第4讲 动能和势能

发布 2023-04-19 15:27:28 阅读 4413

这部分按照考试大纲,写出所涉及知识点在考纲中的考察方式和难点。

这部分属于知识精讲,单独列出每个专题,专题内部包含知识精讲、例题和相应的练习。

动能与动能定理。

3.对动能定理的理解:

1)动能定理涉及一个过程(做功过程)、两个状态(初、末状态),应用动能定理时必须明确是哪些力在哪一个过程中做功,以及这一过程初、末状态的物体的速度.

2)动能的变化:初状态动能,末状态动能,那么动能变化为.动能为标量,动能的变化也为标量.

3)是所有外力对物体做的总功,等于所有外力对物体做功的代数和.即。

若物体所受外力为恒力.

4),则表示合外力作为动力对物体做功.物体的动能增加,;,则表示合外力作为阻力对物体做功.物体的动能减少,.

5)动能定理适用于物体的直线运动,也适用于曲线运动;适用于恒力做功,也适用于变力做功,力可以是各种性质的力,既可以同时作用,也可以分段作用.

6)若物体运动包含几个不同过程,应用动能定理时,可以分段应用,也可以全过程应用.

7)涉及单个物体(或可看成单个物体的物体系)的受力与位移问题时优先考虑动能定理.

8)动能定理的计算式为标量式.一般选地面为参照系.

例1】 关于对动能的理解,下列说法正确的是( )

a.动能是机械能的一种表现形式,凡是运动的物体都具有动能

b.动能总为正值

c.一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化;但速度变化时,动能不一定变化

d.动能不变的物体,一定处于平衡状态。

例2】 对于做匀速圆周运动的物体,下面说法中正确的是( )

a.速度在改变,动能也在改变b.速度改变,动能不变。

c.速度不变,动能改变d.动能、速度都不变。

例3】 关于功和物体动能变化的关系,不正确的说法是( )

a.有力对物体做功,物体的动能就会变化。

b.合力不做功,物体的动能就不变。

c.合力做正功,物体的动能就增加。

d.所有外力做功代数和为负值,物体的动能就减少。

例4】 关于运动物体所受的合力、合力的功、运动物体动能的变化,下列说法正确的是( )

a.运动物体所受的合力不为零,合力必做功,则物体的动能一定要变化。

b.运动物体所受的合力为零,物体的动能一定不变。

c.运动物体的动能保持不变,则该物体所受合力一定为零。

d.运动物体所受合力不为零,则该物体一定做变速运动。

例5】 一物体速度由0增加到v,再从v增加到2v,外力做功分别为和,则和关系正确的是( )

a. b. cd.

例6】 一人将一质量为的物体举高并获得速度,则( )

a.合力对物体做功为 b.人对物体做功为。

c.人对物体做功为d.人对物体做功为。

例7】 汽车在平直的公路上从静止开始做匀加速运动,当汽车速度达到时关闭发动机,汽车继续滑行了一段时间后停止运动,其运动的速度如图所示.若汽车加速行驶时其牵引力做功为,汽车整个运动中克服阻力做功等于,则与的比值为___牵引力和阻力大小之比为___

例8】 如图所示,质量为的物块与转台之间能出现的最大静摩擦力为物块重力的倍,物块与转轴相距,物块随转台由静止开始转动,当转速增加到一定值时,物块即将在转台上滑动,在物块由静止到滑动前的这一过程中,转台的摩擦力对物块做的功为( )

abcd.

例9】 如图所示,电梯质量为m,它的水平地板上放置一质量为m的物体,电梯在钢索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动,当上升高度为h时,电梯的速度达到v,则这段过程中,以下正确的是( )

a.电梯地板对物体的支持力所做的功等于。

b.电梯地板对物体的支持力所做的功等于。

c.钢索的拉力所做的功等于。

d.钢索的拉力所做的功大于。

例10】 一个质量为的物体静止放在光滑水平面上,在互成角的大小相等的两个水平恒力作用下,经过一段时间,物体获得的速度为,在力的方向上获得的速度分别为,那么在这段时间内,其中一个力做的功为( )

abc. d.

例11】 如图所示,质量为m的物体静放在水平光滑平台上,系在物体上的绳子跨过光滑的定滑轮由地面以速度向右匀速走动的人拉着,设人从地面上且从平台的边缘开始向右行至绳和水平方向成角处,在此过程中人所做的功为( )

abcd.

例12】 如图所示,用同种材料制成的两个轨道,段为圆弧,半径为,水平放置的段长度为.一小物块质量为,与轨道间动摩擦因数为,当它从轨道顶端由静止下滑时,恰好运动到点静止,那么物体在段克服摩擦力做的功为( )

ab. cd.

例13】 一滑块经水平轨道ab,进入竖直平面内的四分之一圆弧轨道bc.已知滑块的质量m=0.60kg,在a点的速度va=8.0m/s,ab长x=5.

0m,滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.15,圆弧轨道的半径r=2.0m,滑块离开c点后竖直上升h=0.

20m,取g=10m/s2.求:

1)滑块经过b点时速度的大小;

2) 滑块经过b点时圆弧轨道对它的支持力的大小;

3)滑块在圆弧轨道bc段克服摩擦力所做的功.

重力势能。定义:物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能.

表达式:,其中是物体的重心到参考平面(即高度取为零,零势能面)的高度.在参考面以上,;在参考面以下,.

例1】 如图所示,桌面高为h,质量为m的小球从离桌面高h处自由落下,假设桌面处的重力势能为0,则小球落到地面前瞬间的重力势能为( )

a.mgh b.mgh c.mg(h+h) d.-mgh

例2】 关于重力势能的几种理解,正确的是( )

a.重力势能等于零的物体,一定不会对别的物体做功。

b.放在地面上的物体,它的重力势能一定等于零。

c.在不同高度将某一物体抛出,落地时重力势能相等。

d.相对不同的参考平面,物体具有不同数值的重力势能,但并不影响研究有关重力势能的问题。

例3】 下列说法中正确的是( )

a.物体克服重力做功,物体的重力势能增加 b.物体克服重力做功,物体的重力势能减少。

c.重力对物体做正功,物体的重力势能增加 d.重力对物体做负功,物体的重力势能减少。

例4】 下列叙述中,正确的是( )

a.做自由落体运动的物体,在第1s内与第2s内重力势能的减少量之比为1:3

b.做竖直上抛运动的物体,从抛出到返回到抛出点的过程中,重力对物体所做的功为零。

c.物体做匀速直线运动时重力势能一定不变。

d.在平衡力作用下运动的物体,重力势能一定改变。

例5】 一个质量为m的物体,在吊绳拉力的作用下,沿竖直方向由静止开始以加速度a匀速上升了ts,则在这一过程中,该物体增加的重力势能为( )

a. b. c. d.

例6】 用起重机将质量为m的物体匀速地吊起一段距离,那么作用在物体上各力的做功情况应该是下面的哪种说法( )

a.重力做正功,拉力做负功,合力做功为零。

b.重力做负功,拉力做正功,合力做正功。

c.重力做负功,拉力做正功,合力做功为零。

d.重力不做功,拉力做正功,合力做正功。

例7】 一质量为m的物体被人用手由静止竖直向上以加速度a匀加速提升h,关于此过程下列说法中不正确的是( )

a.提升过程中手对物体做功m(a+g)h

b.提升过程中合外力对物体做功mah

c.提升过程中物体的动能增加m(a+g)h

d.提升过程中物体克服重力做功mgh

例8】 如图,长为l的细线拴一个质量为m的小球悬挂于o点,现将小球拉至与o点等高的位置且细线恰被拉直.求放手后小球摆到o点正下方的过程中:

1)球的重力做的功;

2)线的拉力做的功;

3)外力对小球做的总功.

弹性势能。弹簧弹力在整个过程中所做的功为:

w=(其中,k是弹簧的劲度系数,δl是弹簧的伸长量或压缩量)

弹力做功与弹性势能变化的关系:弹力做正功,弹性势能减少,弹力做负功,弹性势能增加.

例1】 关于弹力做功与弹性势能的说法正确的是( )

a.弹力对物体所做的功等于物体所具有的弹性势能。

b.物体克服弹力所做的功等于物体所具有的弹性势能。

c.弹力对物体所做的功等于物体弹性势能的减少。

d.物体克服弹力所做的功等于物体弹性势能的增加。

例2】 弹簧的一端固定,原处于自然长度.现对弹簧的另一端施加一个拉力,关于拉力做功(或拉力对弹簧做负功)与弹性势能变化的关系,以下说法中正确的是( )

a.拉力对弹簧做正功,弹簧的弹性势能增加。

b.拉力对弹簧做正功,弹簧的弹性势能减少。

c.拉力对弹簧做负功,弹簧的弹性势能增加。

d.拉力对弹簧做负功,弹簧的弹性势能减少。

例3】 地面上竖直放置一根劲度系数为k,原长为l0的轻质弹簧,在其正上方有一质量为m的小球从h高处自由落到下端固定于地面的轻弹簧上,弹簧被压缩,求小球速度最大时重力势能是多少?(以地面为参考平面)

1.如图所示,是水平面,是斜面,初速度为的物体从点出发沿滑动到顶点时速度刚好为零,如果斜面改为,让该物体从点出发沿滑动到点且速度刚好为零,则物体具有的初速度(已知物体与路面之间的动摩擦因数处处相同且不为零,物体过(或)点时无机械能损失)(

a.大于b.等于。

九年级物理15 4动能和势能教案新人教版

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