2022年高考物理專題復(fù)習(xí) 機(jī)械能學(xué)案

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1、2022年高考物理專題復(fù)習(xí) 機(jī)械能學(xué)案 【知識網(wǎng)絡(luò)】 【知識要點精講】 一、功 功是力的空間積累效應(yīng)。它和位移相對應(yīng)（也和時間相對應(yīng)）。計算功的方法有兩種： 1、按照定義求功。即：W=Fscosθ。功等于恒力和沿該恒力方向上的位移的乘積。 2、用動能定理W=ΔEk或功能關(guān)系求功。當(dāng)F為變力時，高中階段往往考慮用這種方法求功。 二、 應(yīng)用動能定理解題的步驟 （1）確定研究對象和研究過程。 （2）對研究對象進(jìn)行受力分析。（研究對象以外的物體施于研究對象的力都要分析。 （3）寫出該過程中合外力做的功，或分別寫出各個力做的功（注意功的正負(fù)）。 （4）寫出物體的初、末動能。

2、 （5）按照動能定理列式求解。 三、機(jī)械能守恒定律 1．機(jī)械能守恒定律的表述：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。 2．對機(jī)械能守恒定律的理解： （1）機(jī)械能守恒定律的研究對象一定是系統(tǒng)，至少包括地球在內(nèi)。 （2）當(dāng)研究對象（除地球以外）只有一個物體時，往往根據(jù)是否“只有重力做功”來判定機(jī)械能是否守恒；當(dāng)研究對象（除地球以外）由多個物體組成時，往往根據(jù)是否“沒有摩擦和介質(zhì)阻力”來判定機(jī)械能是否守恒。 （3）“只有重力做功”不等于“只受重力作用”。在該過程中，物體可以受其它力的作用，只要這些力不做功，或所做功的代數(shù)和為零，就可

3、以認(rèn)為是“只有重力做功”。 3.機(jī)械能守恒定律的各種表達(dá)形式 （1），即； （2）；； 五.功能關(guān)系 ⑴物體動能的變化量由外力做的總功來量度：W外=ΔEk，這就是動能定理。 ⑵物體重力勢能的變化量由重力做的功來量度：WG= -ΔEP，這就是勢能定理。 ⑶物體機(jī)械能的變化量由重力以外的其他力做的功來量度：W其它=ΔE機(jī)。 【例證題】 1.（功的概念）如圖所示，小物塊位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平地面上，從地面上看，在小物塊沿斜面下滑的過程中，斜面對小物塊的作用力( ) A. 垂直于接觸面，做功為零 B. 垂直于接觸面，做功不為零 C. 不垂直于接觸面，做功為零

4、 D. 不垂直于接觸面，做功不為零。 2.（汽車的功率）卡車在平直公路上從靜止開始加速行駛，經(jīng)時間t前進(jìn)距離s，速度達(dá)到最大值vm。設(shè)此過程中發(fā)動機(jī)功率恒為P，卡車所受阻力為f，則這段時間內(nèi)，發(fā)動機(jī)所做的功為（ ） A．Pt B．fs C．Pt+fs D．fvmt 3．（功和功率的概念）同一恒力按同樣方式施于物體上，使它分別沿著粗糙水平地面和光滑水平地面移動相同一段距離時，恒力的功和平均功率分別為、和、，則二者的關(guān)系是（ ） A．、 B．、 C．、 D．、 4．(物體對物體做功)如圖所示，質(zhì)量為m的物塊，始終固定在傾角為α的斜面

5、上，下面說法中正確的是( ) m α ①若斜面向左勻速移動距離s，斜面對物塊沒有做功 ②若斜面向上勻速移動距離s，斜面對物塊做功mgs ③若斜面向左以加速度a移動距離s，斜面對物塊做功mas ④若斜面向下以加速度a移動距離s，斜面對物塊做功m（g+a）s A．①②③ B．②④ C．②③④ D．①③④ 5. 如圖甲所示，滑輪質(zhì)量、摩擦均不計，質(zhì)量為2kg的物體在F作用下由靜止開始向上做勻加速運動，其速度隨時間的變化關(guān)系如圖乙所示，由此可知（ ）（g取10m/s2） A． 物體加速度大小為2 m/s2 B． F的大小

6、為21N C． 4s末F的功率大小為42W D． 4s內(nèi)F做功的平均功率為42W L S L s 6.(子彈打木塊問題).如圖所示，質(zhì)量為M的木塊放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的子彈以速度v0沿水平射中木塊，并最終留在木塊中與木塊一起以速度v運動.已知當(dāng)子彈相對木塊靜止時，木塊前進(jìn)距離L，子彈進(jìn)入木塊的深度為s.若木塊對子彈的阻力Ff視為恒定，則下列關(guān)系式中正確的是 A.FfL=Mv2 B.Ff s=mv2 C.Ff s=mv02－（M＋m）v2 D.Ff（L＋s）=mv02－mv

7、2 7.(機(jī)械能守恒定律).將一物體以速度v從地面豎直上拋，當(dāng)物體運動到某高度時，他的動能恰為重力勢能的一半，不計空氣阻力，則這個高度為 A.v2/g B.v2/2g C.v2/3g D.v2/4g 8.(功能關(guān)系) 質(zhì)量為m的物體在豎直向上的恒力F作用下減速上升了H，在這個過程中，下列說法中正確的有 A.物體的重力勢能增加了mgH B.物體的動能減少了FH C.物體的機(jī)械能增加了FH D.物體重力勢能的增加小于動能的減少 二．計算題 9. 如圖所示，質(zhì)量為m的小球用長L的細(xì)線懸掛而靜止在豎直位置。在下列三種情況下

8、，分別用水平拉力F將小球拉到細(xì)線與豎直方向成θ角的位置。在此過程中，拉力F做的功各是多少？ θ L m F ⑴用F緩慢地拉； ⑵F為恒力； ⑶若F為恒力，而且拉到該位置時小球的速度剛好為零。 10. 質(zhì)量為m、額定功率為P的汽車在平直公路上行駛。若汽車行駛時所受阻力大小不變，并以額定功率行駛，汽車最大速度為v1，當(dāng)汽車以速率v2（v2

9、時的速度大小v。 12.總質(zhì)量為M的列車，沿水平直線軌道勻速前進(jìn)，其末節(jié)車廂質(zhì)量為m，中途脫節(jié)，司機(jī)發(fā)覺時，機(jī)車已行駛L的距離，于是立即關(guān)閉油門，除去牽引力。設(shè)運動的阻力與質(zhì)量成正比，機(jī)車的牽引力是恒定的。當(dāng)列車的兩部分都停止時，它們的距離是多少？ 例證題參考答案 一. 選擇題 1.B 2.AD 3.B 4.A 5.C 6.ACD 7.C 8.AC 二. 計算題 9. 解析：⑴若用F緩慢地拉，則顯然F為變力，只能用動能定理求解。F做的功等于該過程克服重力做的功。W= ⑵若F為恒力，則可以直接按定義求功。W= ⑶若F為恒力，而且拉

10、到該位置時小球的速度剛好為零，那么按定義直接求功和按動能定理求功都是正確的。W= 或W=。 10. 解：速度最大時，牽引力最小，在數(shù)值上等于阻力。所以，以速率v2運動時，由牛頓第二定律有： F-f=ma 其中， 得 11. v v / f G G f 解：有空氣阻力和無空氣阻力兩種情況下分別在上升過程對小球用動能定理： 和，可得H=v02/2g， 再以小球為對象，在有空氣阻力的情況下對上升和下落的全過程用動能定理。全過程重力做的功為零，所以有：，解得 點評：從本題可以看出：根據(jù)題意靈活地選取研究過程可以使問題變得簡單。有時取全過程簡單；有時則取某一階段簡單。原則是盡量使做功的力減少，各個力的功計算方便；或使初、末動能等于零。 12. 解：此題用動能定理求解。 對車頭，脫鉤后的全過程用動能定理得： ? 對車尾，脫鉤后用動能定理得： ? 而，由于原來列車是勻速前進(jìn)的，所以F=kMg 由以上方程解得。