人教版高一物理必修2第7章 机械能守恒定律——复习学案word版含答案

必修二第七章
机械能守恒定律复习（一）
2019--2020学年第二学期第
号
备课组长签字
教研组长签字：
编写人：李俊杰
班级：
第
组
姓名：
知识点复习
一、功
1．做功的两个必要条件：力和物体在力的方向上发生的位移．
2．公式：W＝
适用于恒力做功．其中α为F、l方向间夹角，l为物体对地的位移．
二、功率
1．定义：功与完成这些功所用时间的比值．
2．物理意义：描述力对物体做功的快慢．
3．公式：
(1)定义式：P＝
，P为时间t内的平均功率．
(2)推论式：P＝
.(α为F与v的夹角)
三、动能
1．定义：物体由于运动而具有的能．
2．表达式：Ek＝
.
四、动能定理
1．内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化．
2．表达式：W＝Ek2－Ek1＝
.
3．适用范围：
(1)动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动．
(2)既适用于恒力做功，也适用于变力做功．
(3)力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以不同时作用．
4.应用动能定理解题的基本思路：
(1)选取研究对象，明确它的运动过程；
(2)分析研究对象的受力情况和各力的做功情况：
(3)明确研究对象在过程的初末状态的动能Ek1和Ek2；
(4)列动能定理的方程W合＝Ek2－Ek1及其他必要的解题方程，进行求解．
五、重力势能
1．定义：物体的重力势能等于它所受重力与高度的乘积．
2．公式：Ep＝
.
3．特点：
(1)系统性：重力势能是地球和物体共有的．
(2)相对性：重力势能的大小与参考平面的选取有关．重力势能的变化是绝对的，与参考平面的选取无关．
5．重力做功与重力势能变化的关系：
重力做正功时，重力势能减小；
重力做负功时，重力势能增大；重力做多少正(负)功，重力势能就减小(增大)多少，即WG＝
.
六、弹性势能
1．定义：物体由于发生弹性形变而具有的能．
2．大小：弹性势能的大小与形变量及劲度系数有关，弹簧的形变量越大，劲度系数越大，弹簧的弹性势能越大．
3．弹力做功与弹性势能变化的关系：弹力做正功，弹性势能减小；弹力做负功，弹性势能增大．
七、机械能守恒定律
1．内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变．
2．表达式：
(1)守恒观点：
(要选零势能参考平面)．
(2)转化观点：
(不用选零势能参考平面)．
(3)转移观点：
(不用选零势能参考平面)．
3．机械能守恒的条件：只有重力(或弹力)做功或虽有其他外力做功但其他力做功的代数和为零．
4．应用机械能守恒定律解题的一般步骤：
(1)选取研究对象
(2)分析受力情况和各力做功情况，确定是否符合机械能守恒条件．
(3)确定初末状态的机械能或运动过程中物体机械能的转化情况．
(4)选择合适的表达式列出方程，进行求解．
(5)对计算结果进行必要的讨论和说明．
达标检测
一、选择题
1、一人乘电梯从1楼到30楼,在此过程中经历了先加速、后匀速、再减速的运动过程,则电梯支持力对人做功情况是(　　)
A.加速时做正功,匀速时不做功,减速时做负功
B.加速时做正功,匀速和减速时做负功
C.加速和匀速时做正功,减速时做负功
D.始终做正功
2、选择不同的水平面作为参考平面,物体在某一位置的重力势能和某一过程中重力势能的改变量(　　)
A.都具有不同的数值
B.都具有相同的数值
C.前者具有相同数值,后者具有不同数值
D.前者具有不同数值,后者具有相同数值
3、某同学在桌面上用一个小钢球和一个弹簧来探究弹簧的弹性势能。弹簧一端固定(如图所示),另一端用钢球压缩弹簧后释放,钢球被弹出后落地。他发现弹簧压缩得越多,钢球被弹出得越远,由此能得出的结论应是(　　)
A.弹性势能与形变量有关,形变量越大,弹性势能越大
B.弹性势能与形变量有关,形变量越大,弹性势能越小
C.弹性势能与劲度系数有关,劲度系数越大,弹性势能越大
D.弹性势能与劲度系数有关,劲度系数越大,弹性势能越小
4、一物体质量为1kg，速度为10m/s，它的动能是（?????
）
A．5J??????
B．10J??????
C．50J??????
D．100J
5、（双选）下列叙述中正确的是(　　)
A．做匀速直线运动的物体的机械能一定守恒
B．做变速直线运动的物体的机械能可能守恒
C．外力对物体做功为零，物体的机械能一定守恒
D．系统内只有重力和弹力做功时，系统的机械能一定守恒
6、（多选）质量为4kg,的物体被人由静止开始向上提升0.25m后速度达1m/s,则下列判断正确的是（
）
A．人对物体做功12J
B．合外力对物体做功2J
C．物体克服重力做功10J
D．人对物体做的功等于物体增加的动能
二、非选择题
7、利用图示装置做“验证机械能守恒定律”实验
（1）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的
A．速度变化量和高度变化量
B．动能变化量和势能变化量
（2）实验中，先接通电源，再释放重物，得到一条理想的纸带，在纸带上选连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离如图所示，已知g=9.8m/s2，重物质量为0.5kg，打点计时器打点的周期为0.02s，从O点到B点的过程中，重物的重力势能变化量△Ep
J，动能变化量△Ek=
J．（保留两位有效数字）
（3）某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘-h图象得到图象是一条过原点的直线，该直线的斜率接近
（填g、2g或0.5g）则可认为重物下落过程中机械能守恒。
8、修建高层建筑时常用的有塔式起重机．在起重机将质量m＝5×103
kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a＝0.2
m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做的匀速运动．g取10m/s2，不计额外功，求
(1)起重机允许输出的最大功率．
(2)重物做匀加速直线运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率．
一、功
1．做功的两个必要条件：力和物体在力的方向上发生的位移．
2．公式：W＝Flcos_α.适用于恒力做功．其中α为F、l方向间夹角，l为物体对地的位移．
二、功率
1．定义：功与完成这些功所用时间的比值．
2．物理意义：描述力对物体做功的快慢．
3．公式：
(1)定义式：P＝，P为时间t内的平均功率．
(2)推论式：P＝Fvcos_α.(α为F与v的夹角)
三、动能
1．定义：物体由于运动而具有的能．
2．表达式：Ek＝mv2.
四、动能定理
1．内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化．
2．表达式：W＝Ek2－Ek1＝mv－mv.
3．适用范围：
(1)动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动．
(2)既适用于恒力做功，也适用于变力做功．
(3)力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以不同时作用．
4.应用动能定理解题的基本思路：
(1)选取研究对象，明确它的运动过程；
(2)分析研究对象的受力情况和各力的做功情况：
(3)明确研究对象在过程的初末状态的动能Ek1和Ek2；
(4)列动能定理的方程W合＝Ek2－Ek1及其他必要的解题方程，进行求解．
五、重力势能
1．定义：物体的重力势能等于它所受重力与高度的乘积．
2．公式：Ep＝mgh.
3．特点：
(1)系统性：重力势能是地球和物体共有的．
(2)相对性：重力势能的大小与参考平面的选取有关．重力势能的变化是绝对的，与参考平面的选取无关．
5．重力做功与重力势能变化的关系：
重力做正功时，重力势能减小；
重力做负功时，重力势能增大；重力做多少正(负)功，重力势能就减小(增大)多少，即WG＝Ep1－Ep2.
六、弹性势能
1．定义：物体由于发生弹性形变而具有的能．
2．大小：弹性势能的大小与形变量及劲度系数有关，弹簧的形变量越大，劲度系数越大，弹簧的弹性势能越大．
3．弹力做功与弹性势能变化的关系：弹力做正功，弹性势能减小；弹力做负功，弹性势能增大．
七、机械能守恒定律
1．内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变．
2．表达式：
(1)守恒观点：Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2(要选零势能参考平面)．
(2)转化观点：ΔEk＝－ΔEp(不用选零势能参考平面)．
(3)转移观点：ΔEA增＝ΔEB减(不用选零势能参考平面)．
3．机械能守恒的条件：只有重力(或弹力)做功或虽有其他外力做功但其他力做功的代数和为零．
4．应用机械能守恒定律解题的一般步骤：
(1)选取研究对象
(2)分析受力情况和各力做功情况，确定是否符合机械能守恒条件．
(3)确定初末状态的机械能或运动过程中物体机械能的转化情况．
(4)选择合适的表达式列出方程，进行求解．
(5)对计算结果进行必要的讨论和说明．
答案：
1、D
2、D
3、A
4、C
5、BD
6、ABC
7、(1).B
;(2)
0.25;0.24
(3)2g
8、(1)设起重机允许输出的最大功率为P0，重物达到最大速度时，拉力F0等于重力．
①
②
代入数据，有：
③
(2)匀加速运动结束时，起重机达到允许输出的最大功率，设此时重物受到的拉力为F，速度为v1，匀加速运动经历时间为t1，有：
④
⑤
⑥
由③④⑤⑥得：
⑦
t＝2
s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v2，输出功率为P，则
⑧
⑨
由⑤⑧⑨，得：P＝m(g+a)at＝2.04×104
W
⑩