高中物理机械能守恒定律实验 人教版高二必修二物理曲线运动知识点例题(2)

注意：求天体质量和密度时，注意区分是绕表面飞行还是离一定的距离环绕。第7章 1．功：力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘 积。即：W ? Fl cos ?功是标量，在 SI 单位制中单位是焦耳，1J 等于 1N 的力使物体在力的方向上发生 1m 的 位移时所做的功。即：１Ｊ＝１Ｎ·ｍ ２．正功、负功取决于公式中力与运动方向的夹角 ? ：当0?? ???2 时，力对物体做正功，该力一定是动力；当 2?? ??时，力对物体做负功，该力一定是阻力；当???2 时，力对物体不做功，该力一定垂直物体运动方向。3．求总功的方法： （1）求各个力做的功的代数和W ? W1 ? W2 ? W3 ? ? W ? F合l cos?（2）先求合力，再求合力做的功4．功率：描述做功快慢的物理量，我们把功 W 跟完成这些功所用时间 t 的比值叫做功率。即：P?W t 功率是标量，在 SI 单位制中单位是瓦特，1W=1J/s额定功率：在正常情况下可以长时间工作的最大功率。 功率与速度的关系： 一个力对物体做功的功率， 等于这个力的大小、 受力物体运动速度大小、 力与速度方向夹角余弦三者的乘积，即： P 解决汽车的两种启动问题关键： 1、 正确分析物理过程。

2、 抓住两个基本公式： （1）功率公式： P ? Fv ，其中 P 是汽车的功率，F 是汽车的 牵引力，v 是汽车的速度。 （2）牛顿第二定律： F ? f ? m a，如图 1 所示。? Fv cos ?N f图1mgF正确分析启动过程中 P、F、f、v、a 的变化抓住不变量、变 化量及变化关系。 5．重力势能：物体凭借其位置而具有的能量，物体的重力势能等于它所受重力与所处高度 的乘积。即：E p ? mgh重力做功的特点： 重力对物体做的功只跟它的起点和终点的位置有关， 而跟物体的运动路径 无关。 重力做功与重力势能变化量的关系：WG ? E p1 ? E p 2 ? ??E p（功是能量转化的量度）（1） 重力做正功，物体的重力势能一定减少，减少量等于重力做功的大小 （2） 重力做负功，物体的重力势能一定增加，增加量等于重力做功的绝对值 重力势能是标量，它的大小与参考平面选取有关，在参考面上物体的重力势能为 0，在参考 面以上物体具有的重力势能为正值，在参考面以下其值为负。 重力势能的系统性指一个物体的重力势能是物体和地球所组成的系统所共有的。 6．弹簧弹力做功与弹簧的弹性势能关系：W弹 ? E p1 ? E p 2 ? ??E p（功是能量转化的量度）（1）弹力做正功，弹簧的弹性势能一定减少，减少量等于弹力做功的大小 （2）弹力做负功，弹簧的弹性势能一定增加，增加量等于弹力做功的绝对值弹性势能的表达式：Ep ?1 2 kx 2 Ek ? 1 mv 2 27．动能：物体由于运动而具有的能量，动能的表达式：动能定理：力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化，即：W总 ? Ek 2 ? Ek1 （功是能量转化的量度）8．机械能守恒定律：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。

即： E1 ? E2 机械能守恒条件：只有重力或弹簧弹力做功 9．验证机械能守恒定律： 实验器材：铁架台、打点计时器、纸带、学生电源（低压交流电源） 、重锤（重物） 、复 写纸、刻度尺、导线实验原理：重力势能的减少量等于动能的增加量，即：mgh ?1 mv 2 2 其中 h 为下落的高度，v 为某点的瞬时速度，v 等于与该点相邻的两点间的平均速度实验误差分析：实验中由于阻力的存在，所以mgh ?1 mv 2 21 2 v 实验数据：若以 2 为纵轴，以 gh 为横轴做图像，图像应该是过原点的倾斜直线，斜率为重力加速度 g 10．能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式， 或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 能源耗散过程中反映能量转化的方向性。类型五用功能关系处理平抛问题 某滑板爱好者在离地 h＝1． 8m 高的平台上滑行，水平离开 A 点后落在水平地面 的 B 点，其水平位移 S1＝3m，着地时由于存在能量损失，着地后速度变为 v＝ 4m／s，并以此为初速沿水平地面滑行 S2 ＝8m 后停止．已知人与滑板的总质量 m＝60kg．求 (1)人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力大小； (2)人与滑板离开平台时的水平初速度．(空气阻力忽略不计，g=10m／s2) 分析与解答： (1)设滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力为厂，根据动能1 定理有: ? fS 2 ? 0 ? mv 2 2解得: f ?mv 2 60 ? 42 ? N ? 60 N 2S2 2?8(2)人和滑板一起在空中做平抛运动， 设初速为 v0，飞行时间为 t， 根据平抛运动规律有:v0 ? S1 tt?2h g解得:v0 ?S1 ? 2h g3 m / s ? 5m / s 2 ?1.8 10变式 1滑雪者从 A 点由静止沿斜面滑下，沿一平台水平飞离 B 点，地面上紧靠平台有一个水平台阶，空间几何尺度如图 41 所示，斜面、平台与滑雪板 之间的动摩擦因数为μ .假设滑雪者由斜面底端进入平台 后立即沿水平方向运动，且速度大小不变.求： （1）滑雪者离开 B 点时的速度大小； （2）滑雪者从 B 点开始做平抛运动的水平距离 s. 分析与解答：（1）设滑雪者质量为 m，斜面与水平 面 夹 角 为 ? ， 滑 雪 者 滑 行 过 程 中 克 服 摩 擦 力 做 功W ? ?mgs . cos? ? ?mg( L ? s cos? ) ? ?m g L由动能定理可得： mg ( H ? h) ? ?mgL ?1 mV 2 2离开 B 点时的速度 V ? 2g (H ? h ? ?L) （2） 滑雪者离开 B 点后做平抛运动， 是落在台阶上呢？还是落在台阶下呢？ 题目没有明确说明，是模糊条件。

但可以用假设法分析求解。 设滑雪者离开 B 点后落在台阶上，则根据平抛运动的规律可得：h 1 2 ? gt1 2 2 s1 ? Vt 1 ? 2h可解得 s1 ? 2h(H ? h ? ?L) 此时必须满足 s1 ? 2h 即 H ? ?L ? 2h 。 但当 H ? ?L ? 2h 时，滑雪者直接落到地面上， h ? 可解得 s2 ? 2 h(H ? h ? ?L)1 2 gt 2 2 s 2 ? Vt 2