高中物理功能关系
总结
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专题 功、动能和势能和动能定理
功: (单位:J)
力学: ?W = Fs cos, (适用于恒力功的计算)?理解正功、零功、负功?功是能量转化的量度
21p2mv,动能: E= 重力势能E = mgh (凡是势能与零势能面的选择有Kp22m
关)
?动能定理:外力对物体所做的总功等于物体动能的变化(增量)
1122公式: W= W,W+ W+„+W= ,E = E 一E = 合合12nkk2k1mVmV,2122
W为外力所做功的代数和((W可以不同的性质力做功) ?合
?外力既可以有几个外力同时作用,也可以是各外力先后作用或在不同过程中作用:
?即为物体所受合外力的功。
?功是能量转化的量度(最易忽视)主要形式有: 惯穿整个高中物理的主线 “功是能量转化的量度”这一基本概念含义理解。
重力的功------量度------重力势能的变化 ?
物体重力势能的增量由重力做的功来量度:W= -ΔE,这就是势能定理。 GP
与势能相关的力做功特点:如重力,弹力,分子力,电场力它们做功与路径无关,只与始末位置有关.
除重力和弹簧弹力做功外,其它力做功改变机械能,这就是机械能定理。
只有重力做功时系统的机械能守恒。
功能关系:功是能量转化的量度。有两层含义:
(1)做功的过程就是能量转化的过程, (2)做功的多少决定了能转化的数量,即:功是能量转化的量度
强调:功是一种过程量,它和一段位移(一段时间)相对应;而能是一种状态量,它与一个时刻相对应。
两者的单位是相同的(都是J),但不能说功就是能,也不能说“功变成了能”。
练习:
一、单项选择题
1(关于功和能的下列说法正确的是 ( )
A(功就是能 B(做功的过程就是能量转化的过程
C(功有正功、负功,所以功是矢量 D(功是能量的量度
2(一个运动物体它的速度是v时,其动能为E。那么当这个物体的速度增加到3v时,其动能应该是 ( )
A(E B( 3E
C( 6E D( 9E
3(一个质量为m的物体,分别做下列运动,其动能在运动过程中一定发生变化的是:( )
A(匀速直线运动 B(匀变速直线运动
C(平抛运动 D(匀速圆周运动
4(对于动能定理表达式W=E-E的理解,正确的是: ( ) K2K1
A(物体具有动能是由于力对物体做了功
B(力对物体做功是由于该物体具有动能
C(力做功是由于物体的动能发生变化
D(物体的动能发生变化是由于力对物体做了功
5(某物体做变速直线运动,在t时刻速率为v,在t时刻速率为nv,则在t时122刻的动能是t时刻的 1
n倍 B、n/2倍 A、
22C、n倍 D、n/4倍
6(打桩机的重锤质量是250kg,把它提升到离地面15m高处,然后让它自由下落,
2当重锤刚要接触地面时其动能为(取g=10m/s): ( )
44A(1.25×10J B(2.5×10J
44C(3.75×10J D(4.0×10J
7(质量为m=2kg的物体,在水平面上以v= 6m/s的速度匀速向西运动,若有一1
个F=8N、方向向北的恒定力作用于物体,在t=2s内物体的动能增加了 ( )
A(28J B(64J
C(32J D(36J
8(下列关于运动物体所受的合外力、外力做功和动能变化的关系中正确的是:( )
A(如果物体受的合外力为零,那么合外力对物体做的功一定为零
B(如果合外力对物体所做的功为零,则合外力一定为零
C(物体在合外力作用下做变速运动,动能一定变化
D(物体的动能不变,所受的合外力一定为零
9(一物体在水平方向的两个水平恒力作用下沿水平面做匀速直线运动。若撤去*
其中一个水平力,下面说法正确( )
A(物体的动能可能减少 B(物体的动能可能不变 C(物体的动能可能增加 D(余下的一个力一定对物体做正功。
*10(如图所示,一个铁球从竖立在地面上的轻弹簧正上方某处自由下落,在A点接触弹簧后
将弹簧压缩,到B点物体的速度为零,然后被弹回,下列说法中正确的是:
( )
A(物体从A下落到B的过程中,动能不断减小
B(物体从B上升到A的过程中,动能不断增大
C(物体从A下落到B以及从B上升到A的过程中,动能都是先变大后变小 D(物体在B点的动能为零,是平衡位置
A
B 二、填空题
11(质量为1kg的足球以2m/s的速度飞来,它的动能是 J。运动员又以5m/s的速度将它踢飞,运动员对它做的功是 J。
12(木块受水平力F作用在水平面上由静止开始运动,前进S米后撤去F,木块又沿原方向前进3S停止,则摩擦力f= 。木块最大动能为 。
三、计算题
13(一个物体自由下落1m和4m的动能之比是多少,下落1s和4s时的动能之比是多少,
14(质量是一千克的物体做平抛运动,初速度为6m/s,抛出时物体的动能是多少,
某时刻物体的水平速度为6m/s,竖直速度为8m/s,此刻物体的动能是多少,
15(1)(质量为m的物体由半圆形轨道顶端从静止开始释放,如图4所示,A为轨道最低点,A与圆心0在同一竖直线上,已知圆弧轨道半径为R,运动到A点时,物体对轨道的压力大小为2.5mg,求此过程中物体克服摩擦力做的功。
16(1).如图所示,一小球从倾角为30?的固定斜面上的A点水平抛出,初动能为6J,
问球落到斜面上的B点时动能有多大?
15(2)(如图所示,质量为40g的金属小球从导轨的a处自由滑下,依次经过b处、c处,到达d处时恰好停下。在从a到b的过程中,重力做功为多少,在整个运动过程中,小球克服导轨摩擦消耗的机械能为多少,
16(2)(某物体放在一倾角为θ的斜面上,向下轻轻一推,它刚好能匀速了滑( 若给此物体一个沿斜面向上的初速度v,那么,它能沿斜面向上冲滑的最大位移0
为多少?
17(一个物体从斜面上高h处由静止滑下并紧接着在水平面上滑行一段距离后停止,测得停止处对开始运动处的水平距离为s,如图7-5-6所示,不考虑物体滑至斜面底端的碰撞作用,并设斜面与水平面对物体的动摩擦因数相同,求动摩擦因数μ(
18. 物体质量为10kg,在平行于斜面的拉力F作用下沿斜面向上运动,斜面与物
,当物体运动到斜面中点时,去掉拉力F,物体刚好体间的动摩擦因数为,,0.1
2能运动到斜面顶端停下,斜面倾角为30?,求拉力F多大,() g,10m/s
19.质量为4t的汽车,以恒定功率沿平直公路行驶,在一段时间内前进了100m,其速度从36km/h增加到54km/h。若车受到的阻力恒定,且阻力因数为0.02,
2求这段时间内汽车所做的功。() g,10m/s