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1、高中物理学业水平考试基础知识复习,第七章 机械能和能源,第七章 机械能和能源,考点1、功 考点2、功率 考点3、重力势能 重力势能的变化与重力做功的关系 考点4、弹性势能 考点5、动能 考点6、动能定理 考点7、机械能守恒定律 考点8、能量守恒定律与能源,【考点诠释】 （1）定义：物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，就说这个力对物体做了功。 （2）本质：是力作用在物体上对空间的积累效应。 （3）因素：力和物体在力的方向上发生的位移，是做功的两个不可缺少的条件。 （4）公式： 其中 表示力的方向和位移方向的夹角。当 时 ， w0 ,表示力对物体做正功。当 时， w 0 ，表示力对物体
2、做负功。当 = 时， w =0 ，表示力对物体不做功。理解： 功是针对某一力的，谈到功时，一定要指明是哪个力对物体做了功。 力对物体做功只和物体的运动过程有关，只要 、 、 相同，则恒力 做的功就相同，而与物体的运动状态无关。位移与参考系的选取有关，所以功具有相对性。 （5）单位：焦耳（J）， （6）适用条件：公式 只适用于求恒力做的功，对于变力做的功可以用其他方式求解。,【精题选粹】 关于摩擦力做功的下列说法中正确的是 （ ）A.滑动摩擦力阻碍物体的相对运动，一定做负功B.静摩擦力起着阻碍物体相对运动趋势的作用，一定不做功C.静摩擦力和滑动摩擦力一定都做负功D.系统内相互作用的两物体间一对静
3、摩擦力做功的总和一定等于零 【一举多得】摩擦力阻碍物体的相对运动或相对运动趋势，不一定阻碍物体运动，故摩擦力可以做正功，可以做负功，也可以不做功；系统内相互作用的两物体间若是一对静摩擦力，因两物体间没有相对位移，要么两物体都不做功，要么两力做的功大小相等，符号相反，总和一定等于零。 答案：D。,D,【考点诠释】 （1）定义:功跟完成这些功所用时间的比值叫做功率。 （2）公式定义式： 求的是物体在时间 内的平均功率 推导式： 是 、 方向间的夹角若 是速度的平均值，则 为平均功率若 是速度的瞬时值，则 为瞬时功率 （3）单位：瓦特（ ） （4）物理意义：表示物体做功的快慢。,【精题选粹】汽车由静
4、止开始运动，若要是汽车在开始运动的一小段时间内保持匀加速直线运动，则（ ）A.不断增大牵引功率 B.保持牵引功率不变C.不断减小牵引功率 D.不能判断牵引功率怎样变化 【一举多得】此类问题属于机车的启动问题，由匀加速启动可知:牵引力不变，速度增大，牵引功率不断增大。答案：A。,A,【考点诠释】 一、重力势能 （1）定义：物体由于被举高而具有的能叫做重力势能。 （2）公式： 是物体相对于参考平面的竖直高度。 （3）单位：焦耳（J）， 。说明：重力势能是标量，具有“”“”之分。选择不同的参考平面，物体重力势能的数值是不同的，对选定的参考平面而言，上方物体的高度是正值，重力势能也是正值；下方物体的高
5、度是负值，重力势能也是负值。重力势能具有相对性，与参考平面的选择有关。重力势能之差具有绝对性，与参考平面的选择无关。重力势能是系统所共有的。 二、重力势能的变化与重力做功的关系 （1）重力做功的特点：物体运动时，重力对它做得功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关。 （2）关系式： ，即重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增大。,【精题选粹】质量为5kg的钢球，从离地面高 100m 处自由下落1s ，1s 内钢球重力势能减少了_ (g=10N/kg，选取地面为参考平面)，1s 末钢球的重力势能为_ ；如果选取自由下落的出发点所在的平面为参考平面， 末它的重力势能为_ 【
6、一举多得】此题考查了重力势能的绝对性和重力势能的相对性.,【考点诠释】 定义：发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能，用Ep表示。,【精题选粹】 关于弹性势能，下列说法正确的是（ ） A.只有弹簧在发生弹性形变时才具有弹性势能 B.发生弹性形变的物体都具有弹性势能 C.弹性势能可以与其他形式的能相互转化 D.弹性势能在国际单位之中的单位是赫兹 【一举多得】任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能；弹性势能和其他形式的能一样之间可以相互转化；弹性势能在国际单位之中的单位是焦耳。 答案：B、C。,B. C,【考点诠释】 （1）定义：物体由于运动而具有的能叫做动能。 （2）表达式： （3）单位：焦耳（J）.
7、 说明：动能是状态量， 中的速度指的 是某一时刻的瞬时速度。动能是相对量， 中的速度与 参考系的选择有关。 （4）动能的变化： 其中 、 分 别为某一过程的初速度和末速度。,【精题选粹】 关于动能，下列说法正确的是（ ） A.动能的大小由物体的质量和速率决定，与物体运动的方向无关 B.公式 中的速度 指的是某一过程的平均速度 C.物体以相同的速率做匀速直线运动和曲线运动，其动能不同 D.物体以相同的速率向东和向西运动，动能的大小相等但方向不同 【一举多得】动能是标量，由动能的表达式 知，动能的大小由物体的质量和速率决定，与物体运动的方向无关；动能是状态量， 中的速度 指的是某一时刻的瞬时速度。
8、 答案：A。,A,【考点诠释】 （1）内容：力在一个过程对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。这个结论叫做动能定理。 （2）表达式： 其中 、 分别为某一过程的初速度和末速度。说明： 公式左边的 是指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 ；也可以先求出合外力，再根据功的定义式 求合外力的功。 由于功和动能都与参考系的选取有关，所以动能定理也与参考系的选取有关。 w 0 ,表示合外力作为动力对物体做功，物体的动能 增加；w 0 ，表示合外力作为阻力对物体做功，物体的动能减少。 （3）适用条件：动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动；既适用于恒力做功，也适用于变
9、力做功。,【精题选粹】 质量为m的汽车发动机的功率恒为p ，摩擦阻力恒为Ff，牵引力为 F 汽车由静止开始运动，经过时间t行驶了位移L时，速度达到最大值Vm ， 则发动机所做的功为（ ）A. B. C. D. 【一举多得】此题属于额定功率下的机车启动问题，所以发动机所做的功为变力做功，直接求解难度较大，可利用功率的变形式和动能定理间接求解。 答案：A、B、C。,ABC,【考点诠释】 （1）内容：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，这叫做机械能守恒定律。 （2）表达式： 或 ，即物体（或系统）初态的总机械能等于等于末态的总机械能. （3）机械能守恒定律
10、的条件只受重力（弹力），不受其他力的物体系统。除受重力（弹力）以外还受其他力，但其他力都不做功的物体系统内 （4）机械能是否守恒判断的常用方法用做功进行判断用能量转化进行判断,【精题选粹】 物体从高度为h的光滑斜面顶端 A 点开始下滑，如图所示，则物体滑到斜面下端 B 点时速度的大小为 _（不计空气阻力）。【一举多得】 以该物体为研究对象进行受力分析可知，物体受重力和 斜面支持力两个力，斜面支持力与物体运动方向相垂直， 不做功，即该过程只有重力做功，机械能守恒。根据 ，有： 。,【考点诠释】 （1）内容：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
11、，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，这个规律叫做能量守恒定律。 （2）表达式： 或： （3）发现能量守恒定律的意义：能量守恒定律的建立，是人类认识自然的一次重大飞跃，是哲学和自然科学长期发展和进步的结果，他是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一，而且是大自然普遍和和谐性的一种表现形式。 （4）能源常规能源：煤、石油、天然气。绿色能源：风能、水能、太阳能、氢能、反物质能。,【精题选粹】行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下来；流行在夜空中坠落并发出明亮的火焰；降落伞在空中匀速下落。上述不同现象所包含的相同物理过程是（ ）A.物体的动能转化为其他形式的能 B. 物体的势能转化为其他形式的能C.物体克服阻力做功 D. 物体的机械能转化为其他形式的能 【一举多得】汽车制动、流星坠落、降落伞下落都受阻力，且都克服阻力做 功；汽车制动过程势能不变；降落伞下落动能不变；三个物体运动过程都伴随有机械能转化为内能。答案：C、D。,CD,谢谢！,
