高考調(diào)研高考物理總復(fù)習(xí)機(jī)械能守恒定律課(已修改)
2025-01-06 08:09 本頁面
【正文】 第 3單元 機(jī)械能守恒定律 考點(diǎn)及模型 的構(gòu)建 探秘規(guī)律 升華技巧 突破壓軸技壓群雄 課時作業(yè) 考點(diǎn)及模型的構(gòu)建 一 、 機(jī)械能 1． 重力做功的特點(diǎn) 重力做功與路徑無關(guān) ， 只決定于初 、 末位置間的高度差h， 重力做功的大小 WG＝ ， 則重力做正功；反之 ， 物體克服重力做功 ． 【例 1 】 ( 創(chuàng)新題 ) 小球質(zhì)量為 m ，在高于地面 h 處以速度 v 豎直上拋．空氣阻力為 f ( f ＜ mg ) ．設(shè)小球與地面碰撞中不損失機(jī)械能．則從拋出直至小球靜止的過程中，小球通過的總路程為 ( ) A ． mgh ＋m v22 f B ． mgh ＋m v2f C.2 mgh ＋ m v22 f D.gh ＋ v2mf 【 答案 】 C 【解析】 小球從拋出直至靜止過程中，小球受重力 G＝ mg ，阻力 f ，由于重力做功與路徑無關(guān)，對整個過程利用動能定理，得 mgh － fs ＝ 0 －12m v2 則小球通過的總路程 s ＝2 mgh ＋ m v22 f.C 項(xiàng)正確． 【 名師點(diǎn)撥 】 小球從拋出 、 與地面多次碰撞 ， 直至靜止在地面上 ， 運(yùn)動過程較復(fù)雜 ， 但初末位置確定 ， 重力做功只取決于其高度差 ， 與路程無關(guān)；而阻力做功與路程有關(guān) ，阻力始終做負(fù)功 ， s是總路程；做功與路徑無關(guān) ， 只由初 、 末位置間距離決定的力除重力 (萬有引力 )外 ， 還有彈簧的彈力 、分子力 、 電場力 ， 這些力也稱為保守力 ． 凡做功與路徑無關(guān) ， 只由初 、 末位置間距離決定的力 ， 都可以引入相應(yīng)的勢能 ， 如重力勢能 (引力勢能 )、 彈性勢能 、 分子勢能 、 電勢能 ． 像摩擦力做功與路徑有關(guān) ， 這樣的力也稱為耗散力 ， 沒有其勢能的說法 ． 2． 重力勢能 地球上的物體由于受到重力作用而具有的跟它的高度有關(guān)的能 ， 叫重力勢能 ． 重力勢能是地球和物體組成的系統(tǒng)共有的 ， 而不是物體單獨(dú)具有的 ． Ep＝ mgh， 重力勢能的大小和零勢能面的選取有關(guān) ， h是物體的重心到參考平面 (零重力勢能面 )的高度 ， 若物體在參考平面以上 ， 則重力勢能取正值；若物體在參考平面以下 ， 則重力勢能取負(fù)值 ． 通常選擇地面作為零勢面 ， 重力勢能是標(biāo)量 ， 但有正 、 負(fù) ， 其正 、 負(fù)只表示在零勢面上 、 下 ． 【 例 2】 一實(shí)心鐵球與一實(shí)心木球質(zhì)量相等 ， 質(zhì)量分布均勻 ， 將它們放在同一水平地面上 ， 下列結(jié)論中正確的是( ) A． 鐵球的重力勢能大于木球的重力勢能 B． 鐵球的重力勢能等于木球的重力勢能 C． 鐵球的重力勢能小于木球的重力勢能 D． 以上三種情況都有可能 【 解析 】 因鐵球和木球的密度不同 ． 所以質(zhì)量相等的鐵球和木球中木球的體積較大 ， 放在同一水平地面上時 ， 木球的重心高 ． 因此 ， 木球的重力勢能大于鐵球的重力勢能 ． 選項(xiàng) C正確 ． 【 答案 】 C 【 名師點(diǎn)撥 】 由于重力勢能 Ep＝ mgh， 所以比較重力勢能大小時 ， 要比較重力的大小和重心的高度 ， 在重力相等的情況下 ， 只要相對同一參考面 ， 重心高的物體的重力勢能一定大 ， 總之重力勢能是只有相對性的 ． 3． 重力做功與重力勢能的變化關(guān)系 在理解的基礎(chǔ)上 ， 記住下面兩句話： (1)重力對物體做功 ， 物體重力勢能就減小 ． 減小的重力勢能等于重力對物體所做的功 ． (2)物體克服重力做功 ， 物體的重力勢能就增加 ． 增加的重力勢能等于物體克服重力所做的功 ． 【例 3 】 面積很大的水池，水深為 H ，上面浮著一正方形木塊．木塊邊長為 a ，密度為水的12，質(zhì)量為 m . 開始時，木塊靜止，有一半沒入水中，如右圖所示，現(xiàn)用力 F 緩慢地壓到池底，不計(jì)摩擦．求： (1) 從木塊剛好完全沒入水中到停在池底的過程中，池水的勢能的改變量． (2) 從開始到木塊剛好完全沒入水的過程中，力 F 所做的功． 【解析】 (1) 右圖中， 1 和 2 分別表示木塊在剛沒入水中和到達(dá)池底時的位置．木塊從 1 移到 2 ，相當(dāng)于使同體積的水從2 移到 1 ，所以池水勢能的改變量等于這部分水在位置 1 和位置 2 的勢能之差，因?yàn)槟緣K密度為水的12，木塊的質(zhì)量為 m ，所以與木塊同體積的水的質(zhì)量為 m 水
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