1、 阳光家教网 高中（高考）物理复习资料1第五章 机械能守恒定律考纲要览主题 内容 要求 说明机械能功和功率动能和动能定理重力做功与重力势能功能关系 机械能守恒定律及其应用实验与探究 实验五：探究动能定理实验六：验证机械能守恒定律考向预测纵观近几年高考,对本章考查的热点包括功和功率、动能定理、机械能守恒定律、能的转化和守恒定律.考查的特点是灵活性强、综合面大、能力要求高.涉及本章知识的命题不仅年年有、题型全、份量重,而且多年的高考压轴题均与本章的功和能知识有关.解题时需对物体或系统的运动过程进行详细分析、挖掘隐含条件,寻找临界点,综合使用动量守恒、机械能守恒或能的转化与守恒定律求解.第 1 课
2、时 追寻守恒量 功基础知识回顾1追寻守恒量(1) 能量:简称“能“.物质运动的一般量度.任何物质都离不开运动,如引力运动、机械运动、分子热运动、电磁运动、化学运动、原子核与基本粒子运动等.对运动所能作的最一般的量度就是能量,用数学的语言说,能量是物质运动状态的一个单值函数.相应于不同形式的运动,能量分为机械能、内能、电能、磁能、化学能、原子能等.当物质的运动形式发生转变时,能量形式同时发生转变.能量可以在物质之间发生传递,这种传递过程就是作功或传递热量.例如,河水冲击水力发电机作功的过程就是河水的机械能传递给发电机,并转变为电能.自然界一切过程都服从能量转化和守恒定律,物体要对外界作功,就必须
3、消耗本身的能量或从别处得到能量的补充.因此.一个物体的能量愈大,它对外界就有可能做更多的功.(2) 机械能:物质机械运动的量度.包括动能、重力势能和弹性势能.(3) 动能:物体由于运动而具有的能量.(4) 势能:相互作用的物体凭借其位置而具有的能量.2功的概念（1）定义：一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生一段位移，就说这个力做了功. （2）做功的两个必要条件：a、力； b、物体在力的方向上发生位移.（3）功的单位：在国际单位制中，功的单位是焦耳，符号 J，其物理意义是：1J 等于 1N 的力使物体在力的方向上发生 1m 的位移时所做的功.（4）功是标量，只有大小，没有方向.（5）功是过
4、程量，即做功必定对应一个过程（位移）应明确是哪个力在哪个过程中对哪个物体做功.3、功的计算（1）功的一般计算公式： W=Flcos（2）条件：适用于恆力所做的功（3）字母意义：F力l物体对地位移F、 l 正方向之间的夹角4、正负功的意义 （1）根据功的计算公式 W=Flcos 可得到以下几种情况： 当 90o 时，cos 0，则 W0 即力对物体不做功；当 000，则 W0，即力对物体做正功；当 90oW2CW 1W2W3 D. W1W 2v2B.v20,机械能增加. WFm） ，跨放在一个光滑的半圆柱体上.两球由水平直径 AB 的两端由静止释放，当 m 刚好到达圆柱体的最高点 C 时，恰好脱
5、离圆柱体.则两小球的质量之比为多少？【解析】经分析可知，A、B 运动时 系统内只有动能和重力势能的相互转化，所以系统 的机械能守恒，由机械能守恒有 0)(2142vMRg又 m 在最高点 C 时作圆周运动，恰好脱离 圆柱体，由牛顿第二定律有 m2由可解得 317.如图 5-5-16 所示，跨过同一高度的滑轮的细线连着质量相同的物体 A 和 B，A 套在光滑水平杆上，定滑轮离水平杆高 h=0.2m，开始时让连 A 的细线与水平杆夹角=530，由静止释放，在以后的过程中 A 能获得的最大速度是多少？（Sin53 0 = 0.8 , Cos530 = 0.6 , g取 10m/s2）【解析】分析可知
6、：当与 A 连接的细线运动到竖直方向时， A 的速度最大，此时 B 的速度 为零.由于两个物体的运动过程中只有重力做功,系统机械能守恒.由机械能守恒得21)sin(mvhg所以 =1m/s)sin(2hgv8.如图 5-5-17 所示，光滑水平面 AB 与竖直面的半圆形导轨在 B 点衔接，导轨半径 R，一个质量为 m的静止物块在 A 处压缩弹簧，把物块释放，在弹力的作用下获得一个向右的速度，当它经过 B 点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的 7 倍，之后向上运动恰能完成半圆周运动到达 C 点，求：（1）弹簧对物块的弹力做的功；（2）物块从 B 至 C 克服阻力所做的功；（3）物块离开 C 点后
7、落回水平面时动能的大小.【解析】(1)在 B 点对物块有：Rvmg27解得： vB6由功能关系有：gW321（2）在 C 点对物块有：Rvm解得： gC在由 B 到 C 过程由功能关系有：mgRvWf212（3）在由 C 到落回地面的过程由机械能守恒有：gRvEK25第 6 课时 功能关系 能量守恒定律基础知识回顾1能量的概念 如果一个物体能够对外做功，我们就说这个物体AB h图 5-5-16阳光家教网 高中（高考）物理复习资料24具有能量.因此能量是物体所具有的做功本领。能量具有不同的形式，不同形式的能量之间可以相互转化，但在转化的过程中，能的总量保持不变.2功和能的区别和联系(1)相同点
8、：功和能都是标量，单位均为焦耳.(2)不同点：功是过程量，能是状态量.(3)关系：能的形式多种多样，如机械能、分子势能、电能、光能、内能、风能、原子能.各种形式的能可以相互转化.做功的过程就是能量由一种形式转化为另一种形式的过程.在量值关系上，做了多少功，就有多少能量发生了转化.综上所述，功是能量转化的量度.做功的过程就是能量转化的过程，能量的转化是通过做功来实现的，力做功与能量的转化有对应关系，因此我们利用功和能的关系分析问题时，一定要搞清楚有哪些力做功，分别伴随着哪几种形式的能之间的转化，什么形式的能增加了，什么形式的能减少了.3.能量守恒定律(1)内容:能量既不会消灭,也不会创生,它只会
9、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,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变.(2)导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是:确认了永动机的不可能性和发现了各种自然现象之间的相互关系与转化.(3)建立能量转化与守恒定律工作最有成效的三位科学家是:迈尔、焦耳、亥姆霍兹.(4) 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.它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一,而且是大自然普遍和谐性的表现形式.4.能源和能量耗散(1)能源是人类社会活动的物质基础.人类对能源的利用大致经历了三个时期,即柴薪时期、煤炭时期、石油时期.煤炭和石油资源
10、是有限的.大量煤炭和石油产品在燃烧时排出的有害气体污染了空气,改变了大气的成分.能源短缺和环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题.(2)散失到周围环境中的内能再也不会自动聚集起来供人类重新利用,这种现象叫做能量耗散.(3)能量耗散表明,在能源的利用过程中,即在能量的转化过程中,能量在数量上并未减少,但在可利用的品质上降低了,从便于利用的变成了不便于利用的了.这是能源危机更深层次的含意,也是“自然界的能量虽然守恒,但还要节约能源”的根本原因.(4)能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性.重点难点例析一.做功的过程是能量转化的过程，功是能的转化的量度.需要强调的是：功是
11、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，它个一个时刻相对应.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”.复习本章时的一个重要课题是要研究功和能的关系，尤其是功和机械能的关系.突出：“功是能量转化的量度”这一基本观念.物体动能的增量由外力做的总功来量度：W外 =Ek，这就是动能定理.物体重力势能的增量由重力做的功来量度：WG= -EP，这就是势能定理 .物体机械能的增量由重力以外的其他力做的功来量度：W 其 =E 机 ， （W 其 表示除重力以外的其它力做的功） ，这就是机械能定理.当 W 其 =0 时，说明只有重力做功，所以系统的机械能守恒
12、.一对互为作用力反作用力的摩擦力做的总功，用来量度该过程系统由于摩擦而减小的机械能，也就是系统增加的内能:f d=Q（d 为这两个物体间相对移动的路程）.【例 1】一质量均匀不可伸长的绳索，重为G，A、B 两端固定在天花板上，如图 5-6-1 所示，今在最低点 C 施加一竖直向下的力，将绳索拉至 D点，在此过程中，绳索AB 的重心位置将 （ ） A .升高 B.降低 C.先降低后升高 D.始终不变【解析】物体的重心不一定在物体上， 对于一些不规则的物体要确定重心是比较困难的，本题绳子的重心是不容易标出的，因此，要确定重心的变化，只有通过别的途径确定.当用力将物体缓慢地从 C 点拉到 D 点，外
13、力在不断的做功，而物体的动能不增加，因此外力做功必定使物体的重力势能增加，故物体的重心将升高.【答案】A 拓展CA BD图 5-6-1阳光家教网 高中（高考）物理复习资料25B L LA CD图 5-6-3如图 5-6-2 所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上.其正上方 A 位置有一只小球.小球从静止开始下落，在 B 位置接触弹簧的上端，在 C 位置小球所受弹力大小等于重力，在 D 位置小球速度减小到零.小球下降阶段下列说法中正确的是( )A.在 B 位 置 小 球 动 能 最 大B.在 C 位 置 小 球 动 能 最 大C.从 A C 位 置 小 球 重 力 势 能 的 减 少 大 于
14、 小 球 动 能 的增 加D.从 A D 位 置 小 球 重 力 势 能 的 减 少 等 于 弹 簧 弹 性势 能 的 增 加【解析】小 球 动 能 的 增 加 用 合 外 力 做 功 来 量 度 ，A C小 球 受 的 合 力 一 直 向 下 ，对 小 球 做 正 功 ，使 动 能 增 加 ；C D 小 球 受 的 合 力 一 直 向 上 ，对 小 球 做 负 功 ，使 动能 减 小 ，所 以 B 正 确 .从 A C 小 球 重 力 势 能 的 减 少 等于 小 球 动 能 的 增 加 和 弹 性 势 能 之 和 ，所 以 C 正 确 .A、D 两 位 置 动 能 均 为 零 ，重 力 做
15、 的 正 功 等 于 弹 力 做 的负 功 ，所 以 D 正 确 .选 B、C、D.【答案】BCD二.能量守恒定律是自然界最基本的定律之一在不同形式的能量发生相互转化的过程中，功扮演着重要的角色.本章的主要定理、定律都是由这个基本原理出发而得到的.【例 2】一传送带装置示意图如图 5-6-3 所示，其中传送带经过 AB 区域时是水平的，经过 BC 区域时变为圆弧形（圆弧由光滑模板形成，末画出） ，经过 CD 区域时是倾斜的，AB 和 CD 都与 BC 相切.现将大量的质量均为 m 的小货箱一个一个在 A 处放到传送带上，放置时初速为零，经传送带运送到 D处，D 和 A 的高度差为 h.稳定工作
16、时传送带速度不变，CD 段上各箱等距排列，相邻两箱的距离为 L.每个箱子在 A 处投放后，在到达 B 之前已经相对于传送带静止，且以后也不再滑动（忽略经 BC 段时的微小滑动）.已知在一段相当长的时间 T 内，共运送小货箱的数目为 N.这装置由电动机带动，传送带与轮子间无相对滑动，不计轮轴处的摩擦.求电动机的平均输出功率 P.【解析】以地面为参考系(下同),设传送带的运动速度为 v0,在水平段运输的过程中,小货箱先在滑动摩擦力作用下做匀加速运动.设这段路程为 s,所用时间为t,加速度为 a,则对小箱有21atsv0 =at 在这段时间内，传送带运动的路程 为S0= v0t 由以上可得S0=2S
17、 用 表示小箱与传送带之间的滑动摩擦力， 则传fF送带对小箱为201mvsAf传送带克服小箱对它的摩擦力做功200Ff两者之差就是克服摩擦力做功产生的热量201vQ可见，在小箱加速运动过程中，小箱获得的动能与发热量相等。T 时间内，电动机输出的功为W=PT 此功用于增加小箱的动能、势 能以及克服摩擦力发热，即NQmghv201已知相邻两个小箱的距离为 L，所以T0联立，得)(2ghP【点拨】电动机做功的过程，电 能除了转化为小货箱的机械能，还有一部分由于小 货箱和传送带间的滑动摩擦而转化成内能.摩擦生热也可以由 Q=fd 求得，其中 f 是相对滑动的两个物体间的摩擦力大小，d 是这两个物体间相
18、对滑动的路程.本题中设传送带速度一直是 v，则 相对滑动过程中 传送带的平均速度就是小货箱的 2 倍，相对滑动路程 d 和小货箱的实际位移 s 大小相同，故摩擦生热 和小货箱的末动能大小相同 Q=mv2/2.因此有 W=mv2+mgh.ABCD图 5-6-2DABC阳光家教网 高中（高考）物理复习资料26 拓展如图 5-6-4 所示,质量为m 的长木板 A 静止在光滑水平面上，另两个质量也是 m 的铁块 B、C 同时从 A 的左右两端滑上 A的上表面，初速度大小分别为 v 和 2v，B、C与 A 间的动摩擦因数均为 .试分析 B、C 滑上长木板 A 后，A 的运动状态如何变化？(2)为使 B
19、、C 不相撞，A 木板至少多长？【解析】(1)B、C 都相对于 A 滑动时，A 所受合力为零，保持静止.这段时间为 gvt1B 刚好相对于 A 静止时，C 的速度为 v，A 开向左做匀加速运动，由动量守恒可求出 A、B、C 最终的共同速度为 3v这段加速经历的时间为gt2最终 A 将以 做匀速运动3v(2)全过程系统动能的损失都将转化为系统的内能，而摩擦生热为 mgdfQ由能量守恒定律列式： 222311vvgd解得: 37这就是 A 木板应该具有的最小长度.【点拨】本题还可以求系统机械能损失（摩擦生热）和 B、C 与 A 摩擦生 热之比：第一 阶段 B 对 A 的位移就是对地的位移：s B=
20、v2/2g，C 的平均速度是其 3倍,因此 C 对 A 的位移是其 3 倍：s C=3v2/2g；第二阶段 A、B 共同向左运 动的加速度是 g/2，对地位移是 s=v2/9g，C 平均速度是其 4 倍，对地位移是 s/= 4v2/9g，相对于 A 位移是 v2/3g，故 B、C 与 A 间的相对位移大小依次是 dB= v2/2g 和 dC=11v2/6g，于是系统摩擦生热为 mg(dB+ dC)=7mv2/3，dBdC=311三.摩擦生热一对摩擦力对系统所做的总功等于系统机械能的减少,也等于系统转化为内能的能量.其大小可用公式:Q=fd 来计算.要特别注意:d 是物体的相对位移.也可用能量守
21、恒定律求解.还可用动能定理分别对物体列方程求解.易错门诊【例 3】如图 5-6-5 所示，质量为 M 的木块放在光滑水平面上，现有一质量为 m 的子弹以速度 v0 射入木块中.设子弹在木块中所受阻力不变，大小为 f，且子弹未射穿木块.若子弹射入木块的深度为 D，则木块向前移动距离是多少？系统损失的机械能是多少？【错解】 （1）以木块和子弹组成的系统为研究对象.系统沿水平方向不受外力，所以沿水平方向动量守恒.设子弹和木块共同速度为 v.据动量守恒有mv0=（M m）v解得 v = mv0/(M+m)子弹射入木块过程中，摩擦力对 子弹做负功21fD摩擦力对木块做正功2vfs将式求得 代入解得: D
22、mvf201Ms2（2）系统损失的机械能即为子弹损失的功能 2020202)(1)(mMvvEK【错因】错解(1) 中错误原因是对摩擦力对子弹做功的位移确定错误.子弹对地的位移并不是 D，而 D 打入深度是相对位移.而求解功中的位移都要用对地位移.错解(2)的错误 是对这一物理过程中能量的转换不清楚.子弹打入木块过程中，子 弹动能减少并不等于图 5-6-4BCv 2vAB图 5-6-5阳光家教网 高中（高考）物理复习资料27FGva图 5-6-7图 5-6-6系统机械能减少量.因为子弹减少的功能有一部分转移为木块的动能，有一部转化为 焦耳热.【正解】以子弹、木块组成系统为 研究对象.画出运算
23、草图，如图 5-6-6 所示.系统水平方向不受外力，故水平方向动量守恒.据动量守恒定律有mv0= (M+m)v (设 v0 方向为正)解得: mMv子弹打入木块到与木块有相同速度过程中摩擦力做功：对子弹 201vfs子对木块 木由运动草图可 S 木 =S 子 D 由解得 mMs木+有 ）木子 sfv(21)(0D即 220)(vmvf)(21202020mMvEK【点拨】子弹和木块相互作用过程中，子 弹的速度由V0 减为 V，同 时 木块的速度由 0 增加到 V.对于这样的一个过程，因为其间的相互作用力 为恒力，所以我们可以从牛顿运动定律（即 f 使子弹和木块产生加速度，使它们速度发生变化）、
24、能量观点、或动量观点三条不同的思路进行研究和分析.类似这样的问题都可以采用同样的思路.一般都要首先画好运动草图.课堂自主训练1.下列说法中，正确的是（ ）A. 能就是功，功就是能B. 做功越多，物体的能就越大C. 外力对物体不做功，这个物体就没有能D .能量转化的多少可以用功来量度【解析】本题考查功和能的概念，功是能量 转化的量度，做了多少功，就有多少能量发生了转化，做功多，即转化的能量多，但物体具有的能量并不一定.【答案】D2.质量为 m 的物体在竖直向上的恒力 F 作用下减速上升了 H，在这个过程中，下列说法中正确的有A.物体的重力势能增加了 mgH B.物体的动能减少了 FHC.物体的机
25、械能增加了 FH D.物体重力势能的增加小于动能的减少【解析】根据题意可画草图如图 5-6-7所示,由势能理可知 A 正确.由动能定理可知 B 错误.由机械能定理可知 C 正确.由机械能定理可知机械能增加,故 D 错误.正确答案是 A、C.【答案】AC3.如图 5-6-8 所示质量 M 的小车左端放有质量 m 的铁块，以共同速度 v 沿光滑水平面向竖直墙运动，车与墙碰撞的时间极短，不计动能损失.动摩擦因数 ，车长 L，铁块不会到达车的右端.到最终相对静止为止，摩擦生热多少？【解析】车与墙碰后瞬间，小车的速度向左，大小是v，而铁块 的速度未 变，仍是 v，方向向左。根据动量守恒定律，车与铁块相对
26、静止时 的速度方向决定于M 与 m 的大小关系：当 Mm 时，相 对静止是的共同速度必向左，不会再次与墙相碰，可求得摩擦生热是；当 M=m 时，显然最终共同速度为零，当vQ2Mm 时，相对静止时的共同速度必向右，再次与墙相碰，直到小车停在墙边，后两种情况的摩擦生热都等于系统的初动能 21v课后创新演练1.电动起重机吊起重物是将_能转化为_能；电热器是将_能转化为_能；木材燃烧是将_能转化为_能.人爬上一山坡，_能增加，_能减少，是_能转化为_能. 【答案】电 机械 电 内 化学 内 重力势 化学 化学 重力势图 5-6-6Mm v图 5-6-8阳光家教网 高中（高考）物理复习资料28图 5-
27、6-102.高 20m 的瀑布，1min 内流下的水冲击水轮机后，其水流的功率有 20%转化为电能，若发电的功率为200KW，则水流的功率为_，1min 内流下的水量是_kg。 （水的初速不计，g 取 10m/s2）【解析】 kW10%2上P由 可得:tmh水 kWg561032上【答案】1000kW 3105kg3力对物体做功 100J，下列说法正确的是（AC）A. 物体具有的能量增加 100JB. 物体具有的能量减少 100JC.有 100J 的能量发生了变化D. 产生了 100J 的能量4关于功和能，下列说法中正确的是（ABD）A 如果一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量B 做
28、功的过程总伴随着能量的改变，做了多少功，能量就改变多少C 功就是能，能就是功D 功是能量转化的量度5行驶中的汽车制动后滑行一段距离后停止；流星在夜空中坠落，并发出明亮的光焰；降落伞在空中匀速下降.上述不同现象所包含的相同的物理过程是（ D ）A 物体克服阻力做功 B 物体的动能转化为其他形式的能量C 物体的热能转化为其他形式的能量D 物体的机械能转化为其他形式的能量6挂在竖直墙壁上的长 1.80 的画，画面质量为100g，下面画轴质量为 200g，若将它沿墙缓慢卷起，g 取 10/s 2，需做_J 的功【答案】4.5J7一个质量分布均匀的长方形木块，放在粗糙的水平地面上，长为 2a，宽为 a，
29、若要把它从如图 5-6-9 中所在的位置直立起来，外力至少要做多少功?【解析】由功能关系可知:mgEWP)15(【答案】 a2)(8.如图 5-6-10 所示海岸炮将炮弹水平射出.炮身质量（不含炮弹）为 M，每颗炮弹质量为 m.当炮身固定时，炮弹水平射程为 S，那么当炮身不固定时，发射同样的炮弹，水平射程将是多少？【解析】两次发射转化为动能的化学能 E 是相同的.第一次化学能全部转化为炮弹的动能；第二次化学能转化为炮弹和炮身的动能，而炮 弹和炮身水平动量守恒，由动能和动量的关系式 知，在 动量mpK2大小相同的情况下，物体的动能和 质量成反比，炮 弹的动能 EMvEmv22211,由于平抛的射
30、高相等，两次射程的比等于抛出时初速度之比 msvs212第 7 课时 实验: 探 究功与速度变化的关系基础知识回顾1探究的思路(1)每次实验中橡皮筋拉伸的长度要相等,通过改变橡皮筋根数确定各次实验中弹力做功的倍数关系.(2)小车的速度由纸带和打点计时器测出,每次实验测出一个速度.(3)以 W 为纵坐标,V 为横坐标，作出 WV 曲线，图 5-6-9阳光家教网 高中（高考）物理复习资料29分析曲线特征，确定橡皮筋对小车的功与小车获得的速度的定量关系.2操作的技巧(1)为了消除摩擦力的影响,可以使木板倾斜以平衡摩擦力.(2)为了使测出的速度是橡皮筋恢复原长时的速度,在纸带上应选用均匀点距来确定小
31、车速度.3. 数据的处理实验作出的功速度图象,可能是一条直线,也可能是一条曲线,如果是直线,表明 WV,如果是一条曲线,应采取的处理方法是考虑是否存在别的关系.如果认为可能是 WV2,就以 W 为纵坐标 ,V2 为横坐标作图象,如果作出的图象是一条直线,说明 WV2.重点难点例析一.实验中的注意事项.1.橡皮筋的选择：要求用规格相同的橡皮筋，当它们拉伸相同长度后释放出来的弹性势能（对小车做的功）应该相等.2.平衡摩擦力要细致调试,轻推小车,利用打点计时器打出的纸带上的点的分布来判断是否做匀速运动.【例 1】关于探究功与速度变化的关系实验,下列叙述正确的是( )A.每次实验必须设法算出橡皮筋对小
32、车做功的具体数据B.每次实验中,橡皮筋的拉伸长度没有必要保持一致C.放小车的长木板应尽量使其水平D.先接通电源,再让小车在橡皮筋的作用下弹出【解析】本实验没有必要测出橡皮筋做的功到底是多少,只要测出以后各次实验时橡皮筋做的功是第一次实验时的多少倍就已经足够了,A 错;每次实验橡皮筋拉伸的长度必须保持一致,只有这样才能保证各次实验时,橡皮筋做的功是第一次的整数倍,B 错;小车运动中会受到阻力,只有使木板倾斜到一定程度,才能减小误差,C 错;实验时,应先接通电源,让打点计时器开始工作,然后再让小车在橡皮筋的作用下弹出,D正确. 【答案】D【点拨】本实验的巧妙之处就在于不需要具体计算橡皮筋所做的功,
33、但要明确实验的原理、步 骤及操作方法. 拓展对橡皮筋做的功来说，直接测量是有困难的，我们可以巧妙地避开这个难题而不影响问题的解决，只需要测出每次实验时橡皮筋对小车做的功是第一次的多少倍，使用的方法是A.用同样的力对小车做功，让小车通过的距离依次是 s、2s、3s进行第 1 次、第 2 次、第 3 次实验时，力对物体做的功就是 W、2W、3W B.让小车通过相同的距离，第 1 次力为 F、第 2 次力为 2F、第 3 次力为 3F实验时，力对小车做的功就是 W、2W、3W C.选用相同的橡皮筋，在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致，当用 1 条、2 条、3 条同样的橡皮筋进行第 1 次、第 2
34、次、第 3 次实验时，橡皮筋对物体做的功就是 W、2W、3W D.利用弹簧秤测量对小车的拉力 F，利用直尺测量小车在力作用下移动的距离 s，便可以求出每次实验中力对小车做的功，可控制为 W、2W、3W 【答案】C二.利用纸带求速度.纸带上用于计算小车速度的点的选取,应选择相邻距离基本相同的点来计算匀速运动的速度.【例 2】如图 5-7-1 所示为与小车相连,穿过打点计时器的一条纸带上的点并不都是均匀的,下面说法中正确的是( )纸带的左端是与小车相连的 纸带的右端是与小车相连的 利用 E 、F、G、H、I、J这些点之间的距离来确定小车的速度 利用A、B、C 、D 这些点之间的距离来确定小车的速度
35、.A. B. C. D.【解析】刚开始释放时,与小车相连的一端打出的点应会是比较密集的,且点的间距逐渐变大,故右端与小车相连;为确定小车速度应选取间距均匀的点,这时橡皮筋已停止对小车作用.故正确,选 B.【答案】B 拓展如图 5-7-2 所示，小车的运动情况可描述为 A、B之间为_运动，C、D 之间为_运动.A B C D E F G H I J图 5-7-1阳光家教网 高中（高考）物理复习资料30图 5-7-3【解析】纸带上的数据反映了小车的运动情况.由 A到 B 之间可以看出,相邻两点间的位移越来越大,说明 A 到 B 这一段时间内小车所做的运动为加速直线运动,而 C 到 D 之间各时间
36、间隔内的位移相等,故 C到 D 小车的运动可看成匀速直线运动.【答案】加速直线;匀速直线三.实验数据的处理方法.对未知关系的猜测和探究:用图象法进行研究,因为图象具有形象、直观的特点,再加上数学中已经学过了多种基本函数关系式的图象,更何况,在实验中通过观察思考已获得了对未知关系的初步感性认识,在用图象进行关系式的探究时用图象验证对关系的猜测是非常重要的方法.【例 3】在探究功与速度变化的关系实验中小车的质量 300g，使用橡皮筋 16 根，每次实验增加一根，实验中 W、v 、v 2 的数据已填在表格中，试在图5-7-3 中作出图像并得结论. )(J)/(22smv0 0 01.00 0.80
37、0.642.00 1.10 1.213.00 1.28 1.644.00 1.53 2.345.00 1.76 3.106.00 1.89 3.57【解析】在图 5-7-3 中描点并用平滑的线拟合不难得到 WV 图线是曲线，W V2图线是直线.于是我们可以得出结论:功与速度的平方成正比.【点拨】用图象法分析两个物理量的关系很直观,也很清晰,以后的学习和实验中要多利用图象来处理数据.四.实验的创新设计.【例 4】某学生骑自行车在平直的路面上运动,当人停止蹬车后,车由于惯性而继续向前运动,假设运动中自行车所受阻力大小恒定.试根据他骑自行车的运动过程,研究阻力对自行车做功和自行车速度的关系,写出探究
38、思路,所需器材,数据测量,探究结论.【解析】探究思路:阻力大小不变,则阻力做功与位移成正比,设单位位移阻力做功为 W0.测全部位移 l 内阻力做总功 ,停止蹬车后,车做匀减速运动,0l初速度 .tv2所需器材:卷尺、秒表.需测数据:停止蹬车后车运动的位移 l 和运动时间 t.探究结论: , 因阻力一定,停0lWtlv2止蹬车后做匀减速运动.由牛顿第二定律: ,故 代入mFaf fvat中,得 ,结合 ,最终结论tlvlf20l为 W 与 成正比.2【点拨】这是一个探究性实验题,应掌握探究的基本过程.课堂自主训练1.本节是一个探究性实验，探究的目的是( D )A.探究力与物体运动速度的关系B.探究力与物体运动加速度的关系C.探究力对物体做功与物体加速度变化的关系D.探究力对物体做功与物体速度变化的关系2.通过课本上的实验,我们得出的结论是功与速度的平方成正比,关于自由落体运动和竖直上抛运动中功与速度的关系,下列叙述中正确的是( C )A.在自由落体运动中,重力做的功与速度成正比B.在竖直上抛运动中, 重力做的功与速度成正比C.在自由落体运动中,重力做的功与速度的平方成正比D.在竖直上抛运动中, 重力做的功与速度的平方成正比图 5-7-2
