專題五功和能 高三複習

2022-12-03 09:27:05 字數 3606 閱讀 3747

高考要求】

高考主要考察三類問題:(一)功(二)動能定理(三)機械能守恆定律,並注意與牛頓運動定律、運動學方程的綜合。

1. 概念:

功:是過程量,其中指物體的對地位移,為力與位移的夾角,此式在中學階段僅用來計算恒力做功,變力的功一般用動能定理計算

平均功率:;瞬時功率:,為力與速度的夾角;汽車功率:

動能:是狀態量,其中指物體的對地速度;重力勢能:,重力做的功等於重力勢能的減少量,

2. 規律:

3. 動能定理:外力對物體做的功的代數和等於物體動能的增量:

機械能守恆定律:只有重力或彈力做功時,物體或系統的機械能總量保持不變。

【知識結構】

一、功、功率

功定義式為,其中指物體的對地位移,為力與位移的夾角,此式在中學階段僅用來計算恒力做功,變力的功一般用動能定理計算;功率的定義式為,結合可變形為,如果式中的各個量用瞬時值代入,可計算瞬時功率.對於汽車類功率問題,應注意中是什麼量保持不變.

1.國際單位制中,功率的單位是,它與下述的哪乙個單位相一致

a. b. c. d.

2.如圖1所示,小物體位於光滑的斜面上,斜面位於光滑的水平地面上,從地面上看,在小物體沿斜面下滑的過程中,斜面對小物體的作用力

a.垂直於接觸面,做功為零

b.垂直於接觸面,做功不為零

c.不垂直於接觸面,做功為零

d.不垂直於接觸面,做功不為零

3.質量為的物體從半徑為的光滑半圓軌道上點由靜止下滑,如圖2所示,半圓軌道可在光滑的水平面上自由運動,在下滑的過程中,設半圓軌道對物體的支援力為,物體對半圓軌道的壓力為,則

a.不做功

b.做正功

c.不做功

d.做負功

4.一質量為的木塊靜止在光滑的水平地面上,從開始,將乙個大小為的水平恒力作用在該木塊上,在時刻力的功率是

abcd.

5.設在平直公路上以一般速度行駛的自行車,所受阻力約為車和人總重的倍,則騎車人的功率最接近

a. bcd.

6.關於作用力與反作用力做功的關係,下列說法正確的是

a.當作用力作正功時,反作用力一定作負功

b.當作用力不作功時,反作用力也不作功

c.作用力與反作用力所做的功一定是大小相等、正負相反的

d.作用力做正功時,反作用力也可以做正功

7.汽車在水平公路上沿直線勻速行駛,速度為,發動機輸出功率為,汽車所受到的阻力等於_______.

8.一台電動機的額定輸出功率為,它內可以做功________,用這台電動機豎直向上提公升質量為的貨物,上公升的最大速度為____.(取)

9.跳繩是一種健身運動.設某運動員的質量是,他一分鐘跳繩180次.假定在每次跳躍中,腳與地面的接觸時間佔跳躍一次所需時間的2/5,則該運動員跳繩時克服重力做功的平均功率是多少瓦?(取)

10.若正常人心臟在一次搏動中幫浦出血液,推動血液流動的平均壓強為.設心臟主動脈的內徑為,每分鐘搏動75次,求:(1)心臟推動血液流動的平均功率是多大?(2)血液從心臟流出的平均速度是多大?

11.汽車的質量為,額定功率為, 沿水平道路行駛時,阻力恒為重力的倍(取).求:(1)求汽車沿水平道路勻速行駛的最大速度;(2)設汽車由靜止起勻加速行駛,加速度為, 求汽車維持這一加速度運動的最長時間.

12.如圖3所示的水平傳送裝置,間距為,皮帶以的速度勻速運轉.把一質量為的零件無初速地放在傳送帶處,已知零件與皮帶之間的動摩擦因數為,試求從到的過程中,摩擦力對零件所做的的功.

二、動能、動能定理

動能是標量,其表示式為,動能定理的表示式為,其左邊為合外力對物體做的功,右邊為物體動能的增量;功表示式中的位移、動能表示式中的速度都是以地面為參考係,利用動能定理可以方便地計算變力做功問題.

1.一質量為的小球,用長為的輕繩懸掛於點,小球在水平力的作用下,從平衡位置很緩慢地移動到點,如圖1所示,則力所做的功為

ab.cd.2.乙個質量為2的物體,以4的速度在光滑水平面上向右滑行,從某個時刻起,在物體上作用乙個向左的水平力,經過一段時間,物體的速度方向變為向左,大小仍然是4,在這段時間內水平力對物體做的功為

a. 0bcd.

3.如圖2所示,是一條長軌道,其中段是傾角為的斜面,段是水平的.是與和都相切的一小段圓弧,其長度可以忽略不計.一質量為的小滑塊在點從靜止狀態釋放,沿軌道下滑,最後停在點,點和點的位置如圖所示,現用一沿著軌道方向的力推滑塊,使它緩慢地由點推回到點時停下.

設滑塊與軌道之間的動摩擦因數為,則推力對滑塊做的功等於

ab.cd4.兩輛汽車在同一平直路面上行駛,它們的質量之比,速度之比.當兩車急剎車後,甲車滑行的最大距離為,乙車滑行的最大距離為.設兩車與路面的動摩擦因數相等,不計空氣的阻力,則

ab.c. sd.

5.站在斜向上運動的自動扶梯上的人,若他同時沿著階梯勻速地向上走,那麼人發生相同位移的條件下,自動扶梯發電機所做的功和它的功率變化情況是

a.所做的功減少b.所做的功不變

c.功率不變d.功率減小

6.如圖3所示,乙個質量為的物體在高為的斜面上剛好勻速下滑,現用平行於斜面的力緩慢地將物體沿斜面從底端拉到頂端,拉力所做的功為________.

7.在距地面高處以的速度丟擲乙個質量為的物體,物體落到地面時的速度是,那麼人在拋物的過程中對物體做的功是____,物體下落過程中克服阻力做的功是____.

8.勻質直木板長為,放在水平桌面上,它的右端與桌面相齊,如圖4所示,木板質量為,與桌面間動摩擦因數為.若在木板左端用一水平推力將其推下桌子,水平推力至少做功取).

9.一人在雪橇上,從靜止開始沿著高度為的斜坡滑下,到達底部時的速度為,人和雪橇的總質量為,下滑過程中克服阻力做的功等於______ (取).

10.質量為的汽車,由靜止開始以恆定的功率前進,它經過前進了,這時它達到了最大速度,其數值為,問汽車所受的阻力為多大?(設汽車受到的阻力恆定不變)

11.一鋼球質量為,自高度處靜止下落至一鋼板上,與鋼板碰撞後彈起,碰撞過程中無能量損失,若下落中所受的空氣阻力的大小不變,求:(1)小球第一次下落至鋼板時(尚未碰撞)的速度;(2)小球從開始下落到完全靜止所通過的總路程.

12.質量為的滑塊與傾角為的斜面間的動摩擦因數為,,斜面底端有乙個和斜面垂直放置的彈性擋板,滑塊滑到底端與它碰撞時沒有機械能損失,如圖5所示.若滑塊從斜面上高為處以速度開始沿斜面下滑,設斜面足夠長,求:(1)滑塊最終停在何處?(2)滑塊在斜面上滑行的總路程是多少?

14.如圖所示,在豎直平面內,粗糙的斜面軌道ab的下端與光滑的圓弧軌道bcd相切於b,c是最低點,圓心角∠boc=37°,d與圓心o等高,圓弧軌道半徑r=1.0m,現有乙個質量為m=0.2kg可視為質點的小物體,從d點的正上方e點處自由下落,de距離h=1.

6m,物體與斜面ab之間的動摩擦因數μ=0.5.取sin37°=0.6,cos37°=0.

8,g=10m/s2.求:

(1)物體第一次通過c點時軌道對物體的支援力fn的大小;

(2)要使物體不從斜面頂端飛出,斜面的長度lab至少要多長;

(3)若斜面已經滿足(2)要求,物體從e點開始下落,直至最後在光滑圓弧軌道做週期性運動,在此過程中系統因摩擦所產生的熱量q的大小

15.如圖所示,繃緊的傳送帶與水平面的夾角θ=30°,皮帶在電動機的帶動下,始終保持v0=2m/s的速率執行.現把一質量為m=10kg的工件(可看為質點)輕輕放在皮帶的底端,經時間1.9s,工件被傳送到h=1.5m的高處,取g=10m/s2.求:

(1)工件與皮帶的動摩擦因數; (2)電動機由於傳送工件多消耗的電能。

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