功能關(guān)系 能量轉(zhuǎn)化守恒定律

1、關(guān)于功能關(guān)系 能量轉(zhuǎn)化守恒定律現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第一頁(yè)，共24頁(yè)一、功能關(guān)系一、功能關(guān)系 如圖所示，質(zhì)量為m的物體在力F的作用下由靜止從地面運(yùn)動(dòng)到離地h高處, 已知F mg,試分別求出在此過(guò)程中重力、力F和合外力的功，以及物體的重力勢(shì)能、動(dòng)能和機(jī)械能的變化量，并分析這些量之間存在什么關(guān)系？WG=mgh， WF= mgh， W合= mgh; EP增加mgh，EK增加 mgh，E機(jī)增加 mgh.關(guān)系：關(guān)系： 重力做功等于重力勢(shì)能變化量的負(fù)值；重力做功等于重力勢(shì)能變化量的負(fù)值； 合外力的功等于物體動(dòng)能的變化量；合外力的功等于物體動(dòng)能的變化量； 力力F的功等于物體機(jī)械能的變化量的功等于物體機(jī)械能的變化量現(xiàn)在

2、學(xué)習(xí)的是第二頁(yè)，共24頁(yè)知識(shí)梳理知識(shí)梳理 1能的概念2功能關(guān)系 (1)功是能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化的量度，即做了多少功就有多少能量多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化 (2)做功的過(guò)程一定伴隨著能量的轉(zhuǎn)化能量的轉(zhuǎn)化，而且能量的轉(zhuǎn)化能量的轉(zhuǎn)化必通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn) 3功與對(duì)應(yīng)能量的變化關(guān)系現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三頁(yè)，共24頁(yè)二、能量守恒定律二、能量守恒定律 說(shuō)明下列有關(guān)能量轉(zhuǎn)化的問(wèn)題中，分別是什么能向什么能的轉(zhuǎn)化 (1)列車(chē)剎車(chē)時(shí)由運(yùn)動(dòng)變?yōu)殪o止；動(dòng)能 內(nèi)能 (2)太陽(yáng)能電池發(fā)電； 太陽(yáng)能 電能 (3)風(fēng)力發(fā)電； 空氣動(dòng)能 電能 (4)潮汐發(fā)電； 水的勢(shì)能 電能 (5)太陽(yáng)能熱水器工作時(shí)； 太陽(yáng)能 內(nèi)能 (6)汽車(chē)由靜止啟動(dòng)。 化學(xué)能

3、動(dòng)能現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四頁(yè)，共24頁(yè)知識(shí)梳理知識(shí)梳理 1內(nèi)容：能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量保持不變 2表達(dá)式：E減 E增 .現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五頁(yè)，共24頁(yè)考點(diǎn)一功能關(guān)系的應(yīng)用考點(diǎn)一功能關(guān)系的應(yīng)用考點(diǎn)解讀考點(diǎn)解讀 1搞清力對(duì)搞清力對(duì)“誰(shuí)誰(shuí)”做功：對(duì)做功：對(duì)“誰(shuí)誰(shuí)”做功就對(duì)應(yīng)做功就對(duì)應(yīng)“誰(shuí)誰(shuí)”的位移，引的位移，引起起“誰(shuí)誰(shuí)”的能量變化的能量變化 如子彈物塊模型中，摩擦力對(duì)子彈的功必須用子彈的位移去求解，這個(gè)功引起子如子彈物塊模型中，摩擦力對(duì)子彈的功必須用子彈的位移去求解，這個(gè)功引起子彈動(dòng)能的變化彈動(dòng)能

4、的變化 2搞清不同的力做功對(duì)應(yīng)不同形式的能的改變搞清不同的力做功對(duì)應(yīng)不同形式的能的改變例例1升降機(jī)底板上放一質(zhì)量為升降機(jī)底板上放一質(zhì)量為100 kg的物體，物體隨升的物體，物體隨升降機(jī)由靜止開(kāi)始豎直向上移動(dòng)降機(jī)由靜止開(kāi)始豎直向上移動(dòng)5 m時(shí)速度達(dá)到時(shí)速度達(dá)到4 m/s，則此過(guò)程中則此過(guò)程中(g取取10 m/s2) ( ) A升降機(jī)對(duì)物體做功升降機(jī)對(duì)物體做功5 800 J B合外力對(duì)物體做功合外力對(duì)物體做功5 800 J C物體的重力勢(shì)能增加物體的重力勢(shì)能增加500 J D物體的機(jī)械能增加物體的機(jī)械能增加800 JWF - WG = mv2800J5000J5800JA現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第六頁(yè)，共24

5、頁(yè) 跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練1破亞運(yùn)會(huì)記錄的成績(jī)奪得110 m跨欄的冠軍他采用蹲踞式起跑，在發(fā)令槍響后，左腳迅速蹬離起跑器，向前加速的同時(shí)提升身體重心如圖所示，假設(shè)劉翔的質(zhì)量為m，起跑過(guò)程前進(jìn)的距離為s，重心升高為h，獲得的速度為v，克服阻力做功為W阻，則在此過(guò)程中 ( ) A.運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能增加了 mv2 B.運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能增加了 mv2mgh C.運(yùn)動(dòng)員的重力做功為mgh D.運(yùn)動(dòng)員自身做功W人 mv2mghW阻W人 W阻 mgh mv2現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第七頁(yè)，共24頁(yè) 考點(diǎn)二對(duì)能量守恒定律的理解和應(yīng)用考點(diǎn)二對(duì)能量守恒定律的理解和應(yīng)用 考點(diǎn)解讀考點(diǎn)解讀 列能量守恒定律方程的兩條基本思路： (1)某種形

6、式的能減少，一定存在其他形式的能增加，且減少量和增加量一定相等； (2)某個(gè)物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加且減少量和增加量一定相等現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第八頁(yè)，共24頁(yè)例例2如圖所示，光滑坡道頂端距水平面高度為h，質(zhì)量為m的小物塊A從坡道頂端由靜止滑下，進(jìn)入水平面上的滑道時(shí)無(wú)機(jī)械能損失，為使A制動(dòng)，將輕彈簧的一端固定在水平滑道延長(zhǎng)線M處的墻上，另一端恰位于坡道的底端O點(diǎn)已知在OM段，物塊A與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，其余各處的摩擦不計(jì)，重力加速度為g，求：(1)物塊滑到O點(diǎn)時(shí)的速度大小；(2)彈簧為最大壓縮量d時(shí)的彈性勢(shì)能(設(shè)彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)彈性勢(shì)能為零)；(3)若物塊A能夠被彈回到坡道上，則

7、它能夠上升的最大高度是多少？現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第九頁(yè)，共24頁(yè)解：解：現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十頁(yè)，共24頁(yè)跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練2 2如圖所示，如圖所示，A、B、C質(zhì)量分別為質(zhì)量分別為mA0.7 kg，mB0.2 kg，mC0.1 kg，B為套在細(xì)繩上的圓環(huán)，為套在細(xì)繩上的圓環(huán)，A與水平桌面的動(dòng)摩擦與水平桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)因數(shù)0.2，另一圓環(huán)另一圓環(huán)D固定在桌邊，離地面高固定在桌邊，離地面高h(yuǎn)20.3 m，當(dāng)當(dāng)B、C從靜止下降從靜止下降h10.3 m后，后，C穿環(huán)而過(guò)，穿環(huán)而過(guò)，B被被D擋住，不計(jì)繩子擋住，不計(jì)繩子質(zhì)量和滑輪的摩擦，取質(zhì)量和滑輪的摩擦，取g10 m/s2，若開(kāi)始時(shí)若開(kāi)始時(shí)A離桌邊足夠離桌邊足夠遠(yuǎn)試求

8、：遠(yuǎn)試求：(1)物體物體C穿環(huán)瞬間的速度穿環(huán)瞬間的速度（1）設(shè)）設(shè)B、C一起下降一起下降h1時(shí)，三者的共同速度為時(shí)，三者的共同速度為v。 對(duì)對(duì)A、B、C一起運(yùn)動(dòng)一起運(yùn)動(dòng)h1的過(guò)程應(yīng)用能量守恒的過(guò)程應(yīng)用能量守恒 定律定律, 得得 (mB+mC)gh1= (mA+mB+mC)v12+mAgh1 代入數(shù)據(jù)，解得代入數(shù)據(jù)，解得v1 = m/s（mB+mc)gFN思維導(dǎo)圖：思維導(dǎo)圖：B、C下落下落重力勢(shì)重力勢(shì)能減小能減小克服摩擦力做功克服摩擦力做功轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)動(dòng)能能量能量守恒守恒現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十一頁(yè)，共24頁(yè) (2)物體C能否到達(dá)地面？如果能到達(dá)地面，其速度多大？s,m/10662vAB C

9、 DACh2判斷：判斷：B被圓環(huán)被圓環(huán)D擋住后與擋住后與C脫離，脫離，A、C繼續(xù)繼續(xù)一起運(yùn)動(dòng)。因一起運(yùn)動(dòng)。因A所受摩擦力所受摩擦力f mcg=1N，故故A、C一起減速運(yùn)動(dòng)。一起減速運(yùn)動(dòng)。 設(shè)設(shè)C再下落再下落h后，后，A、C兩者速度兩者速度均減為零均減為零.對(duì)對(duì)A、C一起再下降一起再下降h的過(guò)程應(yīng)用能量守恒定律的過(guò)程應(yīng)用能量守恒定律, 得得 mcg h + (mA+mC)v12 =mAg h 解得，解得， h=0.96m顯然顯然 hh2=0.3m，因此，因此B被擋后被擋后C能落至地面。能落至地面。 設(shè)設(shè)C到達(dá)地面的速度為到達(dá)地面的速度為v2, 由能量守恒定律得由能量守恒定律得 代入數(shù)據(jù)，可求出代

10、入數(shù)據(jù)，可求出現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十二頁(yè)，共24頁(yè) 考點(diǎn)三摩擦力做功的特點(diǎn)及應(yīng)用考點(diǎn)三摩擦力做功的特點(diǎn)及應(yīng)用 考點(diǎn)解讀考點(diǎn)解讀 1、滑動(dòng)摩擦力做功，部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)、滑動(dòng)摩擦力做功，部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此部分能量就是系統(tǒng)機(jī)械能的損失量。能，此部分能量就是系統(tǒng)機(jī)械能的損失量。 2、一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體系統(tǒng)、一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體系統(tǒng)所做的總功總為負(fù)值，系統(tǒng)損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)變所做的總功總為負(fù)值，系統(tǒng)損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能，而成內(nèi)能，而一對(duì)靜摩擦力所做功的代數(shù)和等于一對(duì)靜摩擦力所做功的代數(shù)和等于零零?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十三頁(yè)，共24頁(yè)例例3如圖所示，如圖所示，A物體放在物體放在B物體的左側(cè)

11、，用水平恒物體的左側(cè)，用水平恒力力F將將A拉至拉至B的右端，第一次的右端，第一次B固定在地面上，固定在地面上，F(xiàn)做做功為功為W1，產(chǎn)生熱量，產(chǎn)生熱量Q1. 第二次讓第二次讓B在光滑地面上自在光滑地面上自由滑動(dòng)，由滑動(dòng)，F(xiàn)做功為做功為W2，產(chǎn)生熱量為，產(chǎn)生熱量為Q2，則應(yīng)有，則應(yīng)有() AW1W2，Q1Q2 BW1W2，Q1Q2 CW1W2，Q1Q2 DW1W2，Q1Q2 A現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十四頁(yè)，共24頁(yè) 跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練3如圖所示，質(zhì)量為M，長(zhǎng)度為L(zhǎng)的小車(chē)靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的小物塊，放在小車(chē)的最左端現(xiàn)用一水平力F作用在小物塊上，小物塊與小車(chē)之間的摩擦力為Ff，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間小車(chē)運(yùn)動(dòng)的

12、位移為x，小物塊剛好滑到小車(chē)的右端，則下列說(shuō)法中正確的是() A. 此時(shí)小物塊的動(dòng)能為此時(shí)小物塊的動(dòng)能為F(xL) B. 此時(shí)小車(chē)的動(dòng)能為此時(shí)小車(chē)的動(dòng)能為Ffx C. 這一過(guò)程中這一過(guò)程中,小物塊和小車(chē)增加的機(jī)械能為小物塊和小車(chē)增加的機(jī)械能為FxFfL D. 這一過(guò)程中，因摩擦而產(chǎn)生的熱量為這一過(guò)程中，因摩擦而產(chǎn)生的熱量為FfLBD現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十五頁(yè)，共24頁(yè)跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練4如圖所示，質(zhì)量為如圖所示，質(zhì)量為m的滑塊，放在光滑的水平的滑塊，放在光滑的水平平臺(tái)上，平臺(tái)右端平臺(tái)上，平臺(tái)右端B與水平傳送帶相接，傳送帶的運(yùn)行速度與水平傳送帶相接，傳送帶的運(yùn)行速度為為v0，長(zhǎng)為，長(zhǎng)為L(zhǎng).今將滑塊緩慢向

13、左壓縮固定在平臺(tái)上的輕彈簧，今將滑塊緩慢向左壓縮固定在平臺(tái)上的輕彈簧，到達(dá)某處時(shí)突然釋放當(dāng)滑塊滑到傳送帶右端到達(dá)某處時(shí)突然釋放當(dāng)滑塊滑到傳送帶右端C時(shí)，恰好與傳時(shí)，恰好與傳送帶速度相同滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為送帶速度相同滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.(1)試分析滑塊在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)情況試分析滑塊在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)情況分析： (1)滑塊沖上傳送帶時(shí)，滑塊沖上傳送帶時(shí)， 若速度若速度小于小于傳送帶速度傳送帶速度, 則滑塊則滑塊由于受到向右的滑動(dòng)摩擦力而做由于受到向右的滑動(dòng)摩擦力而做勻勻加速運(yùn)動(dòng)加速運(yùn)動(dòng); 若速度若速度大于大于傳送帶速度傳送帶速度,則滑塊由于受到向左的則滑塊由于受到向左的滑動(dòng)摩擦力

14、而做滑動(dòng)摩擦力而做勻減速運(yùn)動(dòng)勻減速運(yùn)動(dòng).現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十六頁(yè)，共24頁(yè)(2)若滑塊離開(kāi)彈簧時(shí)的速度大于傳送帶的速度，求釋放滑塊時(shí)，彈簧具有若滑塊離開(kāi)彈簧時(shí)的速度大于傳送帶的速度，求釋放滑塊時(shí)，彈簧具有的彈性勢(shì)能的彈性勢(shì)能(3)若滑塊離開(kāi)彈簧時(shí)的速度大于傳送帶的速度，求滑塊在傳送帶若滑塊離開(kāi)彈簧時(shí)的速度大于傳送帶的速度，求滑塊在傳送帶上滑行的整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量上滑行的整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量解析解析: : (2)(2)彈簧的彈性勢(shì)能彈簧的彈性勢(shì)能E EP P彈彈全部轉(zhuǎn)化為物塊的全部轉(zhuǎn)化為物塊的動(dòng)能動(dòng)能E Ek k。對(duì)滑塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程應(yīng)用。對(duì)滑塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理，得動(dòng)能定理，

15、得 - -mgL= mvmgL= mvO O2 2-E-EK K 則則E EP P彈彈=E=EK K = mv= mvo o2 2+ +mgLmgL (3) (3)設(shè)滑塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為設(shè)滑塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t t，則有，則有 v vo o= v-= v-gt gt v vo o2 2 v v2 2=-2=-2gL gL 傳送帶在時(shí)間傳送帶在時(shí)間t t內(nèi)的位移內(nèi)的位移L=vL=vo ot t 聯(lián)立聯(lián)立 ，解得，解得L=L= 相對(duì)滑動(dòng)生成的熱量相對(duì)滑動(dòng)生成的熱量Q Q= mg(L-L)= mg(L-L)= mgL-mmgL-m現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十七頁(yè)，共24頁(yè) 當(dāng)堂檢測(cè)：當(dāng)堂檢測(cè)： 1如

16、圖所示，質(zhì)量為m的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))以某一速度由底端沖上傾角為30的固定斜面，上升的最大高度為h，其加速度大小為g. 在這個(gè)過(guò)程中，物體（ ） A重力勢(shì)能增加了mgh B動(dòng)能損失了mgh C動(dòng)能損失了 mgh D機(jī)械能損失了 mgh現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十八頁(yè)，共24頁(yè)3如圖所示, 質(zhì)量為m的長(zhǎng)木塊A靜止于光滑水平面上, 在其水平的上表面左端放一質(zhì)量為m的滑塊B, 已知木塊長(zhǎng)為L(zhǎng)，它與滑塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.現(xiàn)用水平向右的恒力F拉滑塊B. (1)當(dāng)長(zhǎng)木塊A的位移為多少時(shí)，B從A的右端滑出？ (2)求上述過(guò)程中滑塊與木塊之間產(chǎn)生的內(nèi)能.現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十九頁(yè)，共24頁(yè) 4.如圖所示，質(zhì)量為m1 kg的滑塊

17、，在水平力作用下靜止在傾角為30的光滑斜面上，斜面的末端B與水平傳送帶相接(物塊經(jīng)過(guò)此位置滑上皮帶時(shí)無(wú)能量損失)，傳送帶的運(yùn)行速度為v03 m/s，長(zhǎng)為L(zhǎng)1.4 m今將水平力撤去，當(dāng)滑塊滑到傳送帶右端C時(shí)，恰好與傳送帶速度相同滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.25，g10 m/s2。求： (1)水平作用力水平作用力F大小；大??； (2)滑塊下滑的高度；滑塊下滑的高度； (3)若滑塊進(jìn)入傳送帶速度大于若滑塊進(jìn)入傳送帶速度大于3 m/s,滑塊在傳送帶上滑行的整滑塊在傳送帶上滑行的整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量分析：分析：(1)根據(jù)平衡條件，解得根據(jù)平衡條件，解得F=mgtan= N現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是

18、第二十頁(yè)，共24頁(yè) 當(dāng)滑塊滑到傳送帶右端C時(shí)，恰好與傳送帶速度相同求： (2)滑塊下滑的高度；滑塊下滑的高度；解：解：(2)設(shè)滑塊從高為設(shè)滑塊從高為h處下滑，到達(dá)斜面底端速度為處下滑，到達(dá)斜面底端速度為v。 下滑過(guò)程中機(jī)械能守恒：下滑過(guò)程中機(jī)械能守恒：mgh= mv2 則v= 若滑塊沖上傳送帶時(shí)的速度若滑塊沖上傳送帶時(shí)的速度小于小于傳送帶速度，則滑塊在傳送帶傳送帶速度，則滑塊在傳送帶上由于受到上由于受到向右向右的滑動(dòng)摩擦力而做勻加速運(yùn)動(dòng)；根據(jù)動(dòng)能的滑動(dòng)摩擦力而做勻加速運(yùn)動(dòng)；根據(jù)動(dòng)能定理有：定理有： 所以所以 若滑塊沖上傳送帶時(shí)的速度若滑塊沖上傳送帶時(shí)的速度大于大于傳送帶的速度，則滑塊由于傳送帶的速度，則滑塊由于受到受到向左向左的滑動(dòng)摩擦力而做勻減速運(yùn)動(dòng)；根據(jù)動(dòng)能定理，的滑動(dòng)摩擦力而做勻減速運(yùn)動(dòng)；根據(jù)動(dòng)能定理，有有 所以所以v2gh22011mgLmvmv2220vhL h0.1 m2g22011mgLmvmv2220vhL h0.8 m2g現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十一頁(yè)，共24頁(yè)解：解：(3)設(shè)滑塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為設(shè)