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2016年高中物理学业水平测试复习资料（9-7）专题七机械能和能源考试内容复习指南1.功和功率(Ⅱ)2．动能、动能定理及其应用(Ⅱ)3．重力做功与重力势能(Ⅰ)4．机械能守恒定律及其应用(Ⅱ)5．能量转化和守恒定律(Ⅰ)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题备考有如下几个方面：(1)判断力是否做功，是做正功还是负功；(2)比较做功的快慢；(3)重力做功与重力势能变化间的关系；(4)动能定理的应用；(5)功能关系的应用；(6)机械能守恒的判断及应用，实验．复习时要注意理论联系实际，针对性强.考点1功1．概念：物体受到力的作用，并在力的方向上__________，就叫做力对物体做了功．2．做功的两个不可缺少的因素____________和________________．3．功的计算公式：________________，公式中F为恒力，s是物体运动的位移，α是恒力F与位移s的方向之间的夹角．国际单位：焦耳(J)．4．功的正负：功的计算公式W＝F·s·cosα.(1)当______________时，cosα＝0，力对物体不做功．(2)当______________时，cosα0，力对物体做正功，表示动力对物体做功．(3)当______________时，cosα0，力对物体做负功，表示阻力对物体做功，也叫物体克服此力做功．5．功的计算．(1)恒力的功：直接利用W＝Fscosα来计算，变力的功可用动能定理或功能关系计算．(2)求总功的两种方法：其一是先求合力再求功，即W合＝F合·scosα；其二是先求各力的功再求各力功的代数和，即：W合＝W1＋W2＋W3＋….考点11．产生了位移2．力力方向上的位移3．W＝Fscosα4．(1)α＝90°(2)α90°(3)90°α≤180°►小试身手1．如图所示，将滑块置于固定的粗糙斜面上，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．斜面对滑块的支持力做正功解析：滑块下滑过程受重力、支持力、摩擦力等三个力的作用，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，重力与运动方向的夹角小于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100N的物体在光滑水平面上匀速移动80m，则重力对物体做的功是多少？()A．100JB．80JC．0JD．8000J2．解析：力对物体做功，必须有力作用在物体上，且物体在力的方向上发生位移．如果有作用力，但在力的方向上没发生位移，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．重力的方向竖直向下，在竖直方向上物体没有发生位移，重力对物体做的功是0J.答案：C方法归纳1．做功必须明确是哪个力对哪个物体做功．2．W＝Fscosα式中，F是力的大小，s是位移大小，α是力与位移的夹角并理解正功、负功的含义．3．功的正负并不表示大小．考点2功率1．功率的含义：物体所做的功W与完成这些功所用的时间t的________叫做功率，用P表示，即________．2．单位：________，用符号W表示，1W＝1J/s.3．性质：标量．4．物理意义：表示物体做功的________．5．瞬时功率：对应________的功率叫做瞬时功率．瞬时功率P与力F、瞬时速度v的关系：________________，其中α表示F与v的夹角．当力F与受力物体的速度v在同一直线上时，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的大小相等．考点21．比值P＝Wt2．瓦特4.快慢5．某个时刻P＝F·vcosαF·v►小试身手3．关于功率和功率的单位，下列说法正确的是()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，功率的单位是牛顿D．在国际单位制中，功率的单位是焦耳3．A4．如图所示，位于光滑水平面上的物体A的质量m＝5kg，在F＝10N的水平拉力作用下从静止开始向右运动，位移为s＝36m时撤去拉力F.则力F对物体做功的平均功率为(取g＝10m/s2)()A．60WB．360WC．120WD．240W4．解析：力F做的功W＝Fs＝360J,物体加速度a＝Fm＝2m/s2，由s＝12at2得时间t＝6s，平均功率P＝Wt＝60W.答案：A方法归纳1．理解功率的概念，知道功率是表示做功的快慢．2．对功率一定要明确是哪个力在哪段时间做功的功率(平均功率)或哪个时刻的功率(瞬时功率)．3．公式P＝Wt.一般用来求平均功率，恒力做功的平均功率可用P－＝F·v－来求，瞬时功率只能用P＝F·v求．考点3机车启动问题1．额定功率与实际功率．(1)额定功率：发动机铭牌上的额定功率，指的是该发动机正常工作时的最大输出功率．(2)实际功率：发动机的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围内变化．(3)汽车发动机的额定功率是牵引力的功率，而不是合外力的功率．在P＝Fv中，F指的是牵引力．2．机车在额定功率下的启动：机车在保持输出功率P(额定功率)不变的情况下做加速运动的过程，由公式P＝Fv和F－f＝ma可知，当v增加时，F减小，a减小，当F＝f时，a＝0，v达到最大值，此时速度vm＝PF＝Pf.3．机车以恒定加速度启动：机车以恒定的加速度启动，即机车做匀加速运动，由公式P＝Fv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，当功率达到最大值后，将保持功率不变而继续加速到a＝0时，速度达到最大值vm＝PF＝Pf.►小试身手5．拖拉机耕地时一般比在道路上行驶时速度慢，这样做的目的是()A．节省燃料B．提高柴油机的功率C．提高传动机械的效率D．增大拖拉机的牵引力5．D6．关于汽车在水平路面上的运动，下列说法中正确的是()A．汽车启动后以额定功率行驶，在速度未达到最大以前，加速度在不断增大B．汽车启动后以额定功率行驶，在速度未达到最大以前，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，做加速度逐步减小的加速运动，直到F＝f，a＝0，vm＝P额f，由此可知选项A错误，选项B也错误；当汽车以最大速度运行时，F＝f，在相同路面的情况下，速度由功率决定，因此要减小最大速度，可以通过减小牵引功率来完成，选项C正确；若减小阻力，则其最大运行速度还会增大．答案：C方法归纳1．当汽车速度最大时，a＝0，牵引力等于阻力，合外力为零．2．两种启动方式最好能结合图象来理解．考点4动能1．定义：物体由于________而具有的能量叫做动能．2．计算公式：__________．国际单位：________．3．说明：(1)动能只有________，没有________，是个标量．计算公式中v是物体运动速度的大小．动能恒为正值．(2)动能具有相对性，计算公式中v一般取______为参考系．考点41．运动2．Ek＝12mv2焦(J)3．(1)大小方向(2)地面►小试身手7．某同学将质量为3kg的铅球，以8m/s的速度投出，铅球在出手时的动能是()A．12JB．24JC．96JD．192J7．C方法归纳动能是一个状态量，同一物体在不同时刻的动能由该时刻的速度大小决定，速度大小不同，动能就不同．考点5动能定理1．内容：合外力对物体做的功等于物体____________________．2．表达式：____________________．3．对动能定理的理解：(1)W合是所有外力对物体做的总功：①可以求出合外力，再求合外力做的功；②求出各个外力做的功，再求各个外力做功的代数和．(2)合外力做功与物体动能的变化关系：①当W合0时，则Ek2Ek1，即合外力做正功，物体的动能增加；②当W合0时，则Ek2Ek1，即合外力做负功，物体的动能减小．考点51．动能的增量2．W合＝ΔEk►小试身手8．一质量为2kg的物体在外力作用下，由静止开始做直线运动，到达某点时速度为2m/s，在此过程中外力对物体做的功是()A．2JB．4JC．8JD．16J8．B9．一物体做变速运动时，运动状态发生改变，下列说法正确的是()A．合外力一定对物体做功，使物体动能改变B．合外力一定对物体做功，但物体动能可能不变C．合外力可能对物体做功，但物体动能不改变D．合外力可能对物体做功，使物体动能改变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，动能不改变；如果变速运动的速度大小改变，动能就改变，则合外力对物体做功．D正确．答案：D方法归纳应用动能定理的一般步骤：1．明确研究对象及所研究的物理过程．2．对研究对象进行受力分析，并确定各力所做的功，并求出总功(代数和)．3．确定始末状态的动能，并根据动能定理列方程：W总＝Wkt－Wk0.4．求解方程、分析结果．考点6探究动能定理一、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的情况如图所示．通过测量和计算可以得到小车从0点到2、3、4、5点的距离，及在2、3、4、5点的瞬时速度．三、数据处理方法(图象法)从打下0点到打下2、3、4、5点的过程中，合外力F(等于重物的重力)对重物做的功W等于物体动能的改变ΔEk，可由下式计算：mgs＝12mv2.动能定理即被验证．►小试身手10．在探究动能定理的实验中，作出的Wv曲线如图所示，应为()10．解析：因为W＝12mv2，所以B正确．答案：B11．在“探究动能定理”的实验中小车会受到阻力的作用，可以使木板倾斜作为补偿，下面操作正确的是()A．使拖着纸带的小车由静止释放，小车不下滑即可B．使拖着纸带的小车由静止释放，小车能下滑即可C．沿木板向下推一下带纸带的小车，放手后打点计时器在纸带上打下的点距均匀即可D．以上说法都不对11．解析：上述做法实际上是平衡摩擦力，选项C正确．答案：C方法归纳对实验目的、实验器材、实验原理、实验步骤及数据处理要彻底理解并熟记．考点7重力做功与重力势能1．零势面：如果物体在某一水平面上的重力势能被设为________，该水平面就是零势面．2．重力势能：由物体位置的高度决定的能量称为重力势能，表达式为：________(h为相对参考平面的高度，由此可知重力势能具有相对性)，重力势能是标量，但有正、负，其正负值与零势面的选取有关．3．重力做功与重力势能变化的关系．(1)重力做功的特点；与路径________关，只与运动物体的初、末位置的高度差有关．(2)重力做功与重力势能变化的关系：________________，即重力做功与重力势能的变化量相等．(3)结论：重力做正功时，重力势能减少，减少的重力势能等于重力所做的功．物体克服重力做功(即重力做负功)时，重力势能增加，增加的重力势能等于物体克服重力所做的功．4．弹性势能：发生弹性形变的物体具有的与其形变量有关的能量，就是弹性势能．考点71．零2．Ep＝mgh3．(1)无(2)WG＝Ep1－Ep2►小试身手12．质量为m的物体，在距地面h高处以g3的加速度由静止竖直下落到地面，下列说法中正确的是()A．物体的重力势能减少13mghB．物体的机械能减少23mghC．物体的动能增加13mghD．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，动能就增加多少．故选BCD.答案：BCD13．一质量为m的木块放在地面上，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，如果力F的作用点向上移动的距离为h，则()A．木块的重力势能增加了FhB．木块的机械能增加了FhC．拉力做的功为FhD．木块的动能增加了Fh13.解析：虽然力F的作用点向上移动的距离为h，但木块并没有上升高h，拉力F做的功Fh转化为三部分，弹簧的弹性势