机械能相同，质量相同的三个物体在最高点的特点

2023-10-21 理论教育版权反馈

【摘要】：因为三个物体质量相同,初速度也相同,高度相同,故三个物体在最高点的机械能相同,落地时重力势能全部转化为动能。

1.功。(B)

2.功率。(B)

3.动能。(C)

4.动能定理。(C)

5.重力势能。(B)

6.弹性势能。(B)

7.机械能守恒定律。(C)

近三年四川省对口升学本章考点内容及考题分析

本章是运用能量观点解决物理问题的基础章节,理解功、功率的基本概念,了解弹性势能,理解动能和势能,理解机械能守恒的条件;掌握动能定理,掌握机械能守恒定律,会运用功、功率解答汽车启动、最大速度等相关问题,会运用动能定理、机械能守恒定律解题。

1.要理解三种不做功的情况:有力无位移,有位移无力(靠惯性),力和位移相互垂直。

2.功是标量,但它有正功、负功之分。某力对物体做负功,也可说成“物体克服某力做功”。功是一个过程所对应的量,因此功是过程量。功仅与F、s、θ有关,与物体所受的其他外力、速度、加速度无关。几个力对一个物体做功的代数和等于这几个力的合力对物体所做的功。

3.一般来说用于求平均功率,P=Fv求瞬时功率;P=Fv中的v是平均速度,所计算的就是平均功率。

4.重力势能Ep=mgh,h是物体距参考面的竖直高度,重力势能为零的平面称为参考面,原则是任意选取,但通常以地面为参考面,若参考面未定,重力势能无意义,不能说重力势能大小如何,选取不同的参考面,物体具有的重力势能不同,但重力势能改变与参考面的选取无关。重力势能为正,表示物体在参考面的上方;重力势能为负,表示物体在参考面的下方;重力势能为零,表示物体在参考面上。重力做功的特点:物体运动时,重力对它做的功只跟它的初、末位置有关,而跟物体运动的路径无关。重力做正功时,物体重力势能减少;重力做负功时,物体重力势能增加。

5.弹性势能:发生弹性形变的物体的各部分之间,由于有弹力的相互作用,也具有势能,这种势能叫作弹性势能。弹性势能的大小跟形变的大小有关,形变量越大,弹性势能越大,对于弹簧来说,弹性势能还与劲度系数有关,当形变量一定时,劲度系数越大的弹簧,弹性势能也越大。弹力做功跟弹性势能变化的关系:当弹簧的弹力做正功时,弹簧的弹性势能减小,弹性势能变成其他形式的能;当弹簧的弹力做负功时,弹簧的弹性势能增加,其他形式的能转化为弹性势能。

6.动能:物体由于运动具有的能。

7.动能定理是指外力对物体做的总功或合外力对物体所做的功,等于物体动能的增加量。

8.应用动能定理解题步骤:①确定研究对象及其运动过程;②分析研究对象在研究过程中受力情况,弄清各力做功;③确定研究对象在运动过程中初、末状态,找出初、末动能;④列方程并求解。

9.机械能守恒条件:只有重力或弹力做功,无其他力做功;外力不做功或外力做功的代数和为零;系统内如摩擦阻力对系统不做功。

10.在运用机械能守恒定律解题时,要先判断守恒条件,再选择零势能参考面,使整个运动过程机械能不变。

【例1】在光滑的地板上,用水平拉力分别使两个物块由静止获得相同的动能,那么可以肯定( )

A.水平拉力相等 B.两物块质量相等

C.两物块速度变化相等 D.水平拉力对两物块做功相等

【答案】 D

【解析】本题考查动能定理。合外力对物体所做的功等于物体动能的变化量。

【例2】一个人站在阳台上,从阳台边缘以相同的速率v0分别把三个质量相同的球竖直上抛、竖直下抛、水平抛出。不计空气阻力,则三球落地时的动能( )

A.上抛球最大 B.下抛球最大 C.平抛球最大 D.三球一样大

【答案】 D

【解析】本题考查机械能守恒。因为三个物体质量相同,初速度也相同,高度相同,故三个物体在最高点的机械能相同,落地时重力势能全部转化为动能。

一、单项选择题

1.在离地面一定高度处,以相同的动能,向各个方向抛出多个质量相同的小球,这些小球到达地面时,有相同的( )(www.chuimin.cn)

A.动能 B.速度 C.动量 D.位移

2.小球自由下落,不考虑空气阻力,在第1 s末和第2 s末的动能之比为( )

A.1∶2 B.1∶4 C.1∶ pagenumber_ebook=308,pagenumber_book=300 D.1∶9

3.某同学投掷铅球,每次出手时,铅球速度的大小相等,但方向与水平面的夹角不同。关于出手时铅球的动能,下列判断正确的是( )

A.夹角越大,动能越大 B.夹角越大,动能越小

C.夹角为45°时,动能最大 D.动能的大小与夹角无关

4.水平地面上,一运动物体在10 N摩擦力的作用下,前进5 m后停止,在这一过程中物体的动能改变了( )

A.10 J B.25 J C.50 J D.100 J

5.速度为v的子弹,恰好能穿透一块固定着的木板;如果子弹速度为2v,子弹穿透木板时阻力视为不变,则可穿透同样的木板( )

A.2块 B.3块 C.4块 D.1块

二、判断题(正确的选“A”,错误的选“B”)

1.物体的动能不变,则其速度一定也不变。( )

2.据P=Fv可知,汽车牵引力一定与速度成反比。( )

3.外力对物体做功的代数和等于物体的末动能和初动能之差。( )

4.任何情形下,物体的动能和势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变。( )

5.动能定理不适用于分析变力问题。( )

三、填空题

1.质量为0.7 kg的足球,以4 m/s的速度水平飞来,运动员以5 m/s的速度将球反方向顶出,则运动员在顶球的过程中对球做的功为_________J。

2.一物体从高1 m、长3 m的光滑斜面的顶端由静止开始滑下,若不计阻力,滑下_________m远时,它的动能是重力势能的2倍。

3.质量为0.5 kg的物体,自由下落2 s,2 s末物体的动能为________J。(g取10 m/s2)

4.在光滑水平面上,质量为2 kg的物体以2 m/s的速度向东运动,当对它施加一向西的力使它停下来,则该外力对物体做的功是________J。

5.以10 m/s的初速度运动的石块,在水平冰面上滑行100 m后停下,若g取10 m/s2,则冰面与石块之间的动摩擦因数是________。

四、分析计算题

1.某人站在离地面h=10 m高处的平台上以水平速度v0=5 m/s抛出一个质量m=1 kg的小球,不计空气阻力,g取10 m/s2。求:

(1)人对小球做了多少功?

(2)小球落地时的速度为多大?

2.如图所示,翻滚过山车轨道顶端A点距地面的高度H=72 m,圆形轨道最高处的B点距地面的高度h=37 m。不计摩擦阻力,试计算翻滚过山车从A点由静止开始下滑运动到B点时的速度。(g取10 m/s2)

第2题图

3.物体质量为10 kg,在平行于斜面的拉力F作用下沿斜面向上运动,斜面与物体间的动摩擦因数为μ=0.1,当物体运动到斜面中点时,去掉拉力F,物体刚好能运动到斜面顶端停下,斜面倾角为30°,求拉力F。(g取10 m/s2)

机械能相同，质量相同的三个物体在最高点的特点

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