高中物理必修二 能量守恒定律与能源 专题练习解析
能量守恒定律与能源
【学习目标】
1．理解能量的概念，知道各种不同形式的能量． 2．明确能量守恒的含义．
3．知道能源的合理利用及能量耗散的概念． 【要点梳理】 要点一、能量 要点诠释：
(1)概念：一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量．如：运动的物体可以推动与其接触的另一个物体一起向前运动，对被推动的物体做功，说明运动的物体具有能量．又如流动的河水、被举高的重物、被压缩的弹簧、高温高压气体等都能对外做功，因此都具有能量．
(2)形式：能量有各种不同的形式．运动的物体具有动能；被举高的重物具有重力势能；发生弹性形变的物体具有弹性势能；由大量粒子构成的系统具有内能．另外自然界中还存在如化学能、电能、光能、太阳能、风能、潮汐能、原子能等不同形式的能．
不同形式的能与物体的不同运动形式相对应，如机械能对应机械运动；内能与大量微观粒子的热运动相对应．
(3)能量的转化：各种不同形式的能量可以相互转化，而且在转化过程中总量保持不变也就是说当某个物体的能量减少时，一定存在其他物体的能量增加，且减少量一定等于增加量；当某种形式的能量减少时，一定存在其他形式的能量增加，且减少量一定等于增加量． (4)功是能量转化的量度．
不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的．做功的过程就是各种形式的能量之间转化(或转移)的过程．且做了多少功，就有多少能量发生转化(或转移)，因此，功是能量转化的量度．
如举重运动员把重物举起来，对重物做了功．这一过程中，运动员通过做功消耗了体内的化学能，转化为重物的重力势能．并且，运动员做了多少功，就有多少化学能转化为重力势能．
能量的具体值往往无多大意义，我们关心的大多是能量的变化量，能量的变化必须通过做功才能实现，某种力做功往往与某一具体的能量变化相联系，即所谓功能关系．力学中常见力做功与能量转化的对应关
要点二、能量守恒定律 要点诠释：
(1)内容：能量既不会消灭，也不会产生，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，而在转化和转移过程中，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：E E =初终；E E =增减△△． (3)利用能量守恒定律解题的基本思路．
①某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加，且减少量一定和增加量相等． ②某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等． (4)利用能量守恒定律解题应注意的问题：
①该定律是贯穿整个物理学的基本规律之一，是学习物理的一条主线． ②要分清系统中有多少种形式的能量，发生哪些转移和转化．
③滑动摩擦力与相对距离的乘积在数值上等于产生的内能，即Q Fl 相．
要点三、能源 要点诠释：
指能够提供可利用能量的物质，它是人类社会活动的物质基础． (1)分类：
①从人类开发能源的历史划分：
常规能源：已被广泛应用的能源，如煤、石油、天然气、水力等．
新能源：指目前尚未被人类大规模利用而有待进一步研究、开发和利用的能源，如核能、太阳能、风能、地热能、海洋能等． ②从使用分类：
一次能源：未经人工加工的能源，如煤、石油、天然气、水能、风能、生物质能、海洋能等． 二次能源：从一次能源直接或间接转化来的能源．如：电能、氢能、焦炭． ③从能否再生分类：
可再生能源：水流能、风能等． 不可再生能源：石油、煤等． ④从对环境的影响分类：
清洁能源(也称“绿色环保”能源)：太阳能、风能等． 非清洁能源：煤、石油、天然气等．
(2)常规能源和新能源的转化方式：
要点四、能源的开发 要点诠释： 1．能源的开发
作为常规能源的煤炭、石油、天然气等面临枯竭，节能和开发新的能源已是人类必须面对的实际问题．能源对造福人类具有极其重要的意义，节约每一份能源，不仅能提高能源的利用价值，对于维护人类赖以生存的环境也有不可忽视的作用．新的能源有待于人类去开发，如核能的利用、太阳能的利用等，还有许多艰苦的工作需要去做．
(1)为什么煤、石油和天然气被人们称为不可再生能源?
由于煤、石油和天然气都是几亿年以前的生物遗体形成的，所以人们也称它们为化石燃料．由于这些
能源是不能再次生产，也不可能重复使用的，所以称为非再生能源． (2)人类利用能源的过程及新能源的开发和利用．
①人类利用能源大致经历的三个时期是：柴薪时期、煤炭时期、石油时期． ②有待开发和利用的新能源主要指：太阳能、地热能、风能、水能、核能． (3)人类与能源的关系。
能源的利用给人类的生活带来了极大的改善．人类社会每一次重大的经济飞跃和产业革命，都与新的能源和动力装置的利用密切相关．能源消耗的多少已经成为衡量一个国家或地区经济发展水平的重要标志．所以说人类离不开能源．但能源的大量使用会给环境带来极大的破坏，例如人类在利用化石燃料的过程中产生的烟尘，污染大气，造成酸雨和温室效应，对人类造成危害． (4)自然界中自发的能量的转化和转移具有方向性．
①热量可以自发的由高温物体传递给低温物体，但不能自发的由低温物体传递给高温物体． ②冒出的煤烟和散开的炭灰不可能又重新组合成一堆煤炭． ③散失到周围环境中的内能不能回收重新利用。 2．能量耗散
燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，它就不会自动聚集起来供人类重新利用；电池中的化学能转化为电能，它又通过灯泡转化为内能和光能，热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能，我们也无法把这些内能收集起来重新利用．这种现象叫做能量的耗散．
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，但还是要节约能源”的根本原因．
要点四、功能原理 要点诠释： 1. 功能原理 （1）推导
由动能定理可以知道，外力对物体做功的代数和等于物体动能的增量，可表示为：k
W E ∑=?
这里说的外力包括作用于物体上的全部做功的力，可分为三部分：①系统内的重力、弹力；②系统内的摩擦力；③系统外物体对它的作用力，
则动能定理的表达式可写成k W W W W E +++=?重外摩擦弹 又因为：P P W E W E =-?=-?重重，弹弹 所以有：k P P W W E E E +=?+?+?外重摩擦弹
等式的右边为动能的增量跟势能增量的和，即为物体机械能的增量， 即：W W E +=?外摩擦
（2）内容表述
除重力、弹簧弹力以外力对物体做功的代数和，等于物体机械能的增量。这就是功能原理。即
W W E +=?外摩擦
2、功能原理与动能定理的区别与联系
功能原理、动能定理都是“功是能量转化的量度”这一功能实质关系的体现。只是考查对象不同。动能定理考查物体动能的变化，功能原理考查物体机械能的变化，从功能原理我们知道，外力和系统内摩擦力做功，将引起系统机械能的变化，但这机械能不会消失，也不能创生，只是由机械能和其它形式的能之
间发生转换。
【典型例题】
类型一、摩擦力做功与产生内能的关系
例1、如图所示，A 物体放在B 物体的左侧，用水平恒力F 将A 拉至B 的右端，第一次B 固定在地面上，F 做功为1W ，产生热量为1Q ，第二次让B 在光滑地面上自由滑动，F 做功为2W ，产生热量为2Q ，则应有（ ）
A ．1212,W W Q Q <=
B ．1212,W W Q Q ==
C ．1212,W W Q Q <<
D ．1212,W W Q Q =<
思路点拨：本题牵扯到摩擦力做功问题，需要考察摩擦力做功特点，并辅助动能定理加以解决。 解析：当B 固定时，1W FL = 1.Q f L mgL μ==
当B 不固定时，木块A 、B 的位移关系为A B S S L -= 21()A B W FS F L S W ==+> 对A 应用动能定理：()A kA F f S E -=? 对B 应用动能定理：B kB fS E =?
两式相加得()A B kA kB F f S fS E E -+=?+? 所以：21.A kA kB Q FS E E f L mgL Q μ=-?-?===
答案：A
总结升华：摩擦力做功与产生内能的关系：
（1）静摩擦力做功的过程中，只有机械能的相互转移（静摩擦力起着传递机械能的作用），而没有内能的产生。
（2）滑动摩擦力做功的过程中，能量的转移由两个方向，一是相互摩擦的物体之间机械能的转移；二是机械能转化为内能，转化为内能的量值等于机械能的减少量，表达式为.Q f S =相对 举一反三
【变式】在一光滑的水平面上有一长木板，质量为M ，板足够长。一质量为m 、速度为0v 的小滑块滑上长木板，最后获得共同速度v ，此时长木板移动了l 的距离，滑块在木板上移动了d 的距离，求此过程中产生的热量是（ ）
A ．22Mv d l
B ．220()2()m v v d l d -+
C ．22
011()22mv m M v -+ D ．2201122
mv mv -
答案：ABC
解析：对M 应用动能定理：
22
2
122.2MV MV fl f l
MV d
f S fd l
=?===
相对 故A 对。
对m 应用动能定理：
2222
0022
()11()222()
().2()
m v v mv mv f l d f l d m v v d
f S fd l d --=-+?=+-==
+相对
故B 选项正确。
由能量守恒转化为内能的量值等于机械能的减少量，即
22011
()22
mv m M v -+，故C 选项正确，D 错误。
类型二、功能关系的应用
例2、面积很大的水池，水深为H ，水面上浮着一正方体木块，木块边长为a ，且 a 〈 H ，密度为水的
2
1
，质量为m ，开始时，木块静止，有一半没入水中，如图甲所示，现用力F 将木块缓慢地压到池底，不计摩擦，求
（1）从开始到木块刚好完全没入水的过程中，力F 所做的功。
（2）若将该木块放在底面为正方形（边长为2a ）的盛水足够深的长方体容器中，开始水面静止时，水高也为H ，如图乙所示，现用一个向下的力F ＇将木块缓慢地压到容器底部，若水不会从容器中溢出，不计摩擦。求全过程F ＇所做的功。
思路点拨：此题考察变力做功问题，变力做功一是应用动能定理可以求出，再就是可以根据功能关系来求出，在本题我们应用功能关系来求解。
解析：（1）木块静止，有一半没入水中，所以有g v 木ρ=水ρg 2
v
解得木ρ=
水ρ2
1 因水池面积很大，可忽略因木块压入水中所引起的水深变化，木块刚好完全没入水中时，图中原来处于划斜线区域的水被排开，结果等效于使这部分水平铺于水面，这部分水的质量为m ，其势能的改变量为：
mga a H mg mgH E 4
3
)43(1=--=?水
图乙
图甲
木块势能的改变量为：mga mgH a H mg E 2
1
)2(-=--
=?木 根据功能关系知力F 所做的功：mga E E W 4
1
=?+?=木水
(2) 因容器水面面积为2a 2
，只是木块底面积的2倍，不可忽略因木块压入水中所引起的水深变化，
木块向下压，水面就升高，木块刚好完全没入水中时，图乙中原来处于下方划斜线区域的水被排开到上方
划斜线区域。由于木块横截面积是容器的1/2，由体积关系有2a 2
H+ a 2
2a =2 a 2
H ′，即2H+2
a =2H ′
解得H ′=H+
4a ，所以△H=H ′-H=4a
所以当木块上底面与水面平齐时，水面上升a/4，木块下降a/4，也就是说木块下降a/4，同时把它新占据的下部V/4体积的水重心升高3a/4，这部分水的质量为m /2，其势能的改变量为： 13
8
E mga ?=
水 木块势能的改变量为：1
4
E mga ?=-
木1 由功能关系可得这一阶段压力所做的功
1131
488
W mga mga mga =-+=
压力继续把木块压到容器底部，在这一阶段，木块重心下降344
a a
H a H a H '-=+-=-，同时底部被木块所占空间的水重心升高34
a
H -
，这部分水的质量为2m ，其势能的改变量为： 232()4
a E mg H ?=-
水 木块势能的改变量为：3()4
a E mg H ?=--
木2 由功能关系可得这一阶段压力所做的功2333()2()()444
a a a W mg H mg H mg H =--
+-=- 整个过程压力做的总功为：12135
()()848
a W W W mga mg H mg H a =+=+-=-
总结升华：用功能关系时解题，一是注意前后能量的变化，二是注意都是哪些力做了功，分别做的什么功，最后的总功是多少。
举一反三
【专题课程：能量守恒定律与能源例题4】
【变式】在水平地面上平铺n块砖，每块砖的质量为m，厚度为h，如将砖一块一块地叠放起来，至少做多少功?
【答案】
1
=(1)
222
末初
nh h
W E E E nmg nmg n n mgh ?=-=-=-
类型三、能量转化和守恒定律
例3、行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；降落伞在空中匀速下降。上述不同现象所包含的相同物理过程是（）
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．物体的势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
思路点拨：此题考察学生综合分析能力，从若干不同的现象中分析找出相同的规律。
解析：汽车主要是制动阻力，流星、降落伞是空气阻力，因而物体都是克服阻力做功，A对；三个物体运动过程中，汽车是动能转化成了内能，流星、降落伞是重力势能转化成其他形式的能，总之是机械能转化成了其他形式的能，D对。
答案：AD
总结升华：自然界中各种形式的能之间都可以相互转化，但在转化过程中具有方向性。
举一反三
【专题课程：能量守恒定律与能源例题1】
【变式】一小孩从公园中粗糙的滑梯上自由加速滑下，其能量的变化情况是( )
A．重力势能减小，动能不变，机械能减小，总能量减小
B．重力势能减小，动能增加，机械能减小，总能量不变
C．重力势能减小，动能增加，机械能增加，总能量增加
D．重力势能减小，动能增加，机械能守恒，总能量不变
【答案】B
类型四、能量转化与守恒定律的应用
例4、飞机场上运送行李的装置为一水平放置的环形传送带，传送带的总质量为M，其俯视图如图所示。现开启电动机，传送带达稳定运行的速度v后，将行李依次轻轻放到传送带上。若有n件质量均为m的行李需通过传送带运送给旅客。假设在转弯处行李与传送带无相对滑动，忽略皮带轮、电动机损失的能量。求从电动机开启，到运送完行李需要消耗的电能为多少?
思路点拨：在此问题中必须知道“错误！未找到引用源。设行李与传送带间的动摩擦因数为μ，则传
送带与行李间由于摩擦产生的总热量
s mg n Q ?=μ
由运动学公式得：22vt vt vt s s s =-=-=?行传
又gt v μ=
联立解得：22
1
nmv Q =
由能量守恒得：22
2121mv
n Mv Q E ++=
所以：2
221nmv
Mv E +=
总结升华：在传送带运送行李的过程中，消耗的电能分成了三部分，一部分是传送带的动能，一部分
是行李的动能，还有一部分是由于行李和传送带之间的摩擦转化的内能，这一部分在解题时容易忽视，在解决问题时要注意。 举一反三
【变式1】如图所示，绷紧的传送带与水平面间的夹角θ=30°，传送带在电动机的带动下，始终保持v =2m/s 的速率运行. 现把一质量为m =10kg 的工件（可看为质点）轻轻放在传送带的底端，经时间t=1.9s ，
工件被传送到h =1.5m 的高处，取g =10m/s 2
求： （1）工件与传送带间的动摩擦因数； （2）电动机由于传送工件多消耗的电能.
解析：（1）图中斜面长m h
s 330sin =?
=
设工件经时间t 1速度达到v ，做匀加速运动的位移112
1vt s =
工件速度达v 后做匀速运动的位移为)(11t t v s s -=-
匀加速运动的加速度1
t v a =
工件受的支持力θcos mg F =
由牛顿第二定律，有ma mg F =-θμsin
解得动摩擦因数2
3=μ （2）在时间t 1内：
皮带运动位移1vt s =皮
工件箱对皮带位移1s s s -=皮箱
摩擦发热箱s F Q ?=μ 工件增加的动能22
1mv E k =
工件增加的势能mgh E p =
电动机多消耗的电能p k E E Q W ++=
解得W=230J
【专题课程：能量守恒定律与能源 例题6】
【变式2】某地平均风速为5 m/s ，已知空气密度是1.2 kg/m 3
，有一风车，它的车叶转动时可形成半径为12 m 的圆面．如果这个风车能将圆面内10%的气流动能转变为电能，则该风车带动的发电机功率是多大？
【答案】3.4 kW.
类型五、能源和能量耗散
例5、以下说法正确的是（ ）
A ．煤、石油、天然气等燃料最初来源可追溯到太阳能
B ．汽油是一种清洁能源
C ．水能是可再生能源
D ．煤、石油等常规能源是取之不尽、用之不竭的
思路点拨：此题考察能源与环境问题
解析：煤、石油、天然气等燃料是动、植物转化成的，其来源可追溯到太阳能，A 正确；汽油燃料会引起一些化合物的产生，导致有毒气体的生成，B 错；水源是可再生能源，故C 正确；煤、石油等储存量是有限的，是不可再生能源，故D 错误。
答案：AC
总结升华：太阳能的优点取之不尽、用之不竭的最大能源。 举一反三
【变式】出行是人们工作生活中必不可少的环节，出行的工具五花八门，使用的能源也各不相同．自行车、电动自行车、普通汽车消耗能量的类型分别是( )
①生物能 ②核能 ③电能 ④太阳能 ⑤化学能 A ．①④⑤ B ．①③⑤ C ．①②③ D ．①③④ 【答案】B
【解析】人骑自行车是将生物能转化为机械能；电动自行车是将蓄电池的电能转化为机械能；普通汽车是将汽油的化学能转化为机械能，所以B 选项正确． 【巩固练习】 一、选择题：
1．有关功和能，下列说法正确的是( )
A ．力对物体做了多少功，物体就具有多少能
B ．物体具有多少能，就一定能做多少功
C ．物体做了多少功，就有多少能量消失
D ．能量从一种形式转化为另一种形式时，可以用功来量度能量转化的多少
2．一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块，并从中穿出．对于这一过程，下列说法不正确的是( )
A ．子弹减少的机械能等于木块增加的机械能
B ．子弹减少的动能等于木块增加的动能和子弹增加的内能
C ．子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和
D．子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块增加的内能之和
3．有人设想在夏天用电冰箱来降低房间的温度．他的办法是：关好房间的门窗然后打开冰箱的所有门让冰箱运转，且不考虑房间内外热量的传递，则开机后，室内的温度将( )
A．逐渐有所升高
B．保持不变
C．开机时降低，停机时又升高
D．开机时升高，停机时降低
4．质量为m的物体，从静止开始以2g的加速度竖直向下运动距离h，不计空气阻力，则下列说法中正确的是( )
A．物体的重力势能减少2mgh B．物体的机械能保持不变
C．物体的动能增加2mgh D．物体的机械能增加mgh
5．如图所示，一根长为1l的橡皮条和一根长为2l的绳子悬于同一点，已知1l<2l。橡皮条另一端系A球，绳子另一端系B球，两球质量相等。现从悬线水平位置（橡皮条保持原长）将两球由静止释放，当两球摆至最低点时，橡皮条的长度与绳子长度相等，此时两球速度的大小( )
A．B球的速度较大B．A球的速度较大
C．两球速度大小相等D．不能确定谁的速度大
6．物体以100J的初动能从斜面底端沿斜面向上运动到某一点时，动能减少80J，其机械能减少了32J。则物体重返斜面底端时的动能为( )
A．68J B．64J C．48J D．20J
7．如图所示，质量为m的木块放在地面上，一根弹簧下端连着木块。用恒力F竖直向上拉弹簧的上端，使木块离开地面。如果恒力F的作用点向上移动的距离为h，则( )
A．木块的重力势能增加了Fh
B．木块的机械能增加了Fh
C．恒力F所做的功为Fh
D．木块的动能增加了Fh
二、解答题：
1．风力发电是一种环保的电能获取方式。设计每台风力发电机的功率为40 kW．实验测得风的动能转化为电功的效率约为20％，空气的密度是1.29kg/m3，当地水平风速约为10 m/s，问风力发电机的叶片长度约为多少才能满足设计要求?
2.一个质量m=0.20kg的小球系于轻质弹簧的一端，且套在光滑竖立的圆环上的B点，弹簧的上端固定于环的最高点A，环的半径R=0.50m，
弹簧的原长L0=0.50m，劲度系数为4.8N/m，如图所示.若小球
从图中所示位置B点由静止开始滑到最低点C时，弹簧的弹性
势能E=0.60J.取重力加速度g=10m/s2,求：
(1)小球到C点时的速度v C的大小；
(2)小球在C点时对环的作用力大小和方向。
3.如图，在竖直平面内有一半径为R的半圆形圆柱截面，用轻质不可伸长的细绳连接的A、B两球，悬挂在圆柱面边缘两侧，A球质量为B球质量的两倍，现将A球从圆柱边缘处由静止释放，已知A始终不离开球面，且细绳足够长，圆柱固定.若不计一切摩擦.求:
(1)A球沿圆柱截面滑至最低点时速度的大小；
(2)A球沿圆柱截面运动的最大位移.
4．如图所示，静止在水平桌面的纸带上有一质量为0. 1kg的小铁块，它离纸带的右端距离为0. 5 m，铁块与纸带间动摩擦因数为0.1．现用力向左以2 m/s2的加速度将纸带从铁块下抽出，求：（不计铁块大小，铁块不滚动）
(1)将纸带从铁块下抽出需要多长时间？
(2)纸带对铁块做多少功？
5.一个质量为m=0. 20 kg的小球系于轻质弹簧的一端，且套在光竖直的圆环上，弹簧固定于环的最高点A，环的半径R=0. 50 m,弹簧原长L0 = 0. 50 m，劲度系数为4.8 N/m，如图所示，若小球从图示位置B点由
静止开始滑到最低点C时，弹簧的弹性势能
弹
E=0. 60J；求：
(1)小球到C点时的速度v C的大小．
(2)小球在C点时对环的作用力（g=10 m/s2
)
B
6.如图所示，光滑1/4圆弧的半径为0.8m ，有一质量为1.0kg 的物体自A 点从静止开始下滑到B 点，然后
沿水平面前进4.0m ，到达C 点停止.g 取10m/s 2
，求： （1）物体到达B 点时的速率；
（2）在物体沿水平面运动的过程中摩擦力做的功； （3）物体与水平面间的动摩擦因数.
【答案与解析】 一、选择题： 1． D
解析:功是能量转化的量度，即物体做了多少功，就有多少能量发生了转化；并非力对物体做了多少功，物体就具有多少能；也非物体具有多少能，就一定能做多少功，所以A 、B 错误．做功的过程是能量转化的过程，能量在转化过程中总量守恒并不消失，所以C 错误．正确选项是D ． 2．A 、B 、C
解析:子弹射穿木块的过程中，由于相互间摩擦力的作用使得子弹的动能减少，木块获得动能，同时产生热量，且系统产生的热量在数值上等于系统机械能的损失．A 选项漏考虑系统增加的内能，B 选项漏考虑木块增加的内能，C 选项应考虑的是系统(子弹、木块)内能的增加，故A 、B 、C 错． 3．A
解析:电冰箱消耗电能，部分转化成焦耳热，房间内温度逐渐升高． 4.CD
解析：重力势能的减少为mgh ，故A 错误；动能增量为合外力做的功，即.2k E F h mgh ?==合，故C 正确；动能增量减去重力势能的减少量即机械能的增量，即2mgh mgh mgh -=，故D 正确。
5.A
解析：由能量守恒知，B 球的重力势能完全转化为动能，而A 球的重力势能一部分转化为动能一部分转化为橡皮条的弹性势能，故B 的速度大。 6.D
解析：动能减少80J ，其机械能减少了32J ，那么动能减少100J 时，机械能减少40J ，即向上运动过程克服阻力做功40J ，向下运动过程也需要克服阻力做功40J ，共克服阻力做功80J ，那么返回时还有动能20J 。即D 选项正确。 7.C
解析：恒力向上移动h ，做功为Fh ，故C 选项正确；由能量守恒可知，恒力做的功一部分转化为木块的重力势能，一部分为弹簧的弹性势能，故ACD 错误；
二、解答题：
1. 解析：设叶片长度为r ，则叶片转动的面积S ＝πr 2
．取时间t 内作用到横截面积为S 的面积上的空气流为研究对象，则这部分空气流的质量为m ＝ρV ＝ρ·Svt ．
空气流的动能为23k 11
22E mv Sv t ρ==，则电功率23k 20%1t 10
E P r v ρπ?==．
得r =
，所以叶片长度约为9.94m ． 2．解析：(1)小球在运动过程中受重力，环对它的弹力和弹簧对它的弹力作用，机械能守恒， 设C 点为重力势能零点 P C E mv CD mg +=
2
2
1 ① θcos R R CD += ②
由①②得v C =3m/s
(2)小球在C 点时受重力、弹簧弹力和环对它的作用力，受力如图所示：
小球在C 点所受合外力等于向心力:
R
v m mg F N C
2=-+ ③
F=kx ④ x=R ⑤ 由③④⑤得N=3.2N
3. 解析：(1)设A 球沿圆柱面滑至最低点时速度的大小为v ，则根据机械能守恒定律可得
2
22
122122B
mv mv mgR mgR +?=
- 又0
45cos v v B = 解得 gR v 5
2
22
-= (2)当A 球的速度为零时，A 球沿圆柱面运动的位移最大，设为S ，则根据机械能守恒定律可得
02=-mgS mgh
由几何关系
2
22h S S S
R
-=得2242S R R
S
h -=
解得R S 3=
4. 解析：(1)设纸带的加速度为a 1，铁块的加速度为a 2．则
22212
22
12
1
21,/1,/2t a t a L s m g a s m a -=
===μ ，得t=1s 。
(2),05.0,2
1
22J mgs fs W t a s ====
铁块铁块μ .05.02
1,/12
2J mv E W s m t a v K ==?===铁块铁块
5. 解析：小球由B 点滑到C 点，由能量守恒得
J W mv W R R mg C 60.02
1)60cos (2
0-==
++弹力弹力， 得v C =3 m/s.
(2）在C 点时有N l R k F 4.2)2(0=-=弹, 设环对小球作用力为N ，方向指向圆心，则
N N R
v m
mg N F 2.3,2
==-+弹弹.
小球对环作用力为N ', N N N 2.3-=-='.
6. 解析：由题意知，圆弧半径R=0.8m ，物体质量m=1.0kg ，水平位移S=4.0m
（1）设物体到达B 点时的速率为v ，从A 到B 过程中，由机械能守恒定律有
mgR=
2
1mv 2
上式带入数据解得v=4 m/s （2）由动能定理得
物体沿水平面运动的过程中摩擦力做的功W= -
2
1mv 2
上式带入数据得 W= -8J
（3）设物体与水平面间的动摩擦因数为μ，由做功公式得
W=－μmgS
上式带入数据解得μ=0.2
高中物理必修一相互作用专题
高中物理必修一相互作用专题 一、重力弹力摩擦力
10.如图所示，一重为8N的球固定在AB杆的上端，今用测力计水平拉球，使杆发生弯曲，此时测力计的示数为6N，则AB杆对球作用力的大小为（）5 如图所示，一重为8N的球固定在AB杆的上端，今用测力计水平拉 球，使杆发生弯曲，此时测力计的示数为6N，则AB杆对球作用力 的大小为（） A．6N B．8N C．10N D．12N 11.探究弹力和弹簧伸长的关系时，在弹性限度内，悬挂15N重物时， 弹簧长度为0.16m；悬挂20N重物时，弹簧长度为0.18m，则弹簧的原长L0和劲度系数k 分别为多少？请写出详细计算过程。 12. 请在图中画出杆或球所受的弹力 （e） 13如上图e所示，小车上固定着三角硬杆，杆的端点处固定着一个质量为m的小球．当小车有水平向右的加速度且从零开始逐渐增大时，杆对小球的作用力的变化(用F1至F4变化表示)可能是下图中的(OO’沿杆方向) A B C D 14. 一辆汽车停在水平地面上，下列说法中正确的是（）： A 地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了形变；汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力B地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了形变；汽车受到了向上的弹力，是因为汽车也发生了形变C汽车受到了向上的弹力，是因为地面发生了弹力；地面受到了向下的弹力，是因为汽车发生了形变D以上说法都不正确
4. 如图为皮带传动装置，正常运转时的方向如图所示， 当机器正常运转时，关于主动轮上的A 点、与主动轮接触的皮带上的B 点、与从动轮接触的皮带上的C 点及从动轮上的D 点，这四点的摩擦力的方向的描述，正确的是（ ） A. A 点受到的摩擦力沿顺时针方向 B. B 点受到的摩擦力沿顺时针方向 C. C 点受到的摩擦力沿逆时针方向 D. D 点受到的摩擦力沿逆时针方向 5.如图4所示，把重为20N 的物体放在倾角的粗糙斜面上，并静止，物体右端与固定在斜面上的轻弹簧相连接，若物体与斜面间的最大静摩擦力为12N ，则弹簧的弹力：（弹簧与斜面平行） A ．可以为22N ，方向沿斜面向上； B ．可以为2N ，方向沿斜面向上； C ．可以为2N ，方向沿斜面向下； D ．弹力可能为零。 6.如图所示，位于水平桌面上的物块P ，由跨过定滑轮的轻绳与物块Q 相连，定滑轮到P 和到Q 的两段绳都是水平的。已知Q 与P 之间以及P 与桌面之间的动摩擦因数都是μ，两物块的质量都是m ，滑轮的质 量、滑轮轴上的摩擦都不计，若用一水平向右的力F 拉P 使它做匀速运动，则F 的大小为 （ ） A ．4μmg B ．3μmg C ．2μmg D ．μmg 7.如图所示，在倾角θ=30°的粗糙斜面上放一重量为G 的物体，物体能保持静止。现在用与斜面底边平行的力F=G/2推物体，物体恰能做匀速直线运动，则物体与斜面之间的动摩擦因数是多少？ 解：如左图所示；在斜面上，物体在推力、重力平行于斜面向下的分力Gsin300和滑动摩擦力三个力的作用下，沿斜面斜下方向作匀速直线运动，这三个力的合外力为零。如右图所示。 物体与斜面之间的滑动摩擦因数 A D B C 主动轮 从动轮 v F Q P G G f μμ2 330cos 0==G f 2 2= 3 6=μ
人教版高中物理必修二动能定理专题练习
（精心整理，诚意制作） 动能定理专题练习 1. 如图所示，水平传送带A 、B 间距离为10m ，以恒定的速度1m/s 匀速传动。现将一质量为0.2 kg 的小物体无初速放在A 端，物体与传送带间滑动摩擦系数为0.5，g 取10m/s 2 ，则物体由A 运动到B 的过程中传送带对物体做的功为（ ） (A)零 (B)10J (C)0.1J (D)除上面三个数值以外的某一值 2．a 、b 、c 三个物体质量分别为m 、2m 、3m ，它们在水平路面上某时刻运动的动能相等。当每个物体受到大小相同的制动力时，它们制动距离之比是（ ） A ．1∶2∶3 B ．12∶22∶32 C ．1∶1∶1 D ．3∶2∶1 3．一个物体自由下落，落下一半时间的动能与落地时动能之比为（ ） A ．1∶1 B ．1∶2 C ．1∶3 D ．1∶4 4．质量为m ，速度为υ的子弹，能射入固定的木板L 深。设阻力不变，要使子弹射入木板3L 深，子弹的速度应变为原来的（ ） A ．3倍 B ．6倍 C ．23 倍 D ．3倍 5．物体从静止开始自由下落，下落ls 和下落4s 时，物体的动能之比是_____；下落1m 和4m 时，物体的动能之比是________。 6．质量为m 的物体在水平力F 的作用下，由静止开始光滑地面运动，前进一段距离之后速度大小为v 。再前进一段距离使物体的速度增大为2v ，则（ ） A 、第二过程的动能增量是第一过程的动能增量的4倍 B 、第二过程的动能增量是第一过程的动能增量的3倍 C 、第二过程的动能增量是第一过程的动能增量的2倍 D 、第二过程的动能增量等于第一过程的动能增量 7．质量为m 的物体以初速度v 0开始沿水平地面滑行，最后停下来。在这个过程中，物体的动能增量是 8．一个小孩把6.0kg 的物体沿高0.50m ，长2.0m 的光滑斜面，由底部匀速推到顶端，小孩做功为 ，若有5.0N 阻力的存在，小孩匀速把物体推上去应做 功，物体克服阻力做的功为 ，重力做的功为 。（g m s 取102 /） 9．把质量为3.0kg 的石块，从高30m 的某处，以s m /0.5的速度向斜上方抛出，g m s 取102 /，不计空气阻力，石块落地时的速率是 ；若石块在运动过程中克服空气阻力做了73.5J 的功，石块落地时的速率又为 。 10．竖直上抛一个质量为m 的物体，物体上升的最大高度 h ，若不计空气阻力，则抛出时的初动能为 。 11．一个人站在高出地面点h 处，抛出一个质量为m 的物体，物体落地时速率为v ，人对物体做的功等于_______(不计空气阻力) 12．木块在粗糙水平面上以大小为υ的初速度开始运动，滑行s 后静止，则要使木块在此平面上滑行3s 后静止，其开始运动的初速度应为 。
高中物理专题训练洛伦兹力
磁场对运动电荷的作用力 1.在以下几幅图中，对洛伦兹力的方向判断不正确的是( ) 2.如图所示，a是带正电的小物块，b是一不带电的绝缘物块，A，B叠放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场，现用水平恒力F 拉b物块，使A，B一起无相对滑动地向左加 速运动，在加速运动阶段( ) A．A，B一起运动的加速度不变 B．A，B一起运动的加速度增大C．A，B物块间的摩擦力减小 D．A，B物块间的摩擦力增大 3.带电油滴以水平速度v0垂直进入磁场，恰做匀速直线运动，如图所示，若油滴质量为m，磁感应强度为B，则下述说法正确的是( ) A．油滴必带正电荷，电荷量为 B．油滴必带正电荷，比荷＝ C．油滴必带负电荷，电荷量为 D．油滴带什么电荷都可以，只要满足q ＝ 4.（多选）在下列各图所示的匀强电场和匀强磁场共存的区域内，电子可能 沿水平方向向右做直线运动的是( ) 5. （多选）在图中虚线所示的区域存在匀强电场和匀强磁场．取坐标如图， 一带电粒子沿x轴正方向进入此区域，在穿过此区域的过程中运动方始终不 发生偏转，不计重力的影响，电场强度E和磁感应强度B的方向可能是 ( ) A．E和B都沿x轴方向 B．E沿y轴正向，B沿z轴正向 C．E沿z轴正向，B沿y轴正向 D．E，B都沿z轴方向 6. （多选）为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端 安装了如图7所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长，宽，高分别为 a，b，c，左右两端开口，在垂直于上，下底面方向加磁感应强度为B的匀 强磁场，在前，后两个内侧固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右 流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U.若用Q表示污水流量(单 位时间内排出的污水体积)，下列说法中正确的是( ) A．若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高 B．前表面的电势一定低于后表面的电势，与哪种离 子多少无关 C．污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大 D．污水流量Q与U成正比，与a，b无关 7.（多选）如图所示，套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球，其质量 为m，带电荷量为q，小球可在棒上滑动，现将此棒竖直放入沿水平方向且 相互垂直的匀强磁场和匀强电场中，设小球的电荷量不变，小球由静止下滑 的过程中( ) A．小球加速度一直增大 B．小球速度一直增大，直到最后匀速 C．棒对小球的弹力一直减小 D．小球所受洛伦兹力一直增大，直到最后不变 8.一个质量为m＝0.1 g的小滑块，带有q＝5×10－4C的电荷量，放置在倾 角α＝30°的光滑斜面上(绝缘)，斜面固定且置于B＝0.5 T的匀强磁场中， 磁场方向垂直纸面向里，如图所示，小滑块由静止开始沿斜面滑下，斜面足 够长，小滑块滑至某一位置时，要离开斜面(g取10 m/s2)．求： (1)小滑块带何种电荷？ (2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大？ (3)该斜面长度至少多长？ 9.光滑绝缘杆与水平面保持θ角，磁感应强度为B 的匀强磁场充满整个空间，一个带正电q、质量为 m、可以自由滑动的小环套在杆上，如图所示，小 环下滑过程中对杆的压力为零时，小环的速度为________． 10.如图所示，质量为m的带正电小球能沿着竖直的绝缘墙竖 直下滑，磁感应强度为B的匀强磁场方向水平，并与小球运动 方向垂直．若小球电荷量为q，球与墙间的动摩擦因数为μ.则 小球下滑的最大速度为____________，最大加速度为____________． 11.如图所示，各图中的匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均 为v，带电荷量均为q.试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并指出洛 伦兹力的方向．
(人教版)高中物理必修二(全册)精品分层同步练习汇总
（人教版）高中物理必修二（全册）精品同步练习汇总 分层训练·进阶冲关 A组基础练(建议用时20分钟) 1.(2018·泉州高一检测)关于运动的合成和分解,下列说法中正确的是 (C) A.合运动的速度大小等于分运动的速度大小之和 B.物体的两个分运动若是直线运动,则它的合运动一定是直线运动 C.合运动和分运动具有等时性 D.若合运动是曲线运动,则其分运动中至少有一个是曲线运动
2.(2018·汕头高一检测)质点在水平面内从P运动到Q,如果用v、a、F分别表示质点运动过程中的速度、加速度和受到的合外力,下列选项正确的是(D) 3.一只小船渡河,运动轨迹如图所示。水流速度各处相同且恒定不变,方向平行于河岸;小船相对于静水分别做匀加速、匀减速、匀速直线运动,船相对于静水的初速度大小均相同、方向垂直于河岸,且船在渡河过程中船头方向始终不变。由此可以确定 (D) A.船沿AD轨迹运动时,船相对于静水做匀加速直线运动 B.船沿三条不同路径渡河的时间相同 C.船沿AB轨迹渡河所用的时间最短 D.船沿AC轨迹到达对岸前瞬间的速度最大 4.如图所示,某人用绳通过定滑轮拉小船,设人匀速拉绳的速度为v0,绳某时刻与水平方向夹角为α,则小船的运动性质及此时刻小船的水平速度v x为(A)
A.小船做变速运动,v x= B.小船做变速运动,v x=v0cos α C.小船做匀速直线运动,v x= D.小船做匀速直线运动,v x=v0cosα B组提升练(建议用时20分钟) 5.(2018·汕头高一检测)质量为1 kg的物体在水平面内做曲线运动,已知该物体在互相垂直方向上两分运动的速度-时间图象分别如图所示,则下列说法正确的是(D) A.2 s末质点速度大小为7 m/s B.质点所受的合外力大小为3 N C.质点的初速度大小为5 m/s D.质点初速度的方向与合外力方向垂直 6.(多选)在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上做初速度为零、加速度为a的匀加速运动,同时人顶着直杆以速度v0水平匀速移动,经过时间t,猴子沿杆向上移动的高度为h,人顶杆沿水平地面移动的距离为x,如图所示。关于猴子的运动情况,下列说法中正确的是( B、D )
高中物理必修一实验专题
高考物理必修一实验专题 姓名：班级： 【题型一、研究匀变速直线运动】 1、在“测定匀变速直线运动加速度”的实验中： (1)除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有________。(填选项代号) A.电压合适的50 Hz交流电源 B.电压可调的直流电源 C.刻度尺 D.秒表 E.天平 (2)实验过程中，下列做法正确的是________。 A.先接通电源，再使纸带运动 B.先使纸带运动，再接通电源 C.将接好纸带的小车停在靠近滑轮处 D.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处 (3)如图所示为一次实验得到的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有4个点未画出，按时间顺序取0、1、2、3、4、5、6共7个计数点，测出1、2、3、4、5、6点到0点的距离如图所示(单位：cm)。由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时速度大小V4＝ ________ m/s，小车的加速度大小为_m/s2。(保留2位有效数字) 2、某同学在做“小车速度随时间变化规律”的实验，细线一端与小车相连，另一端绕过定滑轮悬挂钩码，通过打点计时器和纸带记录了小车的运动情况。 (1)实验中除了电磁打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长直轨道、细线、钩码、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的有________(填选项代号) A. 220 V、50 Hz 交流电源 B.电压可调的直流电源 C.4-6 V、50 Hz 交流电源 D. 刻度尺 E. 秒表 F. 天平 (2)实验过程中，下列操作正确的是___________(填选项代号) A. 将接好纸带的小车停在靠近滑轮一端 B. 将接好纸带的小车停在靠近打点计时器一端 C. 先释放小车，再接通电源 D. 先接通电源，再释放小车
高中物理必修二知识点总结及典型题解析
P 蜡块的位置 v v x v y 涉及的公式： 22y x v v v += x y v v = θtan θ v v 水 v 船 θ 船v d t =m in ，θsin d x = 水 船v v = θtan d 第五章 平抛运动 §5-1 曲线运动 & 运动的合成与分解 一、曲线运动 1.定义：物体运动轨迹是曲线的运动。 2.条件：运动物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上。 3.特点：①方向：某点瞬时速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向。 ②运动类型：变速运动（速度方向不断变化）。 ③F 合≠0，一定有加速度a 。 ④F 合方向一定指向曲线凹侧。 ⑤F 合可以分解成水平和竖直的两个力。 4.运动描述——蜡块运动 二、运动的合成与分解 1.合运动与分运动的关 系：等时性、独立性、等效 性、矢量性。 2.互成角度的两个分运动的合运动的判断： ①两个匀速直线运动的合运动仍然是匀速直线运动。 ②速度方向不在同一直线上的两个分运动，一个是匀速直线运动，一个是匀变速直线运动，其合运动是匀变速曲线运动，a 合为分运动的加速度。 ③两初速度为0的匀加速直线运动的合运动仍然是匀加速直线运动。 ④两个初速度不为0的匀加速直线运动的合运动可能是直线运动也可能是曲线运动。当两个分运动的初速度的和速度方向与这两个分运动的和加速度在同一直线上时，合运动是匀变速直线运动，否则即为曲线运动。 三、有关“曲线运动”的两大题型 （一）小船过河问题 模型一：过河时间t 最短： 模型二：直接位移x 最短： 模型三：间接位移x 最短： [触类旁通]1．(2011 年上海卷)如图 5－4 所示，人沿平直的河岸以速度 v 行走，且通过不可伸长的绳拖船，船沿绳的方向行进．此过程中绳始终与水面平行，当绳与河岸的夹角为α时，船的速率为（ C ） 。 αsin .v A α sin . v B α cos .v C α cos .v D 解析：依题意，船沿着绳子的方向前进，即船的速度总是沿着绳子的，根据绳子两端连接的物体在绳子方向上的投影速度相同，可知人的速度 v 在绳子 方向上的分量等于船速，故 v 船＝v cos α，C 正确． 2．(2011 年江苏卷)如图 5－5 所示，甲、乙两同学从河中O 点出发，分别沿直线游到 A 点和 B 点后，立即沿原路线返回到 O 点，OA 、OB 分别与水流方向平行和垂直，且 OA ＝OB.若水流速度不变，两人在静水中游速相等，则他们所用时间 t 甲、t 乙的大小关系为(C) A ．t 甲
高中物理动量守恒专题训练
1．在如图所示的装置中，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A沿水平方向 射入木块后留在其中，将弹簧压缩到最短．若将子弹、木块和弹簧合在一起作为系统， 则此系统在从子弹开始射入到弹簧被压缩至最短的整个过程中（） A. 动量守恒，机械能守恒 B. 动量守恒，机械能不守恒 C. 动量不守恒，机械能不守恒 D. 动量不守恒，机械能守恒 2．车厢停在光滑的水平轨道上，车厢后面的人对前壁发射一颗子弹。设子弹质量为m，出口速度v，车厢和人的质量为M，则子弹陷入前车壁后，车厢的速度为（） A. mv/M，向前 B. mv/M，向后 C. mv/（m M），向前 D. 0 3．质量为m、速度为v的A球与质量为3m的静止B球发生正碰．碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此，碰撞后B球的速度可能有不同的值．碰撞后B球的速度大小可能是( )． A. 0.6v B. 0.4v C. 0.3v D. v 4．两个质量相等的小球在光滑水平面上沿同一直线同向运动，A球的动量是8kg·m/s，B球的动量是6kg·m/s，A球追上B球时发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能为 A. p A＝0，p B＝l4kg·m/s B. p A＝4kg·m/s，p B＝10kg·m/s C. p A＝6kg·m/s，p B＝8kg·m/s D. p A＝7kg·m/s，p B＝8kg·m/s 5．如图所示，在光滑水平面上停放质量为m装有弧形槽的小车.现有一质量也为m的小 球以v0的水平速度沿切线水平的槽口向小车滑去，不计一切摩擦，则（） A. 在相互作用的过程中，小车和小球组成的系统总动量守恒 B. 小球离车后，可能做竖直上抛运动 C. 小球离车后，可能做自由落体运动 D. 小球离车后，小车的速度有可能大于v0 6．如图甲所示，光滑水平面上放着长木板B，质量为m＝2kg的木块A以速度v0＝2m/s滑上原来静止的长木板B的上表面，由于A、B之间存在有摩擦，之后，A、B的速度随时间变化情况如乙图所示，重力加速度g＝10m/s2。则下列说法正确的是（） A. A、B之间动摩擦因数为0.1 B. 长木板的质量M＝2kg C. 长木板长度至少为2m D. A、B组成系统损失机械能为4J 7．长为L、质量为M的木块在粗糙的水平面上处于静止状态，有 一质量为m的子弹（可视为质点）以水平速度v0击中木块并恰好未穿出。设子弹射入木块过程时间极短，子弹受到木块的阻力恒定，木块运动的最大距离为s，重力加速度为g，(其中M=3m)求： （1）木块与水平面间的动摩擦因数μ； （2）子弹受到的阻力大小f。(结果用m ，v0，L表示) 8．如图所示，A、B两点分别为四分之一光滑圆弧轨道的最高点和最低点，O为圆心，OA连线水平，OB连线竖直，圆弧轨道半径R=1.8m，圆弧轨道与水平地面BC平滑连接。质量m1=1kg的物体P由A点无初速度下滑后，与静止在B点的质量m2=2kg的物体Q发生弹性碰撞。已知P、Q两物体与水平地面间的动摩擦因数均为0.4，P、Q两物体均可视为质点，当地重力加速度g=10m／s2。求P、Q两物体都停止运动时二者之间的距离。
高一物理必修一实验专题
高一物理必修一实验专题 一、研究匀变速直线运动 (练习使用打点计时器) 1、电磁式打点计时器:6V 以下得交流电。 电火花式打点计时器:220V 得交流电。 2、交流电得频率为50HZ,打点间隔为0、02s 3、根据纸带算平均速度与瞬时速度 4、算各点得瞬时速度,描点法做出V —t 图 实验:1、先开电源,然后释放小车。 2、开头过于密集得点舍掉,一般每5个点或每隔4个点取一个计 数点,使相邻计数点之间时间间隔为T ＝0、1s 数据处理: 计算法:根据纸带求某点瞬时速度与加速度 (1)求某点瞬时速度,如: T 指相邻两点得时间间隔 (1)瞬时速度 (2)求加速度: a 、理想纸带(即ΔX 相等): b 、不理想纸带(即ΔX 不相等):用逐差法 注意化单位 数据处理:图象法: 1根据所得数据,选择合适得标度建立坐标系,让图象尽量分布在坐标系平面得大部分面积。 2、此实验小车做匀加速直线运动,所以要用直线拟合数据点,让尽可能多得点处在直线上,不在直线上得点应均匀地分布在直线两侧,个别偏离较大点舍去。 二、验证平行四边形定则 1、 实验目得:验证互成角度得两个力合成时得平行四边形定则 2、 实验原理:(1)两个力F 1、F 2得作用效果与一个力F '得作用效果相同:使像皮绳在某一方向伸长一定得(相同)长度。 (2)以F 1、F 2为邻边作平行四边形求出F 1、F 2得合力F,在误差允许得范围内比较F '与F 。如果在误差允许得范围内F '与F 相同,就验证了两个力合成时遵循平行四边形定则。 3、 实验器材:方木板一块;白纸;图钉(若干);橡皮条;细绳套(两个);弹簧秤(两只);三角板;刻度尺;铅笔。 4、 实验条件:为使橡皮绳有较明显得伸长,同时弹簧测力计有较大得示数,两测力计所拉线绳之间得夹角不宜过大与过小,一般在60°～120°之间较合适。 5、 主要测量:用两个测力计拉线绳,使橡皮条伸长,绳得结点到达O 点,记录此时两个测力计得数值F 1与F 2及两个力得方向;用一只测力计重新将结点拉到O 点,记录此时F 得大小与方向。 6、 实验步骤 (1)用图钉把一张白纸钉在水平桌面上得方板上。 (2)用图钉把橡皮条得一端固定在A 点,橡皮条得另一端固定拴上两个细绳套。 (3)用两只弹簧秤分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点达到O 点。(如图所示)用铅笔记下O 点得位置及两条细绳套得方向,并分别记录两弹簧秤得读数F 1与F 2。 T X X V V EG F 265+==2T X a ?=23216549)()(T X X X X X X a ++-++=
鲁科版高中物理必修二专题小练一
高中物理学习材料 （马鸣风萧萧**整理制作） 专题小练 1．关于功率，下列说法正确的是()． A．由P＝W t可知，只要知道W和t的值就可以计算出任意时刻的功率 B．由P＝F v可知，汽车的功率一定与它的速度成正比C．由P＝F v可知，牵引力一定与速度成反比 D．当汽车P一定时，牵引力一定与速度成反比 解析公式P＝W t 所计算的应是时间t内的平均功率，而公式P＝F v涉及三个 物理量之间的关系，因此必须在一个物理量是确定不变的数值时，才能判断另外两个物理量的关系． 答案 D 2．如图3所示，重物P放在一长木板OA上，将长木板绕O端慢慢转过一个角度的过程中，重物P相对长木板始终保持静止．关于木板对重物P的摩擦力和支持力做功，下列说法正确的是()．
图3 A ．摩擦力对重物做正功 B ．摩擦力对重物做负功 C ．支持力对重物不做功 D ．支持力对重物做正功 解析 在木板转动过程中，重物P 的运动轨迹是一段圆弧， 在任一时刻，重物P 的受力情况及运动方向如图所示．由 图可见，随着木板的运动，虽然重物所受摩擦力f 和支持 力N 的大小始终在变化，但P 的运动的方向始终与它所受静摩擦力f 的方向垂直，与它所受支持力N 在一个方向上，因此，在这一过程中摩擦力f 对重物不做功，而支持力N 对重物做正功． 答案 D 3．质量为m 的汽车行驶在平直公路上，在运动中所受阻力不变．当汽车加速度 为a ，速度为v 时发动机的功率为P 1；当功率为P 2时，汽车行驶的最大速度应为 ( )． A.P 2v P 1 B.P 2v P 1－ma v C.P 1v P 2 D.P 1v P 2－ma v 解析 由牛顿第二定律P 1v －f ＝ma ，v m ＝P 2f ，
高中物理相互作用专题训练答案及解析
高中物理相互作用专题训练答案及解析 一、高中物理精讲专题测试相互作用 1．如图所示,质量的木块A套在水平杆上,并用轻绳将木块与质量的小球B相连.今用跟水平方向成角的力,拉着球带动木块一起向右匀速运动,运动中M、m相对位置保持不变,取.求: (1)运动过程中轻绳与水平方向夹角; (2)木块与水平杆间的动摩擦因数为. (3)当为多大时,使球和木块一起向右匀速运动的拉力最小? 【答案】（1）30°（2）μ=（3）α=arctan． 【解析】 【详解】 （1）对小球B进行受力分析，设细绳对N的拉力为T由平衡条件可得： Fcos30°=Tcosθ Fsin30°+Tsinθ=mg 代入数据解得：T=10，tanθ=，即：θ=30° （2）对M进行受力分析，由平衡条件有
F N=Tsinθ+Mg f=Tcosθ f=μF N 解得：μ＝ （3）对M、N整体进行受力分析，由平衡条件有： F N+Fsinα=（M+m）g f=Fcosα=μF N 联立得：Fcosα=μ（M+m）g-μFsinα 解得：F＝ 令：sinβ＝，cosβ=，即：tanβ= 则： 所以：当α+β=90°时F有最小值．所以：tanα=μ=时F的值最小．即：α=arctan 【点睛】 本题为平衡条件的应用问题，选择好合适的研究对象受力分析后应用平衡条件求解即可，难点在于研究对象的选择和应用数学方法讨论拉力F的最小值，难度不小，需要细细品味．
2．一架质量m 的飞机在水平跑道上运动时会受到机身重力、竖直向上的机翼升力F 升、发动机推力、空气阻力F 阻、地面支持力和跑道的阻力f 的作用。其中机翼升力与空气阻力均与飞机运动的速度平方成正比，即2 2 12,F k v F k v ==阻升，跑道的阻力与飞机对地面的压力成正比，比例系数为0k （012m k k k 、、、均为已知量），重力加速度为g 。 (1)飞机在滑行道上以速度0v 匀速滑向起飞等待区时，发动机应提供多大的推力？ (2)若将飞机在起飞跑道由静止开始加速运动直至飞离地面的过程视为匀加速直线运动，发动机的推力保持恒定，请写出012k k k 与、的关系表达式； (3)飞机刚飞离地面的速度多大？ 【答案】(1)2 220 10 ()F k v k mg k v =+-；(2)2202 1F k v ma k mg k v --=-；(3)1mg v k = 【解析】 【分析】 （1）分析粒子飞机所受的5个力，匀速运动时满足' F F F =+阻阻推，列式求解推力；（2） 根据牛顿第二定律列式求解k 0与k 1、k 2的关系表达式；（3）飞机刚飞离地面时对地面的压力为零. 【详解】 （1）当物体做匀速直线运动时，所受合力为零，此时有 空气阻力 2 20F k v 阻= 飞机升力 2 10F k v =升 飞机对地面压力为N ，N mg F =-升 地面对飞机的阻力为：' 0F k N =阻 由飞机匀速运动得：F F F =+， 阻阻推 由以上公式得 22 20010()F k v k mg k v =+-推 （2）飞机匀加速运动时，加速度为a ，某时刻飞机的速度为v ，则由牛顿第二定律： 22201-()=F k v k mg k v ma --推 解得：2202 1-F k v ma k mg k v -=-推
高一物理必修2圆周运动复习知识点总结及经典例题详细剖析
匀速圆周运动专题 从现行高中知识体系来看，匀速圆周运动上承牛顿运动定律，下接万有引力，因此在高一物理中占据极其重要的地位，同时学好这一章还将为高二的带电粒子在磁场中的运动及高三复习中解决圆周运动的综合问题打下良好的基础。 （一）基础知识 1. 匀速圆周运动的基本概念和公式 （1）线速度大小，方向沿圆周的切线方向，时刻变化； （2）角速度，恒定不变量； （3）周期与频率； （4）向心力，总指向圆心，时刻变化，向心加速度，方向与向心力相同； （5）线速度与角速度的关系为，、、、的关系为 。所以在、、中若一个量确定，其余两个量也就确定了，而还和有关。 2. 质点做匀速圆周运动的条件 （1）具有一定的速度； （2）受到的合力（向心力）大小不变且方向始终与速度方向垂直。合力（向心力）与速度始终在一个确定不变的平面内且一定指向圆心。
3. 向心力有关说明 向心力是一种效果力。任何一个力或者几个力的合力，或者某一个力的某个分力，只要其效果是使物体做圆周运动的，都可以认为是向心力。做匀速圆周运动的物体，向心力就是物体所受的合力，总是指向圆心；做变速圆周运动的物体，向心力只是物体所受合外力在沿着半径方向上的一个分力，合外力的另一个分力沿着圆周的切线，使速度大小改变，所以向心力不一定是物体所受的合外力。 （二）解决圆周运动问题的步骤 1. 确定研究对象； 2. 确定圆心、半径、向心加速度方向； 3. 进行受力分析，将各力分解到沿半径方向和垂直于半径方向； 4. 根据向心力公式，列牛顿第二定律方程求解。 基本规律：径向合外力提供向心力
（三）常见问题及处理要点 1. 皮带传动问题 例1：如图1所示，为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点，左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r，c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上，若在传动过程中，皮带不打滑，则（） A. a点与b点的线速度大小相等 B. a点与b点的角速度大小相等 C. a点与c点的线速度大小相等 D. a点与d点的向心加速度大小相等 图1 解析：皮带不打滑，故a、c两点线速度相等，选C；c点、b点在同一轮轴上角速度相等，半径不同，由，b点与c点线速度不相等，故a与b线速度不等，A错；同样可判定a与c角速度不同，即a与b角速度不同，B错；设a点的线速度为，则a点向 心加速度，由，，所以，故，D 正确。本题正确答案C、D。 点评：处理皮带问题的要点为：皮带（链条）上各点以及两轮边缘上各点的线速度大小相等，同一轮上各点的角速度相同。
高中物理专题训练一：力与运动基础练习题
专题训练一、力和运动一．选择题 1．物体在几个力的作用下处于平衡状态，若撤去其中某一个力而其余力 的个数和性质不变，物体的运动情况可能是（） A．静止 B．匀加速直线运动 C．匀速直线运动 D．匀速圆周运动 14.如图所示，用光滑的粗铁丝做成一直角三角形，BC水平，AC边竖直，∠ABC=α，AB及AC两边上分别套有细线连着的铜环，当它们静止时，细线跟AB所成的角θ的大小为（细线长度小于BC） A.θ=α B.θ＞ 2 π C.θ＜α D.α＜θ＜ 2 π 2．一条不可伸长的轻绳跨过质量可忽略不计的定滑轮，绳的一端系一质量M=15kg的重物，重物静止于地面上。有一质量m=10kg的猴子，从绳的另一端沿绳向上爬，如图1-1所示。不计滑轮摩擦，在重物不离开地面的条件下，猴子向上爬的最大加速度为（g=10m/s2）A．25m/s2 B．5m/s2 C．10m/s2 D．15m/s2（） 3．小木块m从光滑曲面上P点滑下，通过粗糙静止的水平传送带落于地面上的Q点，如图1-2所示。现让传送带在皮带轮带动下逆时针转 动，让m从P处重新滑下，则此次木块的落地点将 A．仍在Q点 B．在Q点右边（） C．在Q点左边 D．木块可能落不到地面 4．物体A的质量为1kg，置于水平地面上，物体与地面的动摩擦因数为μ=0.2，从t=0开始物体以一定初速度v0向右滑行的同时，受到一个水平向左的恒力F=1N的作用，则捅反映物体受到的摩擦力f随时间变化的图像的是图1-3中的哪一个（取向右为正方向，g=10m/s2）（） 5．把一个重为G的物体用水平力F=kt（k为恒量，t为时间）压在竖直的足够高的墙面上，则从t=0开始物体受到的摩擦力f随时间变化的图象是下图中的 图1-1 P m Q 图1-2 f/N t 2 1 -1 -2 f/N t 2 1 -1 -2 f/N t 2 1 -1 -2 f/N t 2 1 -1 -2 图1-3
2021新人教版高中物理必修2全册复习教学案
高中物理必修2(新人教版)全册复习教学案 内容简介:包括第五章曲线运动、第六章万有引力与航天和第七章机械能守恒定律，具体可以分为，知识网络、高考常考点的分析和指导和常考模型规律示例总结，是高一高三复习比较好的资料。 一、 第五章 曲线运动 (一)、知识网络 (二)重点内容讲解 1、物体的运动轨迹不是直线的运动称为曲线运动，曲线运动的条件可从两个角度来理解:(1)从运动学角度来理解；物体的加速度方向不在同一条直线上；(2)从动力学角度来理解:物体所受合力的方向与物体的速度方向不在一条直线上。曲线运动的速度方向沿曲线的切线方向，曲线运动是一种变速运动。 曲线运动是一种复杂的运动，为了简化解题过程引入了运动的合成与分解。一个复杂的运动可根据运动的实际效果按正交分解或按平行四边形定则进行分解。合运动与分运动是等效替代关系，它们具有独立性和等时性的特点。运动的合成是运动分解的逆运算，同样遵循曲线运动
平等四边形定则。 2、平抛运动 平抛运动具有水平初速度且只受重力作用，是匀变速曲线运动。研究平抛运动的方法是利用运动的合成与分解，将复杂运动分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。其运动规律为:(1)水平方向:a x =0，v x =v 0，x= v 0t 。 (2)竖直方向:a y =g ，v y =gt ，y= gt 2 /2。 (3)合运动:a=g ，2 2y x t v v v += ，22y x s +=。v t 与v 0方向夹角为θ，tan θ= gt/ v 0， s 与x 方向夹角为α，tan α= gt/ 2v 0。 平抛运动中飞行时间仅由抛出点与落地点的竖直高度来决定，即g h t 2= ，与v 0无关。水平射程s= v 0 g h 2。 3、匀速圆周运动、描述匀速圆周运动的几个物理量、匀速圆周运动的实例分析。 正确理解并掌握匀速圆周运动、线速度、角速度、周期和频率、向心加速度、向心力的概念及物理意义，并掌握相关公式。 圆周运动与其他知识相结合时，关键找出向心力，再利用向心力公式F=mv 2/r=mr ω2 列式求解。向心力可以由某一个力来提供，也可以由某个力的分力提供，还可以由合外力来提供，在匀速圆周运动中，合外力即为向心力，始终指向圆心，其大小不变，作用是改变线速度的方向，不改变线速度的大小，在非匀速圆周运动中，物体所受的合外力一般不指向圆心，各力沿半径方向的分量的合力指向圆心，此合力提供向心力，大小和方向均发生变化；与半径垂直的各分力的合力改变速度大小，在中学阶段不做研究。 对匀速圆周运动的实例分析应结合受力分析，找准圆心的位置，结合牛顿第二定律和向心力公式列方程求解，要注意绳类的约束条件为v 临=gR ，杆类的约束条件为v 临=0。 (三)常考模型规律示例总结 1.渡河问题分析 小船过河的问题,可以 小船渡河运动分解为他同时参与的两个运动,一是小船相对水的运动(设水不流时船的运动,即在静水中的运动),一是随水流的运动(水冲船的运动,等于水流的运动),船的实际运动为合运动. 例1:设河宽为d,船在静水中的速度为v 1,河水流速为v 2 ①船头正对河岸行驶,渡河时间最短,t 短= 1 v d ②当 v 1> v 2时,且合速度垂直于河岸,航程最短x 1=d 当 v 1< v 2时,合速度不可能垂直河岸,确定方法如下: 如图所示,以 v 2矢量末端为圆心;以 v 1矢量的大小为半径画弧,从v 2矢量的始端向圆弧作切线,则 合速度沿此切线航程最短, 由图知: sin θ=2 1v v
高中物理必修一知识点加例题
第一章 运动的描述 专题一：描述物体运动的几个基本本概念 ◎ 知识梳理 1．机械运动：一个物体相对于另一个物体的位置的改变叫做机械运动，简称运动，它包括平动、转动和振动等形式。 2．参考系：被假定为不动的物体系。 对同一物体的运动，若所选的参考系不同，对其运动的描述就会不同，通常以地球为参考系研究物体的运动。 3．质点：用来代替物体的有质量的点。它是在研究物体的运动时，为使问题简化，而引入的理想模型。仅凭物体的大小不能视为质点的依据，如：公转的地球可视为质点，而比赛中旋转的乒乓球则不能视为质点。 ’ 物体可视为质点主要是以下三种情形： (1)物体平动时； (2)物体的位移远远大于物体本身的限度时； (3)只研究物体的平动，而不考虑其转动效果时。 4．时刻和时间 (1)时刻指的是某一瞬时，是时间轴上的一点，对应于位置、瞬时速度、动量、动能等状态量，通常说的“2秒末”，“速度达2m/s 时”都是指时刻。 (2)时间是两时刻的间隔，是时间轴上的一段。对应位移、路程、冲量、功等过程量．通常说的“几秒内”“第几秒内”均是指时间。 5．位移和路程 (1)位移表示质点在空间的位置的变化，是矢量。位移用有向线段表示，位移的大小等于有向线段的长度，位移的方向由初位置指向末位置。当物体作直线运动时，可用带有正负号的数值表示位移，取正值时表示其方向与规定正方向一致，反之则相反。 (2)路程是质点在空间运动轨迹的长度，是标量。在确定的两位置间，物体的路程不是唯一的，它与质点的具体运动过程有关。 (3)位移与路程是在一定时间内发生的，是过程量，二者都与参考系的选取有关。一般情况下，位移的大小并不等于路程，只有当质点做单方向直线运动时，二者才相等。 6．速度 （1）．速度：是描述物体运动方向和快慢的物理量。 （2）．瞬时速度：运动物体经过某一时刻或某一位置的速度，其大小叫速率。 （3）．平均速度：物体在某段时间的位移与所用时间的比值，是粗略描述运动快慢的。 ①平均速度是矢量，方向与位移方向相同。 ②平均速度的大小与物体不同的运动阶段有关。 ③v= t s 是平均速度的定义式，适用于所有的运动， （4）.平均速率：物体在某段时间的路程与所用时间的比值，是粗略描述运动快慢的。 ①平均速率是标量。 ②v= t s 是平均速率的定义式，适用于所有的运动。 ③平均速度和平均速率往往是不等的，只有物体做无往复的直线运动时二者才相等。
高中物理专题讲座必修二
必修二第一章抛体运动 第二章圆周运动 第三章万有引力及其应用 第四章机械能和能源 第五章经典力学与物理学的革命
第一章抛体运动 本章内容是牛顿运动定律在曲线运动中的具体应用，复习好本章的概念和规律，将加深对速度、加速度及其关系的理解，加深对牛顿第二定律的理解，提高解决实际问题的能力。在高考中对本章知识的考查重点在于：平抛运动在考题中单独出现的几率较少，主要是与电场、磁场、机械能结合的综合题。 核心内容课标解读 什么是抛体运动1 知道什么是抛体运动，了解运动特点 2 知道曲线运动中的速度方向在其切线上 3 了解曲线运动是一种变速运动 4 了解物体做曲线运动的条件 5 会用牛顿定律对曲线运动条件做出分析 运动的合成和分解6 知道什么是合运动，什么是分运动，同时性，独立性 7 知道运动的合成和分解，理解合成和分解遵循平行四边形法则 8 会用作图法和三角形法求解有关位移、速度的合成和分解问题 竖直方向的抛体运动9 知道竖直方向上的抛体运动只受重力作用，其加速度为 10 理解竖直方向上的抛体运动的特点和规律 11 会将竖直上抛分解成向上的匀减速和自由落体运动的合运动 平抛物体的运动12 理解平抛运动的特点 13 理解平抛运动可以分解为两个方向的分运动，互不影响 14 掌握平抛运动规律 15 会用平抛运动规律解实际问题 斜抛物体的运动16 知道斜抛运动的特点，轨迹是抛物线 17 知道斜抛运动可以分解为水平和竖直方向的两个分运动 18 知道什么是斜抛运动的射高和射程 19 知道什么是弹道曲线，为什么不同于抛物线 专题一.运动的合成和分解 ◎知识梳理 进制一个比较复杂的运动，常可以看成是由两个或几个简单的运动所组成的。组成复杂运动的简单运动，我们把它们叫做分运动，而复杂运动本身叫做合运动。由分运动求合运动叫运动的合成；由合运动求分运动叫做运动的分解。 1运动的合成和分解遵循平行四边形法则。 2运动的合成和分解必须按实际情况进行。 3合运动和分运动具有等时性。 4分运动具有独立性。 ◎例题评析 【例1】在抗洪抢险中，战士驾驶冲锋舟救人，假设江岸是平直的，洪水沿江而下，水的流 速为5m/s，舟在静水中的航速为lOm/s，战士救人的地点A离岸边最近点0的距离为50m 如图，问： (1)战士要想通过最短的时间将人送上岸，求最短时间为多长? (2)战士要想通过最短的航程将人送上岸，冲锋舟的驾驶员应将舟头与河岸成多少 度角开? (3)如果水的流速是10m/s，而舟的航速(静水中)为5m/s，战士想通过最短的距离
高中物理电磁感应专题训练
C ．若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于 D ．若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于 专题：电磁感应 1．如图为理想变压器原线圈所接电源电压波形， 原副线圈匝数之比 n 1∶n 2 = 10∶ 1，串联在 原线圈电路中电流表的示数为 1A ，下则说法正确的是（ A ．变压器输出两端所接电压表的示数为 22 2 V B ．变压器输出功率为 220W C ．变压器输出的交流电的频率为 50HZ D ．若 n 1 = 100 匝，则变压器输出端穿过每匝线圈的磁通量的变化率的最 大值为 2.2 2wb/s 2．如图所示，图甲中 A 、B 为两个相同的线圈，共轴并靠边放置， A 线圈中画有如图乙 所 示的交变电流 i ，则（ ） A ．在 t 1到 t 2的时间内， A 、B 两线圈相吸 B ． 在 t 2到 t 3 的时间内， A 、B 两线圈相斥 C ． t 1 时刻，两线圈的作用力为 零 D ． t 2时刻，两线圈的引力最大 3．如图所示，光滑导轨倾斜放置，其下端连接一个灯泡，匀强磁场垂直于导线所在平面， 当 ab 棒下滑到稳定状态时，小灯泡获得的功率为 P 0 ，除灯泡外，其它电阻不计，要使灯 泡的功率变为 2P 0 ，下列措施正确的是（ A ．换一个电阻为原来 2 倍的灯泡 B ．把磁感应强度 B 增为原来的 2 倍 C ．换一根质量为原来 2 倍的金属棒 D ．把导轨间的距离增大为原来的 2 4．如图所示，闭合小金属环从高 h 的光滑曲面上端无初速滚下，沿曲面的另一侧上升，曲 面在磁场中（ A ．是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于 B ．若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于 ××× ×× × ×× × ××× 5．如图所示，一电子以初速 v 沿与金属板平行的方向飞入两板间，在下列哪种情况下， 电 子将向 M 板偏转？（ ） A ．开关 K 接通瞬间 B ．断开开关 K 瞬间 C ．接通 K 后，变阻器滑动触头向右迅速滑动 D ．接通 K 后，变阻器滑动触头向左迅速滑动 6．如图甲， 在线圈 l 1 中通入电流 i 1后，在 l 2 上产生感应电流随时间变化规律如图乙所示， M N K
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