(共138张PPT)
专题六 机械能守恒定律
考点展示
知识网络
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．能量守恒与能量转化和转移(Ⅰ)
用在物体上的力
做功的两个因素
功
方向上发生位移
基本概念{功字人平均功m
定义式
瞬时功率
动前
机械能和能源
机械能重力势能
惮性势能
动能定理
基本规律机械能守恒定律
能量守恒定律
实验:验证机械能守恒定律
真题体验
ZHENTI
T/YAN
知识梳理
ZHISHI
SHULI
典例精析
刘9
20
考点演练
KAODIAN
YANLIAN
B
B
机械
内能
开始减速
汽车停
刹车距离
N
火花
器纸带
夹子
物
cr
5.45cm
8.77c
纸带
打点讠
时器
夹子
重物
十时
氏带
夹重
子物
时器|纸带
夹
重物
图(a)合格演练测评(六)
(机械能守恒定律)
姓名：__________ 班级：__________ 正确率：__________
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
一、单项选择题
1．两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上，使物体运动，发生一段位移后，力F1对物体做功为6
J，力F2对物体做功为8
J，则力F1与F2的合力对物体做功为( )
A．2
J
B．7
J
C．10
J
D．14
J
答案：D
2.如图所示，斜面体和小物块一起沿水平面向右做匀速直线运动，并通过一段位移，则斜面体对物块的摩擦力和支持力的做功情况分别是( )
A．摩擦力做正功，支持力做负功
B．摩擦力做负功，支持力不做功
C．摩擦力做负功，支持力做正功
D．摩擦力做负功，支持力做负功
答案：A
3．起重机用4
s的时间将2×104
N的重物匀速提升10
m，在此过程中起重机的输出功率为( )
A．2×105
W
B．5×105
W
C．5×104
W
D．8×104
W
答案：C
4.如图所示，质量为m的物体，在与地面成α角斜向下的力F的作用下，由静止沿水平方向运动了距离x，物体与地面间的动摩擦因数为μ.则此过程中( )
A．F对物体做功为Fxcos
α
B．地面摩擦力对物体做功为－μmgx
C．重力对物体做功为mgx
D．地面支持力对物体做功为(mg＋Fsin
α)x
答案：A
5.如图所示，重为100
N的物体P在大小为10
N的水平拉力F的作用下，在10
s内沿水平路面匀速前进了1
m，则在这段时间内拉力对物体做功的平均功率为( )
A．1
W
B．10
W
C．100
W
D．1
000
W
答案：A
6.如图所示，跳水运动员向下压跳板，随跳板一起从位置P1运动到位置P2，则此过程中( )
A．运动员受到的重力对他做负功
B．跳板的弹性势能一直在增加
C．运动员的重力势能一直在增加
D．运动员受到跳板的弹力对他做正功
答案：B
7.如图所示，电梯质量为M，在它的水平地板上放置一质量为m的物体．电梯在钢索的拉力作用下竖直向上加速运动，当电梯的速度由v1增加到v2时，上升高度为H，则在这个过程中，下列说法或表达式正确的是( )
A．对物体，动能定理的表达式为WN＝mv，其中WN为支持力的功
B．对物体，动能定理的表达式为W合＝0，其中W合为合力的功
C．对物体，动能定理的表达式为WN－mgH＝mv－mv
D．对电梯，其所受合力做功为Mv－Mv－mgH
答案：C
8．甲、乙两个质量相同的物体，用大小相等的力F分别拉它们在水平面上从静止开始运动相同的距离s.如图所示，甲在光滑面上，乙在粗糙面上，则下列关于力F对甲、乙两物体做的功和甲、乙两物体获得的动能的说法中正确的是( )
A．力F对甲物体做功多
B．力F对乙物体做功多
C．甲物体获得的动能比乙大
D．甲、乙两个物体获得的动能相同
解析：由W＝Fx知，拉力的大小相同，物体的位移也相同，所以拉力对两物体做的功一样多，故A、B错误；由动能定理可以知道，在光滑水平面上的物体，拉力对物体做的功等于物体的动能变化，在粗糙水平面上的物体，拉力对物体做正功的同时，摩擦力对物体做了负功，所以在光滑水平面上的物体获得的动能要大于在粗糙水平面上物体获得的动能，故C正确，D错误．
答案：C
9．用拉力F将一个重为50
N的物体匀速升高3
m，则下列说法正确的( )
A．物体克服重力做的功是0
B．合力对物体做的功是150
J
C．物体的重力势能增加了150
J
D．拉力F对物体做的功是200
J
解析：物体匀速升高F＝mg，所以克服重力做功W＝mgh＝Fh＝50×3
J＝150
J，拉力做功也为150
J，A、D错误，C正确．
答案：C
10.图中的虚线表示某跳水运动员在跳水过程中其重心的运动轨迹，从离开跳板至入水的过程中，该运动员的动能( )
A．一直增大
B．一直减小
C．一直不变
D．先减小后增大
解析：运动员从离开跳板至落水的过程中，先上升到最高点，再从最高点自由落体(不计空气阻力)，所以运动员的动能先减小后增大，选项D正确．
答案：D
11.一研究小组利用如图所示的装置探究动能与势能的相互转化规律，让小球从A点开始摆动，经过最低点B时摆线被直尺P挡住
，球继续摆动至C点．若不计空气阻力，下列说法中正确的是( )
A．A到B过程小球的机械能增加
B．B到C过程小球的机械能减少
C．A到C过程小球的机械能守恒
D．A到C过程小球的机械能增加
解析：小球从A点开始摆动，经过最低点B到达C整个过程只有重力做功，机械能是守恒的，选项C正确．
答案：C
12．现代城市高楼林立，高空坠物易造成伤害，不考虑空气阻力，在高空坠物过程中，下列说法不正确的有( )
A．物体下落过程中，重力势能增大，动能减小
B．物体下落过程中，重力做正功，动能增大
C．同一物体坠落时，楼层越高，落地时动能越大
D．物体下落过程中，机械能守恒
解析：物体在下落过程中重力做正功，重力势能减小，动能增大，故A错误，B正确；同一物体坠落时，楼层越高，下降的高度越大，根据动能定理可知落地时动能越大，故C正确；因空气阻力不计，故下落过程中，机械能守恒，故D正确．
答案：A
13．随着人们对社会发展、全球环境问题认识的加深，新能源的开发和利用，已成为人类社会可持续发展的重要前提之一．以下关于能源开发和利用的认识，正确的是( )
A．地球上的能源是取之不尽，用之不竭的
B．节约能源是人类社会可持续发展的重要方面
C．提倡“低碳生活”就是提倡生活中不用或少用二氧化碳
D．能源的利用过程都是可逆的
解析：地球上的能源是有限的，故人类应该节约能源，A错误，B正确；提倡“低碳生活”是指生活中所耗用的能量要尽量减少，从而降低碳特别是二氧化碳的排放，故C错误；能源的利用过程都是不可逆的，故D错误．
答案：B
14．如图所示，我国歼15舰载机在航母水平甲板上降落时，钩在拦阻索上的尾钩使飞机受到与水平方向成θ角的斜向下的恒定拉力F作用，沿水平方向移动距离s，在此过程中力F对飞机做的功为( )
A．Fssin
θ
B．Fscos
θ
C．－Fscos
θ
D．－Fssin
θ
解析：由题意可知，拉力与位移方向上的夹角为(180°－θ)，则根据功的公式可得WF＝Fscos(180°－θ)＝－Fscos
θ，故C正确．
答案：C
15．如图所示，撑竿跳运动包括三个阶段：助跑、撑竿起跳、越横竿，其中发生了弹性势能转化为重力势能的阶段是( )
A．助跑阶段
B．越横竿阶段
C．撑竿起跳阶段
D．越横竿阶段和助跑阶段
解析：助跑阶段没有弹性势能和重力势能，撑杆起跳阶段，运动员的高度上升，撑杆的弹性势能转化为运动员的重力势能，越横杆阶段弹性势能和重力势能都不变，C正确，A、B、D错误．
答案：C
16．设一个学生在平直公路上以一般速度骑自行车，所受阻力约为车、人总重的0.03倍，则学生的功率最接近于( )
A．1
000
W
B．1
W
C．100
W
D．10
W
解析：一个学生与车的质量约为50
kg，重力就是500
N，则受到的阻力的大小为15
N，骑自行车的速度一般约为15～20
km/h，即约为5～6
m/s，取大小为6
m/s，则匀速行驶时，学生的功率P＝Fv＝fv＝15×6
W＝90
W，最接近的为C选项100
W．故A、B、D错误，C正确．
答案：C
17．某同学设计的“验证机械能守恒定律”实验，操作步骤有：①将打点计时器固定在铁架台上；②松开纸带，重物自由下落；③更换纸带，重复实验几次；④接通电源，打点计时器开始工作；⑤将连接重物的纸带穿过打点计时器．实验操作顺序正确的是( )
A．①②③④⑤
B．⑤④①③②
C．①⑤④②③
D．④⑤①②③
答案：C
18．为了节能减排，我国大力发展新能源汽车．如图所示电源正在给电动汽车中的锂电池充电，下列说法正确的是( )
A．充电时电能全部转化为汽车的机械能
B．充电时电能全部转化为锂电池的化学能
C．汽车加速运动时锂电池减少的化学能部分转化为汽车动能
D．汽车匀速运动时锂电池减少的化学能全部转化为汽车动能
解析：充电时电能转化为锂电池的化学能，但不是全部转化，选项A、B错误；汽车加速运动时锂电池减少的化学能部分转化为汽车动能，部分转化为其他形式的能，选项C正确；汽车匀速运动时动能不变，锂电池减少的化学能全部转化为其他形式的能，选项D错误．
答案：C
19．载人飞行包是一个单人低空飞行装置，如图所示，其发动机使用汽油作为燃料提供动力，可以垂直起降也可以快速前进，若飞行包(包括人)在竖直方向上匀速上升的过程中(空气阻力不可忽略)，下列说法正确的是( )
A．发动机对飞行包不做功
B．飞行包的重力做正功
C．飞行包的动能不变
D．飞行包的机械能不变
解析：飞行包(包括人)在竖直匀速上升的过程中，发动机的动力向上，则发动机对飞行包做正功，故A错误；高度上升，飞行包的重力做负功，故B错误；飞行包(包括人)在竖直方向上匀速上升，故飞行包的动能不变，故C正确；飞行包在上升过程中动能不变，重力势能变大，故机械能变大，故D错误．
答案：C
20．如图是“验证机械能守恒定律”的装置，气垫导轨上安装了1、2两个光电门，滑块上固定一竖直遮光条，滑块用细线绕过定滑轮与钩码相连，细线与导轨平行．在调整气垫导轨水平时，滑块不挂钩码和细线，接通气源后，给滑块一个初速度，使它从轨道右端向左运动，发现滑块通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间．为使气垫导轨水平，可采取的措施是( )
A．调节P使轨道左端升高一些
B．调节P使轨道左端降低一些
C．遮光条的宽度应适当大一些
D．滑块的质量增大一些
解析：滑块通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间，说明滑块在加速运动，可以调节P使轨道左端升高一些，让导轨处于水平状态．遮光条的宽度和滑块质量的调节无法使导轨水平．故A正确．
答案：A
二、非选择题
21．某同学用如图甲所示装置“验证机械能守恒定律”时，得到如图乙所示的纸带．选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点O的距离为s0，点O、C间的距离为s1，点O、E间的距离为s2，测得重物的质量为m.己知当地重力加速度为g，打点计时器打点周期为T.
(1)下列做法正确的有________(填正确答案序号)．
A．必须要称出重物和夹子的质量
B．图中两限位孔必须在同一竖直线上
C．将连着重物的纸带穿过限位孔，用手提住，且让手尽量靠近打点计时器
D．数据处理时，可以选择任一点迹清晰的点作为O点
E．数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置
(2)选取O、C两点为初、末位置验证机械能守恒定律，重物减少的重力势能是________，重物增加的动能是________；在误差允许范围内若两者相等，即验证了机械能守恒定律．
解析：(1)动能和重力势能的表达式中均含有重物的质量，可以不称出重物和夹子的质量，A错误；为了减小纸带与限位孔的摩擦力，图中两限位孔必须在同一竖直线上，B正确；将连着重物的纸带穿过限位孔，用手提住，且让重物尽量靠近打点计时器，C错误；数据处理时，必须选择重物刚开始下落时的点作为O点，不能任意选取，D错误；数据处理时，应选择纸带上距离O点较远的点作为末位置，E错误．(2)选取O、C两点为初、末位置验证机械能守恒定律，重物减少的重力势能是ΔEp＝mghOC＝mgs1，
重物增加的动能是ΔEk＝mv，
vC＝，
解得ΔEk＝m.
答案：B mgs1 m
22．质量为1
kg的物体，从离地面1.5
m高处以速度10
m/s抛出，不计空气阻力，若以地面为零势能面，(g取10
m/s2)求：
(1)物体的机械能；
(2)落地时的机械能；
(3)若以抛出点为零势能面，物体的机械能．
解析：(1)若以地面为零势能面，物体的机械能E1＝mv＋mgh＝65
J.
(2)由于只有重力做功，机械能守恒，故落地时的机械能也为65
J.
(3)若以抛出点为零势能面，物体的机械能E2＝mv＝50
J.
答案：(1)65 (2)65 (3)50
23．图为儿童游乐园中一种滑道的示意图，滑道最高点A与最低点B之间的高度差为h＝45
m．一个质量m＝20
kg的小孩(视为质点)沿左边的台阶登上滑道顶端，再从A点由静止开始沿滑道下滑。如果小孩在滑道上的AB段滑行时，受到的阻力忽略不计，重力加速度g取10
m/s2.
(1)小孩沿左边的台阶向上登高的过程中，小孩的重力势能怎样变化？
(2)求小孩从A点滑到B点的过程中，重力所做的功；
(3)求小孩经过B点时的速度大小．
解析：(1)小孩的重力势能为Ep＝mgh.
小孩沿左边的台阶向上登高的过程中，h增大，所以小孩的重力势能变大．
(2)小孩从A点滑到B点的过程中，重力所做的功为WG＝mgh＝20×10×45
J＝9
000
J.
(3)小孩从A点到B机械能守恒，根据动能定理则有mgh＝mv2－0
解得v＝30
m/s.
答案：(1)变大 (2)9
000
J (3)30
m/s
PAGE
