中学物理竞赛辅导讲义之机械能

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1、广东省汕头市潮阳第一中学物理竞赛辅导讲义第四部分：机械能第一课时：复习高考（理科综合要求）知识点一、考点内容1．功，功率；动能，动能定理2．重力势能，重力做功与重力势能改变的关系；弹性势能3．功和能，动能与势能的相互转化4．机械能守恒定律及简单应用二、知识结构三、复习思路功和能是两个重要的概念，它们在力学乃至整个物理学中都占有重要地位。逐步加深理解功和能的概念，以及功和能的关系，是学习本单元的基本线索，结合具体问题逐步理解这一线索，将有助于今后从能量的观点学习其他部分的知识。这一单元可视为牛顿力学

2、的进一步展开，通过引入功和能的概念，在牛顿运动定律的基础上，得出有关能的规律，特别是机械能守恒定律，使人们对自然的认识更加深入，并为解决力学问题开辟了新的途径。但同学们往往习惯于运用牛顿运动定律和运动学知识，以为这样具体可信，而不习惯于用能量的观点和守恒的观点来分析。因此通过学习本单元知识要学会从功和能的途径来探究机械运动的规律，丰富、扩充解决机械运动的方法。在运用动能定理、机械能守恒定律等规律时，首先要掌握定律成立的条件，定律所反映的物理内容及对应的物理过程，只有这样才能熟练地正确地使用这些定律

3、解决有关问题。四、配套训练（单项选择题）1．一物体作变速运动时，以下说法中正确的是:A、物体所受合外力一定不为零B、合外力一定对物体做功，物体动能一定改变C、物体可能处于（共点力的）平衡状态D、合外力可能对物体不做功,但物体动能一定改变θLmF2．物体受到两个互相垂直的作用力而运动，已知力做功12，物体克服力做功16，则力、的合力对物体做功为：A、28B、20C、4D、-4如图所示，质量为m的小球用长L的细线悬挂而静止在竖直位置。在下列三种情况下，分别用水平拉力F将小球拉到细线与竖直方向成θ角的位

4、置。在此过程中，用如下两种方式来拉，拉力F做的功是：3．用F缓慢地拉时A、B、C、D、4．F为恒力时：A、B、C、D、5．（2002年全国高考理综）质点所受的力F随时间变化的规律如图所示，力的方向始终在一直线上。已知t＝0时质点的速度为零。在图示t1、t2、t3和t4各时刻中，哪一时刻质点的动能最大：A、t1B、t2C、t3D、t46.质量为的物体，从地面上方高处无初速度释放，不计空气阻力，落在地面后，出现一个深度为的坑。在此过程中的有关描述不正确的是：A、重力对物体做功为B、物体重力势能减少了C

5、、外力对物体做的总功为零D、地面对物体的平均阻力为7．跳伞运动员在刚跳离飞机、其降落伞尚未打开的一段时间内，下列说法正确的是：A、空气阻力做正功B、重力势能增加C、动能减少D、空气阻力做负功8．跳高运动在如右图所示的四种过杆姿势中，重心最能接近甚至低于横杆的是：9．一质量分布均匀的不可伸长的绳索重为G,A、B两端固定在水平天花板上，如图所示，今在绳的最低点C施加一竖直向下的力F将缓慢绳绷直，在此过程中：A、力F对绳索做负功B、绳索的重心降低C、绳索的重力势能减少D、绳索的机械能增加10．（2005

6、年广州一摸大综合）面临石油资源枯竭、石油价格高企的大环境，氢作为一种清洁能源，正日益受到重视．一种设想是利用太阳能使水分解得到氢气，然后以氢代替汽油作为汽车能源，许多汽车厂商正努力研究生产21世纪的“环保”新型汽车．某公司设计了一种汽车，质量为6000kg，最大输出功率为60kW，在水平公路上行驶时阻力是车重的0.05倍(g取lOm／s2)．(1)设此汽车发动机的效率为30％，以最大输出功率行驶1.5×104s，需要多少千克的氢气作为燃料?已知单位质量的氢气完全燃烧放热q=241.8kJ／mol(

7、结果保留一位小数)(2)若汽车在水平公路上以a=0.5m／s2的加速度从静止启动，最多可以匀加速运动多长时间?这段时间内最大行驶速度可达到多少?11．一把质量为的剁骨刀，刀刃呈楔形，夹角约为，刀刃尖端的厚度大约，某人用此刀要将防于案板上的骨头剁开，先将刀举起，然后用力向下剁去，刀在下落过程中，此人作用于刀的平均力约为，不计空气阻力。用有关符号表示以下待求量：（1）、刀在下落过程中，假设作匀加速下降，设刀的加速度大小为，则刀下落的时间为。(2)、刀在碰到骨头时的速度大小为；人对刀做功为。(3)、若刀

8、从接触骨头到将骨头剁开所需的时间为，则刀受到骨头的平均作用力。（设该过程为匀变速直线运动）(4)、在刀剁开骨头时，刀刃的侧面对骨头产生的作用力为。(5)、与刀刃接触处的骨头宽约为，则刀刃产生的压强为。12．铁路提速，要解决许多技术问题。通常，列车阻力与速度平方成正比，即f=kv2，k为阻力系数为定值。列车要跑得快，须用大功率的机车来牵引。若列车以72km/h的速度匀速行驶时，机车的输出功率为2.4×106w，现将列车提速到108km/h匀速行驶，则机动车功率要增加瓦？第二课时：从高