第七章機(jī)械能守恒定律(存儲版)
【正文】 中O是打點(diǎn)計(jì)時器打的第一個點(diǎn)，A、B、C、D、E相鄰點(diǎn)之間還有一個點(diǎn)，圖中未標(biāo)出)．查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝．測得重錘質(zhì)量m＝．根據(jù)紙帶求：(1)重錘從起始下落至B時，減少的重力勢能；(2)重錘下落到B時的動能；(3)從(1)、(2)的數(shù)據(jù)可得什么結(jié)論？產(chǎn)生誤差的主要原因是什么？圖7－27五、計(jì)算題19．從距地面15m高的樓頂，以10m/s的速度拋出一個小球．不計(jì)空氣阻力，且以地面為零勢能面．求此球在多高處重力勢能與動能相等．(取g＝10m/s2)20．把質(zhì)量為m的物體從地面豎直向上拋出，拋出時物體的初動能為，求：(1)物體可上升的最大高度H；(2)物體運(yùn)動到高度處的動能EK．21．在一次測試中，103kg的汽車沿平直公路行駛，其發(fā)動機(jī)的輸出功率恒為100kW．汽車的速度由10m/s增加到16m/s，．若在這個過程中汽車所受的阻力恒定，當(dāng)汽車的速度為10m/s時，求：(1)牽引力的大小；(2)汽車加速度的大小． 參考答案第七章 機(jī)械能守恒定律第一節(jié) 追尋守恒量1．(1)能量 (2)等于 勢 動 動 勢 (3)恒定 勢 動第二節(jié) 功1．12000 10000 2．A 3．C 4．D 5．30J －4J 0 26J第三節(jié) 功 率1．A 2．7000 3．400 200 400 4．15 5．A6．(1)2000N (2)1m/s2 7．(1) (2)第四節(jié) 重力勢能1．AB 2．D 3．D 4．10 減少 10 5．(1) (2)mgh (3)增加mgh第五節(jié) 探究彈性勢能的表達(dá)式1．(1)200 100 面積 (2)1000 (3) 負(fù) 增加 2．C第六節(jié) 探究功與物體速度變化的關(guān)系第七節(jié) 動能和動能定理1．B 2．B 3．120 4．C 5．(1)8000J (2)8000J (3)16000N6．1塊第八節(jié) 機(jī)械能守恒定律1．(1)62500J 0 62500J (2)37500J 25000J 62500J (3)0 62500J 62500J2．(1)0 0 0 (2)－mgl(1－cosq) (3) (4)機(jī)械能守恒定律與參考面選取無關(guān)3．BD 4．C 5．D 6．4m/s 7．3m 8．(1)20 m/s (2)12 m/s (3)20 m/s全章練習(xí)(一)1．D 2．D 3．D 4．AB 5．C 6．BD 7．8．(1)6m/s (2)1m/s2 9．(1)4000N (2)10 m/s (3)5s (4)48kW10． 11．(1) (2)本章練習(xí)(二)1．D 2．C 3．B 4．C 5．C 6．D 7．A 8．C9．BC 10．AC 11．AD 12．CD13．不變 減少 減少 14．2000 1000 1000 15．5 16．17．h/818．(1) (2) (3)增加的動能略小于減小的重力勢能。＜a≤180176。時，cosa＜0，意味著力F對物體充當(dāng)阻力，阻礙物體運(yùn)動，力F做負(fù)功．2．求變力做功的方法利用無限分割的思想，求變力做功．如圖7－2所示，一個物體在變力作用下做曲線運(yùn)動，由O點(diǎn)運(yùn)動到O′點(diǎn)，我們可以把曲線分成很多小段，如圖中AB小段、CD小段等，每小段都足夠小，可認(rèn)為是直線，且力的變化很小，可以認(rèn)為是恒定的．這樣，對每小段來說，就可以用W＝Flcosa計(jì)算功．所以求變力做功的方法是：把物體通過各個小段所做的功加在一起，就等于變力在整個過程中所做的功．例如：物體在水平地面上沿曲線滑動，滑動摩擦力的大小不變，利用上述方法可求克服摩擦力所做的功W＝－fs，其中s為物體運(yùn)動的路程．圖7－23．平均功率與瞬時功率的計(jì)算平均功率： 瞬時功率：P＝Fvtcosq例3 ，從100m高處自由下落，在下落前3s內(nèi)重力對物體做功______J，前3s內(nèi)重力的平均功率是______W，第3s末重力對物體做功的瞬時功率是______W．例4 質(zhì)量為m的物體，沿傾角為a的光滑斜面，由靜止開始下滑．當(dāng)物體下滑了距離s時，重力做功的瞬時功率為______．4．汽車的兩種起動方式(1)以恒定的功率起動起動過程：P恒定、v增大F減小a減小當(dāng)F減小到等于f時：Fmin＝f→a＝0，速度不再變化，達(dá)到最大值之后汽車以nm勻速運(yùn)動．(2)以恒定的牽引力起動(設(shè)額定功率為P額)起動過程：F恒定、v增大P實(shí)增大→P實(shí)增大到與額定功率P額相等之后汽車在恒定的P額下繼續(xù)加速，牽引力F不再保持恒定：F恒定、v增大F減小a減小當(dāng)F減小到等于f時：Fmin＝f→a＝0，速度不再變化，達(dá)到最大值，之后汽車以nm勻速運(yùn)動．例5 汽車發(fā)動機(jī)的額定功率為60kW，汽車的質(zhì)量為5t，汽車在水平路面上行駛時，g＝10m/s2．求：(1)若汽車保持額定功率從靜止起動后能達(dá)到的最大速度是多少？(2)若汽車從靜止開始，這一過程通過的位移是多大？用了多長時間？5．動能定理(1)在中學(xué)階段，動能定理中的研究對象為可當(dāng)做質(zhì)點(diǎn)的單個物體．它不僅適用于物體在恒力作用下的運(yùn)動，也適用于物體在變力作用下的運(yùn)動；不僅適用于直線運(yùn)動，也適用于曲線運(yùn)動．(2)公式中動能的變化DEk是對一個過程中物體末態(tài)動能Ek初態(tài)動能Ek1相比較而言的，所以一定是DEk＝Ek2－Ek1．DEk若為正值，則表示動能增大，DEk若為負(fù)值，則表示動能減?。?3)W總是指在研究的過程中，物體所受到的各個力做功的代數(shù)和，也可以理解為合力對物體所做的功．(4)在使用動能定理解題時，位移和速度要選擇統(tǒng)一的參考系．一般在中學(xué)物理中我們規(guī)定，都以地面為參考系．(5)使用動能定理解題時的一般步驟：(a)明確研究對象．(b)明確研究的運(yùn)動過程，確定物體的初態(tài)動能Ek1和末態(tài)動能Ek2．(c)分析物體的受力情況，判斷各力是否做功，是做正功還是做負(fù)功，進(jìn)一步求W總．(d)根據(jù)動能定理列方程求解．例6 質(zhì)量為m的物體從距地面高H處自由下落(不計(jì)空氣阻力)，落至地面后，陷入沙坑的深度為h．求物體在沙坑中所受到的阻力(設(shè)該過程中阻力大小不變)．(請你分別用三種方法求解)方法一：用牛頓定律和運(yùn)動學(xué)公式求解方法二：分過程用動能定理求解方法三：全過程用動能定理求解(6)可以利用動能定理求解某個力所做的功例7 一輛汽車，質(zhì)量為m，它沿平直公路以恒定功率P0由靜止開始運(yùn)動．經(jīng)過時間t，汽車達(dá)到最大速度vmax，則此過程中阻力所做的功為______．若此過程汽車的位移為s，則汽車所受阻力的大小為______(設(shè)汽車所受阻力恒定)．例8 如圖7－3所示，一個質(zhì)量為m的小球，用長為l的輕繩在水平拉力F的作用下，從最低點(diǎn)A緩慢地移到B點(diǎn)，此時輕繩與豎直方向的夾角為q．則在這個過程中力F所做的功為多少？圖7－36．機(jī)械能守恒定律(1)機(jī)械能包括：動能、重力勢能和彈性勢能．重力勢能屬于物體和地球組成的重力系統(tǒng)，彈性勢能屬于彈簧的彈力系統(tǒng)，所以，機(jī)械能守恒定律的適用對象是系統(tǒng)．(2)機(jī)械能守恒的條件：在系統(tǒng)內(nèi)，只有重力和彈力做功，其他內(nèi)力和外力都不做功．(3)使用機(jī)械能守恒定律解題的基本步驟：(a)明確研究對象．(b)分析研究對象的受力及其做功的情況，判斷是否滿足機(jī)械能守恒的條件．(c)確定研究過程，選擇合適的零勢能參考平面，分析物體在初、末狀態(tài)時的動能和勢能的情況．(d)根據(jù)機(jī)械能守恒定律，列方程求解．例9 一個物體從光滑斜面頂端由靜止開始下滑，斜面的高為1m，長為2m，不計(jì)空氣阻力，物體滑到斜面底端時的速度是
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