀速下降 B．忽视空气阻力，物体竖直上抛C．火箭升空D．拉着物体沿光滑斜面匀速上升12. 如下列图， 一轻质弹簧直立于地面上，质量为 m的小球， 自弹。