高中數(shù)學(xué)技能與機(jī)械能關(guān)鍵知識(shí)分析與測(cè)量題
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知識(shí)梳理
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1. 鑼
(1)必然因：一是作用在物體上的力； 另一個(gè)是物體在這個(gè)力的方向上相通的距離。
(2) 估算公式：W=Fs，功單位：焦耳，符號(hào)為J。
2. 電源
(1)定義：做功與做功所需時(shí)間的比值稱為功率。
(2)估算公式：P=W/t，單位為瓦特，符號(hào)為W。
3.動(dòng)能和勢(shì)能
(1)動(dòng)能：物體因運(yùn)動(dòng)而擁有的能量稱為動(dòng)能動(dòng)能和勢(shì)能和什么有關(guān)，其大小與物體的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)。
(2)重力勢(shì)能：物體因處于一定高度而擁有的能量稱為重力勢(shì)能，其大小與物體的質(zhì)量和高度有關(guān)。
(3)彈性勢(shì)能：物體因彈性變形而擁有的能量稱為彈性勢(shì)能動(dòng)能和勢(shì)能和什么有關(guān)，其大小與物體彈性變形的程度有關(guān)。
4.機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
(1)機(jī)械能：動(dòng)能和勢(shì)能也稱為機(jī)械能。
(2)轉(zhuǎn)換與守恒：動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)換。 如果只有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)換，機(jī)械能是守恒的。
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知識(shí)比較
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1、不干活的三種情況
2. 動(dòng)能和勢(shì)能
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實(shí)驗(yàn)性突破
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實(shí)驗(yàn)：探索是什么導(dǎo)致物體的動(dòng)能與
(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：
① 讓同一個(gè)鋼球從靜止的不同高度滾下，觀察哪個(gè)鐵塊被擊中更遠(yuǎn)；
②改變鋼球的質(zhì)量，讓不同的鋼球從靜止的同一高度滾下，觀察哪個(gè)鐵塊被砸得更遠(yuǎn)；
(2)實(shí)驗(yàn)推論：
① 對(duì)于相同質(zhì)量的物體，運(yùn)動(dòng)速度越大，動(dòng)能越大；
② 運(yùn)動(dòng)速度相同的物體，質(zhì)量越大，動(dòng)??能越大；
③ 物體的動(dòng)能與物體的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)。
（三）交流討論：
①?gòu)耐桓叨葷L下不同鋼球的目的是保證鋼球到達(dá)坡底的速度相同；
②如何確定鋼球的動(dòng)能：通過鐵塊被推動(dòng)的距離來判斷。
圖像顯示
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典型例子
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例1：某型質(zhì)量為1.2t的卡車沿水平橋面勻速行駛時(shí)，其功率為6×104W，遇到的阻力為卡車重量的0.2倍。 （g取10N/kg）底盤提供的牽引力為2.4×103N； 卡車勻速行駛5分鐘牽引力所做的功為1.8×107J。
分析：車輛勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)。 由平衡工況可知牽引力F＝f＝0.2G＝0.2mg＝0.2×1.2×103kg×10N/kg＝2.4×103N； 卡車勻速行駛5分鐘牽引力所做的功：W=Pt=6×104W×5×60s=1.8×107J。
例2：下列關(guān)于功和能量的說法正確的是（）
A．拉開的彈弓具有彈性勢(shì)能
B．用力推傘車但車不動(dòng)，因?yàn)橛昧肆?，推力已?jīng)做了功
C．人造月球衛(wèi)星從近地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)，勢(shì)能減小，動(dòng)能減小
D、速度低的物體動(dòng)能也低
分析：A、被拉伸的彈弓發(fā)生彈性變形，因而具有彈性勢(shì)能； 用力推降落傘不動(dòng)，即使力量很大，但沿力的方向沒有距離，所以沒有做功； 人造月球衛(wèi)星從近地點(diǎn)移動(dòng)到遠(yuǎn)地點(diǎn)，質(zhì)量不變，高度減小，引力勢(shì)能減小，速度減小，動(dòng)能減??； 影響動(dòng)能的因素是質(zhì)量和速度。 質(zhì)量越大，速度越大，動(dòng)能也越大，所以只知道速度，但無法確定動(dòng)能的大小。
例3：（牡丹江高考）若將一根實(shí)心標(biāo)槍和一塊體積相同的鐵塊放在同一個(gè)水平桌上，則該標(biāo)槍的重力勢(shì)能小于（填“大于”、“等于” ”或“小于”）鐵塊的重力勢(shì)能（以地面為參考面，ρlead>ρiron）。 現(xiàn)在將標(biāo)槍斜向上投擲并落到地上。 這種現(xiàn)象說明力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。 在這個(gè)過程中，標(biāo)槍的動(dòng)能先減小，然后減小。
分析：（1）標(biāo)槍和鐵塊體積相同，它們的密度關(guān)系為ρ鉛>ρ鐵。 由m=ρV可知，兩球的質(zhì)量關(guān)系為m鉛>m鐵。 重力勢(shì)能與質(zhì)量和高度有關(guān)； 相對(duì)于地面，其高度h相等，標(biāo)槍的重力勢(shì)能大；
(2)將標(biāo)槍斜向上投擲，落地。 這一現(xiàn)象說明，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的誘因； 標(biāo)槍上升過程中，質(zhì)量不變，速度減小，因此動(dòng)能減?。?標(biāo)槍從最低點(diǎn)落下的過程中，質(zhì)量保持不變，速度減小，因此動(dòng)能減小。 因此，標(biāo)槍在斜向上投擲和落到地面的過程中，標(biāo)槍的動(dòng)能先減小，然后減小。