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高中物理4 机械能守恒定律课前预习ppt课件
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这是一份高中物理4 机械能守恒定律课前预习ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了答案D，答案C，答案B，图12，答案A，图51等内容，欢迎下载使用。
学业水平考试常考点集锦常考点1 曲线运动【主干回顾】1．曲线运动的理解(1)速度方向：时刻沿着轨迹的切线方向。(2)运动性质：是变速运动。2．物体做曲线运动的条件
3．判断曲线运动中速率变化的方法(1)当合力方向与速度方向的夹角为锐角时，物体的速率增大。(2)当合力方向与速度方向的夹角为钝角时，物体的速率减小。(3)当合力方向与速度方向垂直时，物体的速率不变。[特别提醒] (1)曲线运动是变速运动，但变速运动不一定是曲线运动。 (2)曲线运动的速度方向一定变化，但速度大小不一定变化。
【集训达标】1．对做曲线运动的物体，下列说法正确的是 ( )A．速度方向与合外力方向不可能在同一条直线上B．加速度方向与合外力方向可能不在同一条直线上C．加速度方向与速度方向有可能在同一条直线上D．合外力的方向一定是变化的解析：由物体做曲线运动的条件可知，速度方向与合外力方向不可能在同一条直线上，根据牛顿第二定律，加速度与合外力一定同向，即一定在同一条直线上，因此加速度方向与速度方向不可能在同一条直线上，故A正确，B、C错误；在恒力作用下，只要合外力方向与速度方向不共线，物体就做曲线运动，故D错误。答案：A
2．小钢球以初速度v0在光滑水平面上运动，受到磁铁的侧向作用而沿如图所示的曲线运动到D点，由此可知 ( )A．磁铁在A处，靠近小钢球的一定是N极B．磁铁在B处，靠近小钢球的一定是S极C．磁铁在C处，靠近小钢球的一定是N极D．磁铁在B处，靠近小钢球的可以是磁铁的任意一端
3．春节期间人们放飞孔明灯表达对新年的祝福，如图甲、乙所示，孔明灯在竖直Oy方向上做匀加速运动，在水平Ox方向上做匀速运动，孔明灯的运动轨迹可能为( )
解析：孔明灯在竖直Oy方向做匀加速运动，在水平Ox方向做匀速运动，则合外力沿Oy方向，合运动的加速度方向沿Oy方向，但合速度方向不沿Oy方向，孔明灯做曲线运动，结合合力指向轨迹内侧可以知道轨迹可能为曲线OD，故D正确，A、B、C错误。答案：D
4．老鹰在天空中飞翔，图中虚线表示老鹰在竖直平面内飞行的轨迹，关于老鹰在所示位置时的速度v及其所受合力F的方向可能正确的是 ( )
解析：速度方向一定沿轨迹的切线方向，故A、D均错误。合力方向必定指向图中曲线内侧的方向，故B正确，C错误。答案：B
常考点2 运动的合成与分解【主干回顾】 1．运动的合成与分解的运算法则运动的合成与分解是指描述运动的各物理量即位移、速度、加速度的合成与分解，由于它们均是矢量，故合成与分解都遵循平行四边形定则。2．运动的分解原则 根据运动的实际效果分解，也可采用正交分解。3．分运动与合运动的关系特性
[特别提醒](1)物体的实际运动是合运动。(2)两个互成角度的直线运动的合运动不一定是直线运动。
解析：根据l＝H－t2，可知伤员B在竖直方向上是匀加速上升的，悬索中拉力大于重力，即表示拉力F的线段要比表示重力G的线段长，伤员在水平方向匀速运动，因此F、G都在竖直方向上；向上加速，运动轨迹向上偏转，只有A符合，所以在这段时间内关于伤员B的受力情况和运动轨迹正确的是A。答案：A
2．跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目，如图所示，当运动员从直升机上由静止跳下后，在下落过程中不免会受到水平风力的影响，下列说法中正确的是( )A．风力越大，运动员下落时间越长，运动员可完成更多的动作B．风力越小，运动员着地速度越大，有可能对运动员造成伤害C．运动员下落时间与风力无关D．运动员着地速度与风力无关
4.如图所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，当小车以速度v匀速向右运动，小车运动到绳子方向与水平面夹角为θ时，下列关于物体A的说法正确的是( )
常考点3 抛体运动的规律【主干回顾】1．平抛运动的性质和特点平抛运动是物体被水平抛出且只在重力作用下的运动，是加速度恒定的匀变速曲线运动。
3.如图所示，相对的两个斜面，倾角分别为37°和53°，在顶点两个小球A、B(可视为质点)以同样大小的初速度分别向左、向右水平抛出，小球都落在斜面上。若不计空气阻力，已知sin 53°＝0.8，cs 53°＝0.6，则A、B两个小球的竖直位移之比为 ( )A．1∶1 B．3∶4C．9∶16 D．81∶256
4．如图甲所示是网球发球机，某次室内训练时将发球机放在距地面一定的高度，然后向竖直墙面发射网球。假定网球均水平射出，某两次射出的网球碰到墙面时速度与水平方向夹角分别为30°和60°，若不考虑空气阻力，则( )
解析：平抛运动是匀变速曲线运动，加速度不变，故A正确。
5．如图所示是小球平抛运动的频闪照片，频闪时间间隔相等。若不计空气阻力，当小球在不同位置时，下列说法正确的是( )A．加速度相同B．速度大小相等C．速度方向相同D．速度竖直分量大小相等
【主干回顾】1．圆周运动各物理量间的关系
[特别提醒](1)匀速圆周运动的加速度时刻变化，不是匀变速曲线运动。(2)匀速圆周运动的线速度时刻变化、角速度恒定不变。
【集训达标】1．对于做匀速圆周运动的物体，下列物理量中不断变化的是 ( )A．频率 B．角速度C．周期 D．线速度解析：匀速圆周运动为曲线运动，线速度大小不变，但方向时刻改变；角速度不变；周期和频率是标量也不变。故A、B、C错误，D正确。答案：D
2．甲、乙、丙三个物体，甲静止地放在北京，乙静止地放在江苏，丙静止地放在广州。当它们随地球一起转动时，则 ( )A．甲的角速度最大，乙的线速度最小B．三个物体的角速度、周期一样，丙的线速度最大C．三个物体的角速度、周期和线速度都相等D．丙的角速度最小，甲的线速度最大解析：甲、乙、丙三个物体随地球一起转动时，它们的周期相同，角速度相同，故A、D错误；因为由于甲做圆周运动的半径最小，而丙做圆周运动的半径最大，所以由线速度和角速度的关系v＝ωr知，甲的线速度最小，丙的线速度最大，故B正确，C错误。答案：B
3.如图所示，纸风车上有A、B两点，当风车被风吹着绕中心转动时，A、B两点的角速度分别为ωA和ωB，线速度大小分别为vA和vB，则( )A．ωA＝ωB，vAvBC．ωA<ωB，vA＝vBD．ωA>ωB，vA＝vB
解析：纸风车上所有点都是共轴的，角速度相同，而A点到风车中心转动轴距离较大，半径较大，线速度就较大，故B正确，A、C、D错误。答案：B
5．为了测定子弹的飞行速度，在一根水平放置的轴杆上固定两个薄圆盘A、B，盘A、B平行且相距2 m，轴杆的转速为3 600 r/min。子弹穿过两盘留下两弹孔a、b，测得两弹孔所在半径的夹角θ＝30°，如图所示。则该子弹的速度可能是( ) A．360 m/s B．720 m/sC．1 440 m/s D．108 m/s
【集训达标】1．物体做匀速圆周运动时，下列说法中错误的是 ( )A．向心力一定指向圆心B．向心力一定是物体受到的合外力C．向心力的大小一定不变D．向心力的方向一定不变解析：物体做匀速圆周运动受到的合外力提供向心力，向心力一定指向圆心，故A、B正确；做匀速圆周运动物体的向心力的大小一定不变，方向总是指向圆心，即方向不断变化，故C正确，D错误。答案：D
3.如图所示，运动员在倾斜的半圆形赛道上做匀速圆周运动。将运动员和自行车看作一个整体，则整体( ) A．速度不变B．角速度不变C．所受合力不变D．受到重力、支持力、摩擦力和向心力的作用
4.洗衣机的脱水桶如图所示，在甩干衣服时，脱水桶绕竖直轴高速转动，衣服紧贴脱水桶侧壁随之转动，则衣服做圆周运动的向心力由 ( )A．衣服所受的静摩擦力提供B．衣服所受重力和摩擦力的合力提供C．衣服对桶壁的弹力提供D．桶壁对衣服的弹力提供
5．甲、乙两名溜冰运动员的质量m甲＝70 kg，m乙＝35 kg，面对面拉着弹簧测力计做匀速圆周运动的溜冰表演，如图所示，两人相距0.9 m，弹簧测力计的示数为21 N，下列判断正确的是 ( )A．两人的线速度相同，约为1 m/sB．两人的角速度相同，为1 rad/sC．两人的运动半径相同，为0.45 mD．两人的运动半径不同，甲为0.6 m，乙为0.3 m
3．(2022·广东1月学考)如图所示，a、b是伞面上的两颗相同的雨滴。当以伞柄为轴旋转雨伞时，下列说法正确的是( )A．a更容易移动，因为a所需的向心加速度更小B．a更容易移动，因为a所需的向心加速度更大C．b更容易移动，因为b所需的向心加速度更小D．b更容易移动，因为b所需的向心加速度更大解析：因为当雨滴随雨伞一起绕伞柄转动时，需要的向心加速度为an＝ω2r，可以看出半径越大，所需向心加速度越大，更容易发生移动，因为b的半径大于a的半径，故b更容易移动，D正确。答案：D
4.如图所示的皮带传动装置中，甲轮的轴和乙、丙两轮的轴均为水平轴，其中，甲、丙两轮半径相等，乙轮半径是丙轮半径的一半。A、B、C三点分别是甲、乙、丙三轮边缘上的点，若传动中皮带不打滑，则( ) A．A、B两点的线速度大小之比为2∶1B．B、C两点的角速度之比为1∶2C．A、B两点的向心加速度大小之比为2∶1D．A、C两点的向心加速度大小之比为1∶4
5．如图所示，某变速自行车通过变速器调整链条在轮盘和飞轮的挂入位置，改变行驶速度。轮盘和飞轮的齿数如下表所示：
则下列说法正确的是 ( )A．当A轮与C轮组合时，两轮的转速之比为1∶1B．当A轮与C轮组合时，两轮边缘上的点的线速度大小之比为1∶2C．当B轮与E轮组合时，两轮角速度之比为1∶3D．当B轮与E轮组合时，两轮边缘上的点的向心加速度大小之比为3∶1解析：A轮与C轮通过链条连接，轮边缘上的点的线速度大小相等，齿数之比为2∶1，齿数之比等于轮的半径之比，转速之比为1∶2，故A、B错误；B轮与E轮通过链条连接，轮边缘上的点的线速度大小相等，齿数之比为3∶1，转速之比为1∶3，角速度之比为1∶3，轮边缘上的点的向心加速度之比为1∶3，故C正确，D错误。答案：C
【集训达标】1．火车转弯时，如果铁路弯道内外轨一样高，外轨对轮缘(如图甲所示)挤压的弹力F提供了火车转弯的向心力(如图乙所示)，但是靠这种办法得到向心力极易使铁轨和车轮受损。在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨(如图丙所示)，当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，设此时的速度大小为v，以下说法中正确的是 ( )
3．如图所示，过山车的轨道可视为竖直平面内半径为R的圆轨道。质量为m的游客随过山车一起运动，当游客以速度v经过圆轨道的最高点时( )
4．暑假里，小明去游乐场游玩，坐了一次旋转飞椅，如图甲所示，该旋转飞椅顶上有一个半径为4.5 m的伞盖，伞盖在转动过程中带动下面的悬绳转动，其示意图如图乙所示。旋转飞椅高O1O2＝5.8 m，绳长为5 m。小明挑选了一个悬挂在伞盖边缘的最外侧的椅子坐下，他与座椅的总质量为40 kg。小明和椅子的转动可简化为如图乙所示的圆周运动。在某段时间内，伞盖保持在水平面内稳定旋转，绳与竖直方向夹角为37°。g取10 m/s2，sin 37°＝0.6, cs 37°＝0.8，在此过程中，求：
(1)座椅受到绳子的拉力大小；(2)小明运动的线速度大小；(3)小明随身带的玻璃球从座椅上不慎滑落，求落地点与中心转轴(即图27乙中O1点)的距离(结果可用根号表示)。
答案：(1)500 N (2)7.5 m/s (3)1.5 m
常考点8 行星的运动【主干回顾】对开普勒定律的理解
【集训达标】1．物理学发展历程中，在前人研究基础上经过多年的尝试性计算，首先发表行星运动的三个定律的科学家是 ( )A．哥白尼 B．第谷C．伽利略 D．开普勒解析：开普勒首先发表了开普勒行星运动三定律，故D正确。答案：D
2．如图所示，O表示地球，P表示一个绕地球沿椭圆轨道做逆时针方向运动的人造卫星，AB为长轴，CD为短轴。在卫星绕地球运动一周的时间内，从A到B的时间为tAB，同理从B到A、从C到D、从D到C的时间分别为tBA、tCD、tDC。下列关系式正确的是 ( )A．tAB＞tBA B．tAB＜tBAC．tCD＞tDC D．tCD＜tDC解析：由卫星做椭圆运动的对称性得tAB＝tBA，故A、B错误；由开普勒第二定律知，卫星在近地点时运动快，在远地点时运动慢，tCD＜tDC，故C错误，D正确。答案：D
3．某行星绕恒星运行的椭圆轨道如图所示，E和F是椭圆的两个焦点，O是椭圆的中心，行星在A点的线速度比在B点的线速度大。则恒星位于 ( )A．A点 B．E点C．F点 D．O点解析：根据开普勒第二定律，对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，则行星在距离恒星较近的位置速度较大，因行星在A点的线速度比在B点的线速度大，所以恒星位于E点，故B正确。答案：B
4.如图所示，一颗卫星绕地球做椭圆运动，运动周期为T，图中虚线为卫星的运行轨迹，A、B、C、D是轨迹上的四个位置，其中A距离地球最近，C距离地球最远。B和D点是弧线ABC和ADC的中点，下列说法正确的是( )
常考点9 万有引力定律【主干回顾】1．内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比、与它们之间距离r的二次方成反比。
4．适用条件：适用于计算两个质点间的万有引力。[特别提醒](1)距离r的理解：①对于两个质量均匀分布的球体，r应是两球心间的距离。②对于一个均匀球体与球外一个质点，r应是球体球心到质点的距离。③对于两个物体间的距离比物体本身大得多时，物体可以看成质点，r应是两个物体间的距离。(2)地球周围物体间的万有引力很小，受力分析时可以忽略；但是天体间的万有引力是巨大的，对于天体的运动起决定作用。
【集训达标】1．符合发现和完善万有引力定律历史事实的是 ( )A．哥白尼提出三大行星定律B．卡文迪什提出地心说C．牛顿接受了胡克等科学家关于吸引力与两物体中心距离的平方成反比的猜想D．开普勒根据大量实验数据得出了比例系数G的大小解析：开普勒提出三大行星定律，故A错误；托勒密提出地心说，故B错误；万有引力定律是由牛顿发现的，故C正确；卡文迪什根据大量实验数据得出了比例系数G的大小，故D错误。答案：C
常考点10 万有引力定律的应用【主干回顾】1．计算天体质量和密度的方法(1)自力更生(g-R)法：
注意：式中M、R、g分别为天体的质量、天体的半径、天体表面的重力加速度。
4．(2022·广东1月学考)某空间飞行器在固定轨道上绕地球的运动可视为圆周运动，其运行周期约为1.5小时，由此可判断飞行器的( )A．轨道半径与地球同步卫星的相同B．轨道半径比地球同步卫星的小C．运行速度比地球同步卫星的小D．运行速度与地球同步卫星的相同
常考点11 宇宙航行【主干回顾】1．宇宙速度
2．人造地球卫星的轨道：人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的圆心必与地心重合，其运行轨道可分为如下三类(如图所示)：(1)赤道轨道：卫星的轨道与赤道共面，卫星始终处于赤道正上方。(2)极地轨道：卫星的轨道与赤道平面垂直，卫星经过两极上空。(3)任意轨道：卫星的轨道与赤道平面成某一角度。
4.地球静止卫星的六个“一定”
3. 我国的嫦娥二号探测器环月飞行的高度为100 km，所探测到的有关月球的数据将比环月飞行高度为200 km的嫦娥一号探测器更加翔实。若两颗卫星环月的运行均可视为匀速圆周运动，运行轨道如图所示。则( )A．嫦娥二号环月运行的周期比嫦娥一号小B．嫦娥二号环月运行的线速度比嫦娥一号小C．嫦娥二号环月运行的向心加速度比嫦娥一号小D．嫦娥二号环月运行的向心力与嫦娥一号相等
4. 如图所示，a、b、c为三颗人造地球卫星，其中a为地球静止卫星，b、c在同一轨道上，三颗卫星的轨道均可视为圆轨道。以下判断正确的是( )A．卫星a的运行周期大于卫星b的运行周期B．卫星b的运行速度可能大于7.9 km/sC．卫星b加速即可追上前面的卫星cD．卫星a在运行时有可能经过宜昌市的正上方
常考点12 功与功率【主干回顾】1．功的概念(1)做功不可缺少的两个要素：力和物体在力的方向上发生的位移。(2)公式：W＝Flcs α，只适用于恒力做功，其中l为物体的位移。(3)功是标量，只有大小没有方向。功的正负既不表示大小，也不表示方向。(4)正、负功的判断方法①依据力F与位移l的方向夹角α来判断；②依据力F与速度v的方向夹角θ来判断；③依据能量变化来判断：功是能量转化的量度，若有能量转化，则必有力对物体做功。此法常用于判断两个相联系的物体之间的相互作用力做功的判断。
【集训达标】1．(2022·广东1月学考)篮球比赛时，小王同学跳起投篮。在离地上升过程中，下列说法正确的是( )A．重力对小王做负功B．重力对小王做正功C．手对球的作用力大于球对手的作用力D．手对球的作用力小于球对手的作用力解析：小王离地上升过程中，位移(运动)方向与重力方向相反，重力做负功，A正确，B错误；根据作用力与反作用力关系，手对球的作用力与球对手的作用力大小相等，C、D错误。答案：A
2.如图所示，将一个大小为50 N与水平方向成53°角斜向上的力F作用在一个质量为6 kg的物体上，物体沿水平地面匀速前进了8 m，g取10 m/s2，下面关于物体所受的各力做功说法正确的是( )
解析：力F对物体做功为W＝Flcs 53°＝50×8×0.6 J＝240 J，故A错误；根据动能定理可知，合力做功为0，重力做功为0，则克服摩擦力做功等于力F做功的大小，则摩擦力对物体做功为－240 J；故D正确，A、B、C错误。答案：D
4．如图所示，同一物体分别沿斜面AD和BD自顶点由静止开始下滑，该物体与斜面间的动摩擦因数相同。在滑行过程中克服摩擦力做的功分别为WA和WB，则 ( )A．WA>WB B．WA＝WBC．WA
常考点13 重力势能【主干回顾】1．重力做功(1)公式：WG＝mgh。(2)特点：重力做功与物体运动的路径无关，只与初末位置有关。2．重力势能的概念(1)意义：物体由于被举高而具有的能。(2)表达式：Ep＝mgh。(3)重力势能是标量，但有正负，其正负表示大小。①重力势能为正表示物体在参考平面的上方；②重力势能为负表示物体在参考平面的下方。(4)重力势能具有相对性，选择不同的参考平面，同一个物体的重力势能数值不同。
3．重力做功与重力势能变化的关系(1)关系：WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp。(2)意义：重力做正功，物体的重力势能将减小；重力做负功，物体的重力势能将 增大。4．弹性势能(1)意义：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有 的势能叫作弹性势能。(2)影响弹簧弹性势能大小的因素：①弹簧的形变量；②劲度系数。(3)弹力做功与弹性势能变化的关系：①关系：W弹＝Ep1－Ep2＝ －ΔEp。②意义：弹力做正功，弹性势能减小；弹力做负功，弹性势能增大。
【集训达标】1．如图所示，一位同学把一桶20 L的纯净水从一楼提到四楼，水的重力势能约增加了 ( )A．20 J B．200 JC．2×103 J D．2×106 J
2．关于重力势能的说法正确的是 ( )A．重力势能只由地球上的物体决定B．重力势能不能有负值C．在某高度质量一定的物体，重力势能是一定的D．重力势能是相对的，只有参考平面选定后，重力势能才能确定解析：重力势能是物体和地球共同具有的，故A错误；重力势能的大小是相对于参考平面来讲的，所以可以有负值，参考平面选定后，重力势能才能确定，故B、C错误，D正确。 答案：D
解析：物体从地面抛出到落回地面的全过程中，物体的高度变化量为0，重力做功为0，物体重力势能的变化量为0，故A、C错误，B正确。物体从地面竖直向上抛出，物体上升的最大高度为h，物体从地面抛出到落回地面的全过程中，所受的空气阻力大小恒为f，阻力方向始终与运动方向相反，则空气阻力做的功为－2fh，故D错误。答案：B
4.如图所示，某人用弹簧拉力器健身，在将弹簧拉力器用力拉开的过程中，弹簧的弹力和弹性势能的变化情况是( )A．弹力变大，弹性势能变小B．弹力变小，弹性势能变大C．弹力和弹性势能都变大D．弹力和弹性势能都变小解析：将弹簧拉力器用力拉开的过程中，弹簧的伸长量变大，弹簧的弹力变大，弹性势能变大；故A、B、D错误，C正确。答案：C
5．如图所示，两个底面积都是S的圆桶，用一根带阀门的很细的管子相连接，放在水平地面上，两桶内装有密度为ρ的同种液体，阀门关闭时两桶液面的高度分别为h1和h2，现将连接两桶的阀门打开，在两桶液面变为相同高度的过程中( )
常考点14 动能和动能定理【主干回顾】1．动能的概念(1)定义：物体由于运动所具有的能量称为动能。
【集训达标】 1．关于物体的动能，下列说法正确的是 ( )A．质量大的物体，动能一定大B．速度大的物体，动能一定大C．速度方向变化，动能一定变化D．物体的质量不变，速度变为原来的两倍，动能将变为原来的四倍
2．(2022·广东1月学考)飞机进行投弹演习，若飞机在500 m高度处以100 m/s的恒定水平速度向靶点上空飞行，到达靶点上空附近后释放炸弹，忽略空气阻力，g取10 m/s2，下列说法正确的是( )A．炸弹落地时的速度大小为100 m/sB．炸弹落地时的速度大小为300 m/sC．飞机应在到达靶点正上方前1 000 m处释放，才能保证炸弹准确落到靶点D．飞机应在到达靶点正上方前1 500 m处释放，才能保证炸弹准确落到靶点
常考点15 机械能守恒定律【主干回顾】1．内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而 总的机械能保持不变。2．常用的三种表达式(1)从不同状态看：Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2(或E1＝E2)此式表示系统的两个状态的机械能总量相等。(2)从能的转化角度看：ΔEk＝－ΔEp此式表示系统动能的增加(减少)量等于势能的减少(增加)量。(3)从能的转移角度看：ΔEA增＝ΔEB减此式表示系统A部分机械能的增加量等于系统剩余部分(即B部分)机械能的减少量。
3．对机械能守恒条件的理解(1)物体只受重力，只发生动能和重力势能的相互转化，如自由落体运动、抛体运动等。(2)只有弹力做功，只发生动能和弹性势能的相互转化。如在光滑水平面上运动的物体碰到一个弹簧，和弹簧相互作用的过程中，对物体和弹簧组成的系统来说，机械能守恒。(3)重力和弹力都做功，发生动能、弹性势能、重力势能的相互转化，如自由下落的物体落到竖直的弹簧上和弹簧相互作用的过程中，对物体和弹簧组成的系统来说，机械能守恒。(4)除受重力或弹力外，还受其他力，但其他力不做功，或其他力做功的代数和为零。如物体在沿斜面的拉力F的作用下沿斜面运动，拉力与摩擦力的大小相等，方向相反，在此运动过程中，其机械能守恒。
4．判断机械能是否守恒的方法(1)利用机械能的定义判断(直接判断)：若物体动能、势能均不变，机械能不变。若动能和势能中，一种能变化，另一种能不变，则其机械能一定变化。(2)用做功判断：若物体或系统只有重力(或弹力)做功，虽受其他力，但其他力不做功，机械能守恒。(3)用能量转化来判断：若物体系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体系统机械能守恒。
【集训达标】1．下列物体机械能守恒的是 ( )A．子弹在穿过木块的过程中 B．火车在进站的过程中C．匀速上升的气球D．在光滑斜面上加速运动的小球解析：子弹在穿过木块的过程中，系统要克服摩擦阻力做功，机械能减小转化为内能，所以机械能不守恒，故A错误。火车在进站的过程中要制动，阻力做功，机械能不守恒，故B错误。匀速上升的气球动能不变，重力势能增加，则两者之和即机械能增加，故C错误。在光滑斜面上加速运动的小球，支持力不做功，只有重力做功，机械能守恒，故D正确。答案：D
4．如图所示，用铰链将三个质量均为m的小球A、B、C与两根长为L的轻杆相连，B、C置于水平地面上，系统静止时轻杆竖直，现给系统一个微小扰动，B、C在杆的作用下向两侧滑动，三小球始终在同一竖直平面内运动，三个小球可看成质点，忽略一切摩擦，重力加速度为g，则此过程中( )
常考点16 实验：探究平抛运动的特点1．在探究平抛运动的规律时，可以选用图中几种装置进行研究。
(1)图甲的实验现象是________________________________________________。该现象说明平抛运动的______________________________________________。(2)图乙装置可通过获得稳定的细水柱来描绘平抛运动的轨迹，其中能获得稳定的细水柱的过程应该是水面从开始位置一直降到竖直细管________(填“A”或“B”)处。
(3)图丙是实验室内研究平抛运动的装置。为了保证钢球每次抛出后在空中做平抛运动的轨迹是一定的，每次释放时都使钢球在弧形槽上__________位置由________滚下。
(3)图丙是实验室内研究平抛运动的装置。为了保证钢球每次抛出后在空中做平抛运动的轨迹是一定的，每次释放时都应使钢球在弧形槽上同一位置由静止滚下，保证其做平抛运动的初速度相同，从而保证轨迹是一定的。答案：(1)两小球总是同时落地 竖直分运动是自由落体运动 (2)A (3)同一 静止
2．用如图所示的装置研究平抛运动，在一块竖直放置的背景板上固定两个弧形轨道A、B，用于发射小铁球，从轨道A射出的小铁球做平抛运动，从轨道B射出的小铁球做匀速直线运动。板上还装有三个电磁铁C、D、E，其中电磁铁C、D可分别沿轨道A、B移动。在轨道A出口处有一个碰撞开关S，用以控制电磁铁E的电源的通断，电磁铁E可以沿水平杆MN移动，当它吸上小铁球时，该小铁球的中心与从轨道A末端射出的小铁球的中心在同一水平线上。
(1)实验中，轨道A末端的切线必须是水平的，这样做的目的是________。A．保证小铁球飞出时，速度既不太大，也不太小B．保证小铁球飞出时，初速度水平C．保证小铁球在空中运动的时间每次都相等D．保证小铁球运动的轨迹是一条抛物线(2)若轨道A、B出口方向平行但略向下倾斜，将小铁球1从某高度静止释放，小铁球落在轨道B的P点，将电磁铁E移至P点正上方，将小铁球1和小铁球3同时释放，先到达P点的是________。(3)若轨道A、B出口均水平，调节小铁球3的水平位置，多次实验，发现小铁球1和小铁球3总是在空中相碰，则说明小铁球1在竖直方向上做________运动。
答案：(1)B (2)小铁球1 (3)自由落体
常考点17 实验：验证机械能守恒定律1.(2023·广东1月学考)利用如图所示的装置，验证重物自由下落过程中的机械能守恒，下列说法正确的是 ( )A．实验需要的器材包含秒表B．打点计时器应接直流电源C．实验时应先释放纸带，再接通打点计时器的电源D．纸带和打点计时器之间的阻力会带来误差
解析：打点计时器是一个可以计时的仪器，则实验过程中不需要秒表，故A错误；打点计时器应接交流电源，故B错误；实验时应先接通打点计时器的电源，再释放纸带，故C错误；纸带和打点计时器之间的阻力会带来误差，故D正确。答案：D
2．晓宇利用“自由落体”的方法验证了机械能守恒定律，他进行了多次操作打出了四条不同的纸带，经过测量可知纸带A、纸带B、纸带C、纸带D前两点之间的距离分别为0.1 85 cm、0.1 92 cm、0.265 cm、0.195 cm。已知低压交流电源的频率为50 Hz、重锤的质量为1.00 kg、重力加速度g＝9.80 m/s2。回答下列问题：(1)上述的四条纸带中有一条在操作过程中存在明显的问题，该纸带为________；
(2)按照测量的要求从其中选出一条合适的纸带，并选取点迹清晰的计时点，用刻度尺测出的实验数据如图所示，分析知纸带的________(填“左”或“右”)端与重锤相连；
答案：(1)纸带C (2)左 (3)0.98 (4)0.49 0.48 ＞ 实验中存在摩擦力和空气阻力，重锤克服阻力做功损失机械能
3．某同学做验证机械能守恒定律实验时，不慎将一条挑选出的纸带的一部分损坏，损坏的是前端部分。剩下的一段纸带上各相邻点间的距离已测出标在图中，单位是cm。打点计时器工作频率为50 Hz，重力加速度g取9.8 m/s2(重物质量为m kg)。
学业水平考试常考点集锦常考点1 曲线运动【主干回顾】1．曲线运动的理解(1)速度方向：时刻沿着轨迹的切线方向。(2)运动性质：是变速运动。2．物体做曲线运动的条件
3．判断曲线运动中速率变化的方法(1)当合力方向与速度方向的夹角为锐角时，物体的速率增大。(2)当合力方向与速度方向的夹角为钝角时，物体的速率减小。(3)当合力方向与速度方向垂直时，物体的速率不变。[特别提醒] (1)曲线运动是变速运动，但变速运动不一定是曲线运动。 (2)曲线运动的速度方向一定变化，但速度大小不一定变化。
【集训达标】1．对做曲线运动的物体，下列说法正确的是 ( )A．速度方向与合外力方向不可能在同一条直线上B．加速度方向与合外力方向可能不在同一条直线上C．加速度方向与速度方向有可能在同一条直线上D．合外力的方向一定是变化的解析：由物体做曲线运动的条件可知，速度方向与合外力方向不可能在同一条直线上，根据牛顿第二定律，加速度与合外力一定同向，即一定在同一条直线上，因此加速度方向与速度方向不可能在同一条直线上，故A正确，B、C错误；在恒力作用下，只要合外力方向与速度方向不共线，物体就做曲线运动，故D错误。答案：A
2．小钢球以初速度v0在光滑水平面上运动，受到磁铁的侧向作用而沿如图所示的曲线运动到D点，由此可知 ( )A．磁铁在A处，靠近小钢球的一定是N极B．磁铁在B处，靠近小钢球的一定是S极C．磁铁在C处，靠近小钢球的一定是N极D．磁铁在B处，靠近小钢球的可以是磁铁的任意一端
3．春节期间人们放飞孔明灯表达对新年的祝福，如图甲、乙所示，孔明灯在竖直Oy方向上做匀加速运动，在水平Ox方向上做匀速运动，孔明灯的运动轨迹可能为( )
解析：孔明灯在竖直Oy方向做匀加速运动，在水平Ox方向做匀速运动，则合外力沿Oy方向，合运动的加速度方向沿Oy方向，但合速度方向不沿Oy方向，孔明灯做曲线运动，结合合力指向轨迹内侧可以知道轨迹可能为曲线OD，故D正确，A、B、C错误。答案：D
4．老鹰在天空中飞翔，图中虚线表示老鹰在竖直平面内飞行的轨迹，关于老鹰在所示位置时的速度v及其所受合力F的方向可能正确的是 ( )
解析：速度方向一定沿轨迹的切线方向，故A、D均错误。合力方向必定指向图中曲线内侧的方向，故B正确，C错误。答案：B
常考点2 运动的合成与分解【主干回顾】 1．运动的合成与分解的运算法则运动的合成与分解是指描述运动的各物理量即位移、速度、加速度的合成与分解，由于它们均是矢量，故合成与分解都遵循平行四边形定则。2．运动的分解原则 根据运动的实际效果分解，也可采用正交分解。3．分运动与合运动的关系特性
[特别提醒](1)物体的实际运动是合运动。(2)两个互成角度的直线运动的合运动不一定是直线运动。
解析：根据l＝H－t2，可知伤员B在竖直方向上是匀加速上升的，悬索中拉力大于重力，即表示拉力F的线段要比表示重力G的线段长，伤员在水平方向匀速运动，因此F、G都在竖直方向上；向上加速，运动轨迹向上偏转，只有A符合，所以在这段时间内关于伤员B的受力情况和运动轨迹正确的是A。答案：A
2．跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目，如图所示，当运动员从直升机上由静止跳下后，在下落过程中不免会受到水平风力的影响，下列说法中正确的是( )A．风力越大，运动员下落时间越长，运动员可完成更多的动作B．风力越小，运动员着地速度越大，有可能对运动员造成伤害C．运动员下落时间与风力无关D．运动员着地速度与风力无关
4.如图所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，当小车以速度v匀速向右运动，小车运动到绳子方向与水平面夹角为θ时，下列关于物体A的说法正确的是( )
常考点3 抛体运动的规律【主干回顾】1．平抛运动的性质和特点平抛运动是物体被水平抛出且只在重力作用下的运动，是加速度恒定的匀变速曲线运动。
3.如图所示，相对的两个斜面，倾角分别为37°和53°，在顶点两个小球A、B(可视为质点)以同样大小的初速度分别向左、向右水平抛出，小球都落在斜面上。若不计空气阻力，已知sin 53°＝0.8，cs 53°＝0.6，则A、B两个小球的竖直位移之比为 ( )A．1∶1 B．3∶4C．9∶16 D．81∶256
4．如图甲所示是网球发球机，某次室内训练时将发球机放在距地面一定的高度，然后向竖直墙面发射网球。假定网球均水平射出，某两次射出的网球碰到墙面时速度与水平方向夹角分别为30°和60°，若不考虑空气阻力，则( )
解析：平抛运动是匀变速曲线运动，加速度不变，故A正确。
5．如图所示是小球平抛运动的频闪照片，频闪时间间隔相等。若不计空气阻力，当小球在不同位置时，下列说法正确的是( )A．加速度相同B．速度大小相等C．速度方向相同D．速度竖直分量大小相等
【主干回顾】1．圆周运动各物理量间的关系
[特别提醒](1)匀速圆周运动的加速度时刻变化，不是匀变速曲线运动。(2)匀速圆周运动的线速度时刻变化、角速度恒定不变。
【集训达标】1．对于做匀速圆周运动的物体，下列物理量中不断变化的是 ( )A．频率 B．角速度C．周期 D．线速度解析：匀速圆周运动为曲线运动，线速度大小不变，但方向时刻改变；角速度不变；周期和频率是标量也不变。故A、B、C错误，D正确。答案：D
2．甲、乙、丙三个物体，甲静止地放在北京，乙静止地放在江苏，丙静止地放在广州。当它们随地球一起转动时，则 ( )A．甲的角速度最大，乙的线速度最小B．三个物体的角速度、周期一样，丙的线速度最大C．三个物体的角速度、周期和线速度都相等D．丙的角速度最小，甲的线速度最大解析：甲、乙、丙三个物体随地球一起转动时，它们的周期相同，角速度相同，故A、D错误；因为由于甲做圆周运动的半径最小，而丙做圆周运动的半径最大，所以由线速度和角速度的关系v＝ωr知，甲的线速度最小，丙的线速度最大，故B正确，C错误。答案：B
3.如图所示，纸风车上有A、B两点，当风车被风吹着绕中心转动时，A、B两点的角速度分别为ωA和ωB，线速度大小分别为vA和vB，则( )A．ωA＝ωB，vA
解析：纸风车上所有点都是共轴的，角速度相同，而A点到风车中心转动轴距离较大，半径较大，线速度就较大，故B正确，A、C、D错误。答案：B
5．为了测定子弹的飞行速度，在一根水平放置的轴杆上固定两个薄圆盘A、B，盘A、B平行且相距2 m，轴杆的转速为3 600 r/min。子弹穿过两盘留下两弹孔a、b，测得两弹孔所在半径的夹角θ＝30°，如图所示。则该子弹的速度可能是( ) A．360 m/s B．720 m/sC．1 440 m/s D．108 m/s
【集训达标】1．物体做匀速圆周运动时，下列说法中错误的是 ( )A．向心力一定指向圆心B．向心力一定是物体受到的合外力C．向心力的大小一定不变D．向心力的方向一定不变解析：物体做匀速圆周运动受到的合外力提供向心力，向心力一定指向圆心，故A、B正确；做匀速圆周运动物体的向心力的大小一定不变，方向总是指向圆心，即方向不断变化，故C正确，D错误。答案：D
3.如图所示，运动员在倾斜的半圆形赛道上做匀速圆周运动。将运动员和自行车看作一个整体，则整体( ) A．速度不变B．角速度不变C．所受合力不变D．受到重力、支持力、摩擦力和向心力的作用
4.洗衣机的脱水桶如图所示，在甩干衣服时，脱水桶绕竖直轴高速转动，衣服紧贴脱水桶侧壁随之转动，则衣服做圆周运动的向心力由 ( )A．衣服所受的静摩擦力提供B．衣服所受重力和摩擦力的合力提供C．衣服对桶壁的弹力提供D．桶壁对衣服的弹力提供
5．甲、乙两名溜冰运动员的质量m甲＝70 kg，m乙＝35 kg，面对面拉着弹簧测力计做匀速圆周运动的溜冰表演，如图所示，两人相距0.9 m，弹簧测力计的示数为21 N，下列判断正确的是 ( )A．两人的线速度相同，约为1 m/sB．两人的角速度相同，为1 rad/sC．两人的运动半径相同，为0.45 mD．两人的运动半径不同，甲为0.6 m，乙为0.3 m
3．(2022·广东1月学考)如图所示，a、b是伞面上的两颗相同的雨滴。当以伞柄为轴旋转雨伞时，下列说法正确的是( )A．a更容易移动，因为a所需的向心加速度更小B．a更容易移动，因为a所需的向心加速度更大C．b更容易移动，因为b所需的向心加速度更小D．b更容易移动，因为b所需的向心加速度更大解析：因为当雨滴随雨伞一起绕伞柄转动时，需要的向心加速度为an＝ω2r，可以看出半径越大，所需向心加速度越大，更容易发生移动，因为b的半径大于a的半径，故b更容易移动，D正确。答案：D
4.如图所示的皮带传动装置中，甲轮的轴和乙、丙两轮的轴均为水平轴，其中，甲、丙两轮半径相等，乙轮半径是丙轮半径的一半。A、B、C三点分别是甲、乙、丙三轮边缘上的点，若传动中皮带不打滑，则( ) A．A、B两点的线速度大小之比为2∶1B．B、C两点的角速度之比为1∶2C．A、B两点的向心加速度大小之比为2∶1D．A、C两点的向心加速度大小之比为1∶4
5．如图所示，某变速自行车通过变速器调整链条在轮盘和飞轮的挂入位置，改变行驶速度。轮盘和飞轮的齿数如下表所示：
则下列说法正确的是 ( )A．当A轮与C轮组合时，两轮的转速之比为1∶1B．当A轮与C轮组合时，两轮边缘上的点的线速度大小之比为1∶2C．当B轮与E轮组合时，两轮角速度之比为1∶3D．当B轮与E轮组合时，两轮边缘上的点的向心加速度大小之比为3∶1解析：A轮与C轮通过链条连接，轮边缘上的点的线速度大小相等，齿数之比为2∶1，齿数之比等于轮的半径之比，转速之比为1∶2，故A、B错误；B轮与E轮通过链条连接，轮边缘上的点的线速度大小相等，齿数之比为3∶1，转速之比为1∶3，角速度之比为1∶3，轮边缘上的点的向心加速度之比为1∶3，故C正确，D错误。答案：C
【集训达标】1．火车转弯时，如果铁路弯道内外轨一样高，外轨对轮缘(如图甲所示)挤压的弹力F提供了火车转弯的向心力(如图乙所示)，但是靠这种办法得到向心力极易使铁轨和车轮受损。在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨(如图丙所示)，当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，设此时的速度大小为v，以下说法中正确的是 ( )
3．如图所示，过山车的轨道可视为竖直平面内半径为R的圆轨道。质量为m的游客随过山车一起运动，当游客以速度v经过圆轨道的最高点时( )
4．暑假里，小明去游乐场游玩，坐了一次旋转飞椅，如图甲所示，该旋转飞椅顶上有一个半径为4.5 m的伞盖，伞盖在转动过程中带动下面的悬绳转动，其示意图如图乙所示。旋转飞椅高O1O2＝5.8 m，绳长为5 m。小明挑选了一个悬挂在伞盖边缘的最外侧的椅子坐下，他与座椅的总质量为40 kg。小明和椅子的转动可简化为如图乙所示的圆周运动。在某段时间内，伞盖保持在水平面内稳定旋转，绳与竖直方向夹角为37°。g取10 m/s2，sin 37°＝0.6, cs 37°＝0.8，在此过程中，求：
(1)座椅受到绳子的拉力大小；(2)小明运动的线速度大小；(3)小明随身带的玻璃球从座椅上不慎滑落，求落地点与中心转轴(即图27乙中O1点)的距离(结果可用根号表示)。
答案：(1)500 N (2)7.5 m/s (3)1.5 m
常考点8 行星的运动【主干回顾】对开普勒定律的理解
【集训达标】1．物理学发展历程中，在前人研究基础上经过多年的尝试性计算，首先发表行星运动的三个定律的科学家是 ( )A．哥白尼 B．第谷C．伽利略 D．开普勒解析：开普勒首先发表了开普勒行星运动三定律，故D正确。答案：D
2．如图所示，O表示地球，P表示一个绕地球沿椭圆轨道做逆时针方向运动的人造卫星，AB为长轴，CD为短轴。在卫星绕地球运动一周的时间内，从A到B的时间为tAB，同理从B到A、从C到D、从D到C的时间分别为tBA、tCD、tDC。下列关系式正确的是 ( )A．tAB＞tBA B．tAB＜tBAC．tCD＞tDC D．tCD＜tDC解析：由卫星做椭圆运动的对称性得tAB＝tBA，故A、B错误；由开普勒第二定律知，卫星在近地点时运动快，在远地点时运动慢，tCD＜tDC，故C错误，D正确。答案：D
3．某行星绕恒星运行的椭圆轨道如图所示，E和F是椭圆的两个焦点，O是椭圆的中心，行星在A点的线速度比在B点的线速度大。则恒星位于 ( )A．A点 B．E点C．F点 D．O点解析：根据开普勒第二定律，对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，则行星在距离恒星较近的位置速度较大，因行星在A点的线速度比在B点的线速度大，所以恒星位于E点，故B正确。答案：B
4.如图所示，一颗卫星绕地球做椭圆运动，运动周期为T，图中虚线为卫星的运行轨迹，A、B、C、D是轨迹上的四个位置，其中A距离地球最近，C距离地球最远。B和D点是弧线ABC和ADC的中点，下列说法正确的是( )
常考点9 万有引力定律【主干回顾】1．内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比、与它们之间距离r的二次方成反比。
4．适用条件：适用于计算两个质点间的万有引力。[特别提醒](1)距离r的理解：①对于两个质量均匀分布的球体，r应是两球心间的距离。②对于一个均匀球体与球外一个质点，r应是球体球心到质点的距离。③对于两个物体间的距离比物体本身大得多时，物体可以看成质点，r应是两个物体间的距离。(2)地球周围物体间的万有引力很小，受力分析时可以忽略；但是天体间的万有引力是巨大的，对于天体的运动起决定作用。
【集训达标】1．符合发现和完善万有引力定律历史事实的是 ( )A．哥白尼提出三大行星定律B．卡文迪什提出地心说C．牛顿接受了胡克等科学家关于吸引力与两物体中心距离的平方成反比的猜想D．开普勒根据大量实验数据得出了比例系数G的大小解析：开普勒提出三大行星定律，故A错误；托勒密提出地心说，故B错误；万有引力定律是由牛顿发现的，故C正确；卡文迪什根据大量实验数据得出了比例系数G的大小，故D错误。答案：C
常考点10 万有引力定律的应用【主干回顾】1．计算天体质量和密度的方法(1)自力更生(g-R)法：
注意：式中M、R、g分别为天体的质量、天体的半径、天体表面的重力加速度。
4．(2022·广东1月学考)某空间飞行器在固定轨道上绕地球的运动可视为圆周运动，其运行周期约为1.5小时，由此可判断飞行器的( )A．轨道半径与地球同步卫星的相同B．轨道半径比地球同步卫星的小C．运行速度比地球同步卫星的小D．运行速度与地球同步卫星的相同
常考点11 宇宙航行【主干回顾】1．宇宙速度
2．人造地球卫星的轨道：人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的圆心必与地心重合，其运行轨道可分为如下三类(如图所示)：(1)赤道轨道：卫星的轨道与赤道共面，卫星始终处于赤道正上方。(2)极地轨道：卫星的轨道与赤道平面垂直，卫星经过两极上空。(3)任意轨道：卫星的轨道与赤道平面成某一角度。
4.地球静止卫星的六个“一定”
3. 我国的嫦娥二号探测器环月飞行的高度为100 km，所探测到的有关月球的数据将比环月飞行高度为200 km的嫦娥一号探测器更加翔实。若两颗卫星环月的运行均可视为匀速圆周运动，运行轨道如图所示。则( )A．嫦娥二号环月运行的周期比嫦娥一号小B．嫦娥二号环月运行的线速度比嫦娥一号小C．嫦娥二号环月运行的向心加速度比嫦娥一号小D．嫦娥二号环月运行的向心力与嫦娥一号相等
4. 如图所示，a、b、c为三颗人造地球卫星，其中a为地球静止卫星，b、c在同一轨道上，三颗卫星的轨道均可视为圆轨道。以下判断正确的是( )A．卫星a的运行周期大于卫星b的运行周期B．卫星b的运行速度可能大于7.9 km/sC．卫星b加速即可追上前面的卫星cD．卫星a在运行时有可能经过宜昌市的正上方
常考点12 功与功率【主干回顾】1．功的概念(1)做功不可缺少的两个要素：力和物体在力的方向上发生的位移。(2)公式：W＝Flcs α，只适用于恒力做功，其中l为物体的位移。(3)功是标量，只有大小没有方向。功的正负既不表示大小，也不表示方向。(4)正、负功的判断方法①依据力F与位移l的方向夹角α来判断；②依据力F与速度v的方向夹角θ来判断；③依据能量变化来判断：功是能量转化的量度，若有能量转化，则必有力对物体做功。此法常用于判断两个相联系的物体之间的相互作用力做功的判断。
【集训达标】1．(2022·广东1月学考)篮球比赛时，小王同学跳起投篮。在离地上升过程中，下列说法正确的是( )A．重力对小王做负功B．重力对小王做正功C．手对球的作用力大于球对手的作用力D．手对球的作用力小于球对手的作用力解析：小王离地上升过程中，位移(运动)方向与重力方向相反，重力做负功，A正确，B错误；根据作用力与反作用力关系，手对球的作用力与球对手的作用力大小相等，C、D错误。答案：A
2.如图所示，将一个大小为50 N与水平方向成53°角斜向上的力F作用在一个质量为6 kg的物体上，物体沿水平地面匀速前进了8 m，g取10 m/s2，下面关于物体所受的各力做功说法正确的是( )
解析：力F对物体做功为W＝Flcs 53°＝50×8×0.6 J＝240 J，故A错误；根据动能定理可知，合力做功为0，重力做功为0，则克服摩擦力做功等于力F做功的大小，则摩擦力对物体做功为－240 J；故D正确，A、B、C错误。答案：D
4．如图所示，同一物体分别沿斜面AD和BD自顶点由静止开始下滑，该物体与斜面间的动摩擦因数相同。在滑行过程中克服摩擦力做的功分别为WA和WB，则 ( )A．WA>WB B．WA＝WBC．WA
常考点13 重力势能【主干回顾】1．重力做功(1)公式：WG＝mgh。(2)特点：重力做功与物体运动的路径无关，只与初末位置有关。2．重力势能的概念(1)意义：物体由于被举高而具有的能。(2)表达式：Ep＝mgh。(3)重力势能是标量，但有正负，其正负表示大小。①重力势能为正表示物体在参考平面的上方；②重力势能为负表示物体在参考平面的下方。(4)重力势能具有相对性，选择不同的参考平面，同一个物体的重力势能数值不同。
3．重力做功与重力势能变化的关系(1)关系：WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp。(2)意义：重力做正功，物体的重力势能将减小；重力做负功，物体的重力势能将 增大。4．弹性势能(1)意义：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有 的势能叫作弹性势能。(2)影响弹簧弹性势能大小的因素：①弹簧的形变量；②劲度系数。(3)弹力做功与弹性势能变化的关系：①关系：W弹＝Ep1－Ep2＝ －ΔEp。②意义：弹力做正功，弹性势能减小；弹力做负功，弹性势能增大。
【集训达标】1．如图所示，一位同学把一桶20 L的纯净水从一楼提到四楼，水的重力势能约增加了 ( )A．20 J B．200 JC．2×103 J D．2×106 J
2．关于重力势能的说法正确的是 ( )A．重力势能只由地球上的物体决定B．重力势能不能有负值C．在某高度质量一定的物体，重力势能是一定的D．重力势能是相对的，只有参考平面选定后，重力势能才能确定解析：重力势能是物体和地球共同具有的，故A错误；重力势能的大小是相对于参考平面来讲的，所以可以有负值，参考平面选定后，重力势能才能确定，故B、C错误，D正确。 答案：D
解析：物体从地面抛出到落回地面的全过程中，物体的高度变化量为0，重力做功为0，物体重力势能的变化量为0，故A、C错误，B正确。物体从地面竖直向上抛出，物体上升的最大高度为h，物体从地面抛出到落回地面的全过程中，所受的空气阻力大小恒为f，阻力方向始终与运动方向相反，则空气阻力做的功为－2fh，故D错误。答案：B
4.如图所示，某人用弹簧拉力器健身，在将弹簧拉力器用力拉开的过程中，弹簧的弹力和弹性势能的变化情况是( )A．弹力变大，弹性势能变小B．弹力变小，弹性势能变大C．弹力和弹性势能都变大D．弹力和弹性势能都变小解析：将弹簧拉力器用力拉开的过程中，弹簧的伸长量变大，弹簧的弹力变大，弹性势能变大；故A、B、D错误，C正确。答案：C
5．如图所示，两个底面积都是S的圆桶，用一根带阀门的很细的管子相连接，放在水平地面上，两桶内装有密度为ρ的同种液体，阀门关闭时两桶液面的高度分别为h1和h2，现将连接两桶的阀门打开，在两桶液面变为相同高度的过程中( )
常考点14 动能和动能定理【主干回顾】1．动能的概念(1)定义：物体由于运动所具有的能量称为动能。
【集训达标】 1．关于物体的动能，下列说法正确的是 ( )A．质量大的物体，动能一定大B．速度大的物体，动能一定大C．速度方向变化，动能一定变化D．物体的质量不变，速度变为原来的两倍，动能将变为原来的四倍
2．(2022·广东1月学考)飞机进行投弹演习，若飞机在500 m高度处以100 m/s的恒定水平速度向靶点上空飞行，到达靶点上空附近后释放炸弹，忽略空气阻力，g取10 m/s2，下列说法正确的是( )A．炸弹落地时的速度大小为100 m/sB．炸弹落地时的速度大小为300 m/sC．飞机应在到达靶点正上方前1 000 m处释放，才能保证炸弹准确落到靶点D．飞机应在到达靶点正上方前1 500 m处释放，才能保证炸弹准确落到靶点
常考点15 机械能守恒定律【主干回顾】1．内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而 总的机械能保持不变。2．常用的三种表达式(1)从不同状态看：Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2(或E1＝E2)此式表示系统的两个状态的机械能总量相等。(2)从能的转化角度看：ΔEk＝－ΔEp此式表示系统动能的增加(减少)量等于势能的减少(增加)量。(3)从能的转移角度看：ΔEA增＝ΔEB减此式表示系统A部分机械能的增加量等于系统剩余部分(即B部分)机械能的减少量。
3．对机械能守恒条件的理解(1)物体只受重力，只发生动能和重力势能的相互转化，如自由落体运动、抛体运动等。(2)只有弹力做功，只发生动能和弹性势能的相互转化。如在光滑水平面上运动的物体碰到一个弹簧，和弹簧相互作用的过程中，对物体和弹簧组成的系统来说，机械能守恒。(3)重力和弹力都做功，发生动能、弹性势能、重力势能的相互转化，如自由下落的物体落到竖直的弹簧上和弹簧相互作用的过程中，对物体和弹簧组成的系统来说，机械能守恒。(4)除受重力或弹力外，还受其他力，但其他力不做功，或其他力做功的代数和为零。如物体在沿斜面的拉力F的作用下沿斜面运动，拉力与摩擦力的大小相等，方向相反，在此运动过程中，其机械能守恒。
4．判断机械能是否守恒的方法(1)利用机械能的定义判断(直接判断)：若物体动能、势能均不变，机械能不变。若动能和势能中，一种能变化，另一种能不变，则其机械能一定变化。(2)用做功判断：若物体或系统只有重力(或弹力)做功，虽受其他力，但其他力不做功，机械能守恒。(3)用能量转化来判断：若物体系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体系统机械能守恒。
【集训达标】1．下列物体机械能守恒的是 ( )A．子弹在穿过木块的过程中 B．火车在进站的过程中C．匀速上升的气球D．在光滑斜面上加速运动的小球解析：子弹在穿过木块的过程中，系统要克服摩擦阻力做功，机械能减小转化为内能，所以机械能不守恒，故A错误。火车在进站的过程中要制动，阻力做功，机械能不守恒，故B错误。匀速上升的气球动能不变，重力势能增加，则两者之和即机械能增加，故C错误。在光滑斜面上加速运动的小球，支持力不做功，只有重力做功，机械能守恒，故D正确。答案：D
4．如图所示，用铰链将三个质量均为m的小球A、B、C与两根长为L的轻杆相连，B、C置于水平地面上，系统静止时轻杆竖直，现给系统一个微小扰动，B、C在杆的作用下向两侧滑动，三小球始终在同一竖直平面内运动，三个小球可看成质点，忽略一切摩擦，重力加速度为g，则此过程中( )
常考点16 实验：探究平抛运动的特点1．在探究平抛运动的规律时，可以选用图中几种装置进行研究。
(1)图甲的实验现象是________________________________________________。该现象说明平抛运动的______________________________________________。(2)图乙装置可通过获得稳定的细水柱来描绘平抛运动的轨迹，其中能获得稳定的细水柱的过程应该是水面从开始位置一直降到竖直细管________(填“A”或“B”)处。
(3)图丙是实验室内研究平抛运动的装置。为了保证钢球每次抛出后在空中做平抛运动的轨迹是一定的，每次释放时都使钢球在弧形槽上__________位置由________滚下。
(3)图丙是实验室内研究平抛运动的装置。为了保证钢球每次抛出后在空中做平抛运动的轨迹是一定的，每次释放时都应使钢球在弧形槽上同一位置由静止滚下，保证其做平抛运动的初速度相同，从而保证轨迹是一定的。答案：(1)两小球总是同时落地 竖直分运动是自由落体运动 (2)A (3)同一 静止
2．用如图所示的装置研究平抛运动，在一块竖直放置的背景板上固定两个弧形轨道A、B，用于发射小铁球，从轨道A射出的小铁球做平抛运动，从轨道B射出的小铁球做匀速直线运动。板上还装有三个电磁铁C、D、E，其中电磁铁C、D可分别沿轨道A、B移动。在轨道A出口处有一个碰撞开关S，用以控制电磁铁E的电源的通断，电磁铁E可以沿水平杆MN移动，当它吸上小铁球时，该小铁球的中心与从轨道A末端射出的小铁球的中心在同一水平线上。
(1)实验中，轨道A末端的切线必须是水平的，这样做的目的是________。A．保证小铁球飞出时，速度既不太大，也不太小B．保证小铁球飞出时，初速度水平C．保证小铁球在空中运动的时间每次都相等D．保证小铁球运动的轨迹是一条抛物线(2)若轨道A、B出口方向平行但略向下倾斜，将小铁球1从某高度静止释放，小铁球落在轨道B的P点，将电磁铁E移至P点正上方，将小铁球1和小铁球3同时释放，先到达P点的是________。(3)若轨道A、B出口均水平，调节小铁球3的水平位置，多次实验，发现小铁球1和小铁球3总是在空中相碰，则说明小铁球1在竖直方向上做________运动。
答案：(1)B (2)小铁球1 (3)自由落体
常考点17 实验：验证机械能守恒定律1.(2023·广东1月学考)利用如图所示的装置，验证重物自由下落过程中的机械能守恒，下列说法正确的是 ( )A．实验需要的器材包含秒表B．打点计时器应接直流电源C．实验时应先释放纸带，再接通打点计时器的电源D．纸带和打点计时器之间的阻力会带来误差
解析：打点计时器是一个可以计时的仪器，则实验过程中不需要秒表，故A错误；打点计时器应接交流电源，故B错误；实验时应先接通打点计时器的电源，再释放纸带，故C错误；纸带和打点计时器之间的阻力会带来误差，故D正确。答案：D
2．晓宇利用“自由落体”的方法验证了机械能守恒定律，他进行了多次操作打出了四条不同的纸带，经过测量可知纸带A、纸带B、纸带C、纸带D前两点之间的距离分别为0.1 85 cm、0.1 92 cm、0.265 cm、0.195 cm。已知低压交流电源的频率为50 Hz、重锤的质量为1.00 kg、重力加速度g＝9.80 m/s2。回答下列问题：(1)上述的四条纸带中有一条在操作过程中存在明显的问题，该纸带为________；
(2)按照测量的要求从其中选出一条合适的纸带，并选取点迹清晰的计时点，用刻度尺测出的实验数据如图所示，分析知纸带的________(填“左”或“右”)端与重锤相连；
答案：(1)纸带C (2)左 (3)0.98 (4)0.49 0.48 ＞ 实验中存在摩擦力和空气阻力，重锤克服阻力做功损失机械能
3．某同学做验证机械能守恒定律实验时，不慎将一条挑选出的纸带的一部分损坏，损坏的是前端部分。剩下的一段纸带上各相邻点间的距离已测出标在图中，单位是cm。打点计时器工作频率为50 Hz，重力加速度g取9.8 m/s2(重物质量为m kg)。
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