《功能關(guān)系能量守恒定律》課件

第4課時(shí)功能關(guān)系能量守恒定律考點(diǎn)自清一、功能關(guān)系1.內(nèi)容

(1)功是

的量度,即做了多少功就有

發(fā)生了轉(zhuǎn)化.(2)做功的過(guò)程一定伴隨著

,而且

必通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn).能量轉(zhuǎn)化多少能量能量的轉(zhuǎn)化能量的轉(zhuǎn)化第4課時(shí)功能關(guān)系能量守恒定律能量轉(zhuǎn)化多少能量能量12.功與對(duì)應(yīng)能量的變化關(guān)系名師點(diǎn)撥每一種形式的能量的變化均對(duì)應(yīng)一定力的功.合外力的功(所有外力的功)動(dòng)能變化重力做的功

變化彈簧彈力做的功

變化外力(除重力、彈力)做的功

變化一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做的總功

變化電場(chǎng)力做的功

變化分子力做的功

變化重力勢(shì)能彈性勢(shì)能機(jī)械能內(nèi)能電勢(shì)能分子勢(shì)能2.功與對(duì)應(yīng)能量的變化關(guān)系合外力的功(所有外力的功)動(dòng)能變2二、能量守恒定律1.內(nèi)容:能量既不會(huì)消滅,也

.它只會(huì)從一種形式

為其他形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中,能量的總量

.2.表達(dá)式:ΔE減=

.名師點(diǎn)撥

ΔE增為末狀態(tài)的能量減去初狀態(tài)的能量,而ΔE減為初狀態(tài)的能量減去末狀態(tài)的能量.不會(huì)創(chuàng)生轉(zhuǎn)化保持不變?chǔ)增二、能量守恒定律不會(huì)創(chuàng)生轉(zhuǎn)化保持不變?chǔ)增3熱點(diǎn)聚焦熱點(diǎn)一幾種常見(jiàn)的功能關(guān)系1.合外力所做的功等于物體動(dòng)能的增量,表達(dá)式:

W合=Ek2-Ek1,即動(dòng)能定理.2.重力做正功,重力勢(shì)能減少;重力做負(fù)功,重力勢(shì)能增加.由于“增量”是終態(tài)量減去始態(tài)量,所以重力的功等于重力勢(shì)能增量的負(fù)值,表達(dá)式:

WG=-ΔEp=Ep1-Ep2.3.彈簧的彈力做的功等于彈性勢(shì)能增量的負(fù)值,表達(dá)式:WF=-ΔEp=Ep1-Ep2.彈力做多少正功,彈性勢(shì)能減少多少;彈力做多少負(fù)功,彈性勢(shì)能增加多少.熱點(diǎn)聚焦44.除系統(tǒng)內(nèi)的重力和彈簧的彈力外,其他力做的總功等于系統(tǒng)機(jī)械能的增量,表達(dá)式:W其他=ΔE.(1)除重力或彈簧的彈力以外的其他力做多少正功,物體的機(jī)械能就增加多少.(2)除重力或彈簧的彈力以外的其他力做多少負(fù)功,物體的機(jī)械能就減少多少.(3)除重力或彈簧的彈力以外的其他力不做功,

物體的機(jī)械能守恒.4.除系統(tǒng)內(nèi)的重力和彈簧的彈力外,其他力做的總5特別提示1.在應(yīng)用功能關(guān)系解決具體問(wèn)題的過(guò)程中,若只涉及動(dòng)能的變化用“1”,如果只涉及重力勢(shì)能的變化用“2”,如果只涉及機(jī)械能變化用“4”,只涉及彈性勢(shì)能的變化用“3”.2.在應(yīng)用功能關(guān)系時(shí),應(yīng)首先弄清研究對(duì)象,明確力對(duì)“誰(shuí)”做功,就要對(duì)應(yīng)“誰(shuí)”的位移,從而引起“誰(shuí)”的能量變化.在應(yīng)用能量的轉(zhuǎn)化和守恒時(shí),一定要明確存在哪些能量形式,哪種是增加的,哪種是減少的,然后再列式求解.特別提示6熱點(diǎn)二對(duì)能量守恒定律的理解和應(yīng)用1.對(duì)定律的理解

(1)某種形式的能減少,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.

這也是我們列能量守恒定律方程式的兩條基本思路.2.應(yīng)用定律解題的步驟

(1)分清有多少形式的能［如動(dòng)能、勢(shì)能(包括重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、電勢(shì)能)、內(nèi)能等］在變化.熱點(diǎn)二對(duì)能量守恒定律的理解和應(yīng)用7(2)明確哪種形式的能量增加,哪種形式的能量減少,并且列出減少的能量ΔE減和增加的能量ΔE增的表達(dá)式.(3)列出能量守恒關(guān)系式:ΔE減=ΔE增.特別提示1.應(yīng)用能量守恒定律解決有關(guān)問(wèn)題,關(guān)鍵是準(zhǔn)確分析有多少種形式的能量在變化,求出減少的總能量ΔE減和增加的總能量ΔE增,然后再依據(jù)能量守恒定律列式求解.2.高考考查該類問(wèn)題,常綜合平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)以及電磁學(xué)知識(shí)考查判斷、推理及綜合分析能力.(2)明確哪種形式的能量增加,哪種形式的能量減8熱點(diǎn)三摩擦力做功的特點(diǎn)靜摩擦力滑動(dòng)摩擦力不同點(diǎn)能量的轉(zhuǎn)化方面在靜摩擦力做功的過(guò)程中,只有機(jī)械能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體(靜摩擦力起著傳遞機(jī)械能的作用)而沒(méi)有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量1.相互摩擦的物體通過(guò)摩擦力做功,將部分機(jī)械能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體2.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)械能的損失量類別比較熱點(diǎn)三摩擦力做功的特點(diǎn)靜摩擦力9不同點(diǎn)一對(duì)摩擦力做功方面一對(duì)靜摩擦力所做功的代數(shù)總和等于零一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體系統(tǒng)所做的總功,等于摩擦力與相對(duì)路程的乘積,即Wf=-Ff·l相表示物體克服摩擦力做功,系統(tǒng)損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能相同點(diǎn)正負(fù)功、不做功方面兩種摩擦力都可以對(duì)物體做正功、負(fù)功,還可以不做功不一對(duì)摩一對(duì)靜摩擦一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力相正負(fù)功、兩種摩擦10特別提示一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力做功所產(chǎn)生的熱量Q=Ff·l相對(duì),其中l(wèi)相對(duì)是物體間相對(duì)路徑長(zhǎng)度.如果兩物體同向運(yùn)動(dòng),l相對(duì)為兩物體對(duì)地位移大小之差;如果兩物體反向運(yùn)動(dòng),l相對(duì)為兩物體對(duì)地位移大小之和;如果一個(gè)物體相對(duì)另一物體做往復(fù)運(yùn)動(dòng),則l相對(duì)為兩物體相對(duì)滑行路徑的總長(zhǎng)度.特別提示11題型1功和能的相應(yīng)關(guān)系的理解已知貨物的質(zhì)量為m,在某段時(shí)間內(nèi)起重機(jī)將貨物以a的加速度加速升高h(yuǎn),則在這段時(shí)間內(nèi)敘述正確的是(重力加速度為g)()A.貨物的動(dòng)能一定增加mah-mghB.貨物的機(jī)械能一定增加mahC.貨物的重力勢(shì)能一定增加mahD.貨物的機(jī)械能一定增加mah+mgh題型探究題型1功和能的相應(yīng)關(guān)系的理解題型探究12解析

準(zhǔn)確把握功和對(duì)應(yīng)能量變化之間的關(guān)系是解答此類問(wèn)題的關(guān)鍵,具體分析如下:動(dòng)能定理,貨物動(dòng)能的增加量等于貨物合外力做的功mah,A錯(cuò)誤;功能關(guān)系,貨物機(jī)械能的增量等于除重力以外的力做的功而不等于合外力做的功,B錯(cuò)誤;功能關(guān)系,重力勢(shì)能的增量對(duì)應(yīng)貨物重力做的負(fù)功大小mgh,C錯(cuò)誤;功能關(guān)系,貨物機(jī)械能的增量為起重機(jī)拉力做的功m(g+a)h,D正確.答案

D

解析準(zhǔn)確把握功和對(duì)應(yīng)能量變化之間的關(guān)系是13規(guī)律總結(jié)力學(xué)范圍內(nèi),應(yīng)牢固掌握以下三條功能關(guān)系:(1)重力的功等于重力勢(shì)能的變化,彈力的功等于彈性勢(shì)能的變化.(2)合外力的功等于動(dòng)能的變化.(3)除重力、彈力外,其他力的功等于機(jī)械能的變化.運(yùn)用功能關(guān)系解題時(shí),應(yīng)弄清楚重力做什么功,合外力做什么功,除重力、彈力外的力做什么功,從而判斷重力勢(shì)能或彈性勢(shì)能、動(dòng)能、機(jī)械能的變化.規(guī)律總結(jié)力學(xué)范圍內(nèi),應(yīng)牢固掌握以下三條功能14變式練習(xí)1如圖1所示滑塊靜止于光滑水平面上,與之相連的輕質(zhì)彈簧處于自然伸直狀態(tài).現(xiàn)用恒定的水平外力F作用于彈簧右端,在向右移動(dòng)一段距離的過(guò)程中,拉力F做了10J的功.上述過(guò)程中 ()A.彈簧的彈性勢(shì)能增加了10JB.滑塊的動(dòng)能增加了10JC.滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能增加了10JD.滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒解析拉力F做功既增加了彈性勢(shì)能,還增加了滑塊的動(dòng)能,A、B錯(cuò)誤;系統(tǒng)增加的機(jī)械能等于力F做的功,C對(duì),D錯(cuò).圖1C變式練習(xí)1如圖1所示滑塊靜止于圖1C15題型2能量守恒定律的應(yīng)用如圖2所示,A、B、C質(zhì)量分別為mA=0.7kg,mB=0.2kg,mC=0.1kg,

B為套在細(xì)繩上的圓環(huán),A與水平桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,另一圓環(huán)D固定在桌邊,離地面高h(yuǎn)2=0.3m,當(dāng)B、C從靜止下降h1=0.3m,C穿環(huán)而過(guò),B被D擋住,不計(jì)繩子質(zhì)量和滑輪的摩擦,取g=10m/s2,若開(kāi)始時(shí)A

離桌邊足夠遠(yuǎn).試求:(1)物體C穿環(huán)瞬間的速度.(2)物體C能否到達(dá)地面?如果能到達(dá)地面,其速度多大?圖2題型2能量守恒定律的應(yīng)用圖216思維導(dǎo)圖解析

(1)由能量守恒定律得(mB+mC)gh1=(mA+mB+mC)v12+μmAg·h1可求得:(2)設(shè)物體C到達(dá)地面的速度為v2,由能量守恒定律得可求出故物體C能到達(dá)地面,到地面的速度為答案(2)物體C能到達(dá)地面,速度為思維導(dǎo)圖答案(2)物體C能到達(dá)地面,速度為17拓展探究物體A在水平桌面上滑行的最大距離是多少?解析

當(dāng)C落地后,物體A繼續(xù)前進(jìn)的距離為x3,由動(dòng)能定理得:可得:x3=0.165m,所以物體A滑行的總距離為x=h1+h2+h3=0.765m.答案

0.765m

運(yùn)用能的轉(zhuǎn)化與守恒定律解題時(shí),應(yīng)首先弄清楚各種能量間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,這種轉(zhuǎn)化是靠做功實(shí)現(xiàn)的.因此,物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各個(gè)力的功是解題的關(guān)鍵.抓住能量轉(zhuǎn)化和各個(gè)力的功是解決這種問(wèn)題的基礎(chǔ).方法提煉拓展探究物體A在水平桌面上滑行的最大距離是方法提煉18變式練練2

如圖3所示,傾角為30°的光滑斜面的下端有一水平傳送帶,傳送帶正以6m/s的速度運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)方向如圖所示.一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體(物體可以視為質(zhì)點(diǎn)),從h=3.2m高處由靜止沿斜面下滑,物體經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí),不管是從斜面到傳送帶還是從傳送帶到斜面,都不計(jì)其動(dòng)能損失.物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,物體向左最多能滑到傳送帶左右兩端AB的中點(diǎn)處,重力加速度g=10m/s2,則:圖3變式練練2如圖3所示,傾角為30°的光滑斜面的圖319(1)物體由靜止沿斜面下滑到斜面末端需要多長(zhǎng)時(shí)間?(2)傳送帶左右兩端AB間的距離l至少為多少?(3)上述過(guò)程中物體與傳送帶組成的系統(tǒng)產(chǎn)生的摩擦熱為多少?(4)物體隨傳送帶向右運(yùn)動(dòng),最后沿斜面上滑的最大高度h′為多少?解析

(1)可得t=1.6s.(2)由能的轉(zhuǎn)化和守恒得:(1)物體由靜止沿斜面下滑到斜面末端需要多長(zhǎng)時(shí)間?20(3)此過(guò)程中,物體與傳送帶間的相對(duì)位移x相=+v帶·t1,又,而摩擦熱Q=μmg·x相,以上三式可聯(lián)立得Q=160J.(4)物體隨傳送帶向右勻加速,當(dāng)速度為v帶=6m/s時(shí)向右的位移為x,則μmgx=mv帶2,即物體在到達(dá)A點(diǎn)前速度與傳送帶相等,最后以v帶=6m/s的速度沖上斜面,由mv帶2=mgh′,得h′=1.8m.答案

(1)1.6s(2)12.8m(3)160J(4)1.8m(3)此過(guò)程中,物體與傳送帶間的相對(duì)位移21題型3功能關(guān)系在傳送帶類問(wèn)題中的應(yīng)用飛機(jī)場(chǎng)上運(yùn)送行李的裝置為一水平放置的環(huán)形傳送帶,傳送帶的總質(zhì)量為M,其俯視圖如圖4所示.

現(xiàn)開(kāi)啟電動(dòng)機(jī),傳送帶達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行的速度v后,將行李依次輕輕放到傳送帶上.若有

n件質(zhì)量均為m的行李需通過(guò)傳送帶運(yùn)送給旅客.

假設(shè)在轉(zhuǎn)彎處行李與傳送帶無(wú)相對(duì)滑動(dòng),忽略皮帶輪、電動(dòng)機(jī)損失的能量.求從電動(dòng)機(jī)開(kāi)啟,到運(yùn)送完行李需要消耗的電能為多少?圖4題型3功能關(guān)系在傳送帶類問(wèn)題中的應(yīng)用圖422解析

設(shè)行李與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,則傳送帶與行李間由于摩擦產(chǎn)生的總熱量Q=nμmgΔl ①由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得: ②又v=μgt ③聯(lián)立解得: ④由能量守恒得: ⑤所以 ⑥答案

解析設(shè)行李與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,則傳23本題共8分.其中②③④⑤式各1分,①⑥式各2分.摩擦力做功與產(chǎn)生內(nèi)能的關(guān)系:(1)靜摩擦力做功的過(guò)程中,只有機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)移(靜摩擦力起著傳遞機(jī)械能的作用),而沒(méi)有內(nèi)能的產(chǎn)生.(2)滑動(dòng)摩擦力做功的過(guò)程中,能量的轉(zhuǎn)化有兩個(gè)方向,一是相互摩擦的物體之間機(jī)械能的轉(zhuǎn)移;二是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量值等于機(jī)械能的減少量,表達(dá)式為Q=F滑·l相對(duì).【評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)】【名師導(dǎo)析】本題共8分.其中②③④⑤式各1分,【24自我批閱(16分)如圖5所示,質(zhì)量為m的滑塊,放在光滑的水平平臺(tái)上,平臺(tái)右端B與水平傳送帶相接,傳送帶的運(yùn)行速度為v0,長(zhǎng)為L(zhǎng).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)為μ.(1)試分析滑塊在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)情況.圖5自我批閱圖525(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,求滑塊在傳送帶上滑行的整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量.解析

(1)若滑塊沖上傳送帶時(shí)的速度小于帶速,則滑塊在帶上由于受到向右的滑動(dòng)摩擦力而做勻加速運(yùn)動(dòng);若滑塊沖上傳送帶時(shí)的速度大于帶速,則滑塊由于受到向左的滑動(dòng)摩擦力而做勻減速運(yùn)動(dòng).(4分)(2)設(shè)滑塊沖上傳送帶時(shí)的速度為v,在彈簧彈開(kāi)過(guò)程中由機(jī)械能守恒 (2分)(2)若滑塊離開(kāi)彈簧時(shí)的速度大于傳送帶的速度,26設(shè)滑塊在傳送帶上做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a由牛頓第二定律:μmg=ma (2分)由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v2-v02=2aL (1分)解得 (1分)(3)設(shè)滑塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,則t時(shí)間內(nèi)傳送帶的位移l=v0t (1分)v0=v-at (1分)滑塊相對(duì)傳送帶滑動(dòng)的位移Δl=L-l (1分)相對(duì)滑動(dòng)生成的熱量Q=μmg·Δl (2分)解得Q=μmgL-mv0 (1分)答案

(1)見(jiàn)解析(2)(3)μmgL-mv0設(shè)滑塊在傳送帶上做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a27素能提升1.物體只在重力和一個(gè)不為零的向上的拉力作用下,

分別做了勻速上升、加速上升和減速上升三種運(yùn)動(dòng).在這三種情況下物體機(jī)械能的變化情況是()A.勻速上升機(jī)械能不變,加速上升機(jī)械能增加,減速上升機(jī)械能減小

B.勻速上升和加速上升機(jī)械能增加,減速上升機(jī)械能減小

C.由于該拉力與重力大小的關(guān)系不明確,所以不能確定物體機(jī)械能的變化情況

D.三種情況中,物體的機(jī)械能均增加

解析

在三種情況下,外力均對(duì)物體做了正功,所以物體的機(jī)械能均增加,故D正確.D素能提升D282.從地面豎直上拋一個(gè)質(zhì)量為m的小球,小球上升的最大高度為H.設(shè)上升過(guò)程中空氣阻力F阻恒定.則對(duì)于小球的整個(gè)上升過(guò)程,下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A.小球動(dòng)能減少了mgHB.小球機(jī)械能減少了F阻HC.小球重力勢(shì)能增加了mgHD.小球的加速度大于重力加速度g

解析

小球上升過(guò)程受重力G和空氣阻力F阻,合力的功為W合=-(mg+F阻)H,因此小球動(dòng)能減少(mg

+F阻)H,A錯(cuò);因空氣阻力做功為F阻H,B對(duì);重力做功為WG=-mgH,C對(duì);小球受合力為F合=mg+F阻

=ma,a>g,D對(duì).A2.從地面豎直上拋一個(gè)質(zhì)量為m的小球,小球上升的最A(yù)293.如圖6所示,細(xì)繩的一端繞過(guò)定滑輪與木箱相連,現(xiàn)以大小恒定的力F拉動(dòng)細(xì)繩,將靜置于A點(diǎn)的木箱經(jīng)B點(diǎn)拉到C點(diǎn)(AB=BC),地面平直且與木箱的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相等.設(shè)從A到

B和從B到C的過(guò)程中,F做功分別為W1、W2,克服摩擦力做功分別為Q1、Q2,木箱經(jīng)過(guò)B、C時(shí)的動(dòng)能和F的功率分別為EkB、EkC和PB、PC,則下列關(guān)系一定成立的有()A.W1>W2 B.Q1>Q2C.EkB>EkC D.PB>PC圖63.如圖6所示,細(xì)繩的一端繞過(guò)定滑圖630解析

從A到B的過(guò)程中細(xì)繩滑出滑輪右邊的長(zhǎng)度大于從B到C過(guò)程中細(xì)繩滑出滑輪右邊的長(zhǎng)度,由功的計(jì)算式W=Fx可知,A選項(xiàng)正確.滑動(dòng)摩擦力Ff=μ(mg-Fsinα),其中α為繩與水平方向的夾角,隨著木箱向右運(yùn)動(dòng),α變大,Ff變小,由Q=Ffx′得Q1>Q2.由動(dòng)能定理可知,EkB=W1-Q1,EkC=W1+W2-Q1-Q2,則木箱經(jīng)B、C兩點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能EkB、EkC大小關(guān)系無(wú)法判斷.由于功率P=Fvcosα,則B、C兩點(diǎn)的功率大小關(guān)系也無(wú)法判斷.答案

AB解析從A到B的過(guò)程中細(xì)繩滑出滑輪右邊的長(zhǎng)度314.一物體懸掛在細(xì)繩下端,由靜止開(kāi)始沿豎直方向向下運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,物體的機(jī)械能與位移的關(guān)系圖象如圖7所示,其中0～x1過(guò)程的圖象為曲線,x1～x2過(guò)程的圖象為直線,根據(jù)該圖象,下列說(shuō)法正確的是()A.0～x1過(guò)程中物體所受拉力一定是變力,且不斷減小

B.x1～x2過(guò)程中物體可能在做勻變速直線運(yùn)動(dòng)

C.x1～x2過(guò)程中物體可能在做變加速直線運(yùn)動(dòng)

D.O～x2過(guò)程中物體的動(dòng)能可能在不斷增大圖74.一物體懸掛在細(xì)繩下端,由靜止開(kāi)圖732解析

選取物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)為重力零勢(shì)能點(diǎn),物體下降位移x,由動(dòng)能定理得則物體的機(jī)械能為在E-x圖象中,圖象斜率的大小反映拉力的大小,0～x1過(guò)程中,斜率變大,所以拉力一定變大,A錯(cuò);x1～x2過(guò)程的圖象為直線,拉力F不變,物體可能在做勻加速或勻減速直線運(yùn)動(dòng),B對(duì),C錯(cuò);如果全過(guò)程都有mg>F,則物體的動(dòng)能不斷增大,故D項(xiàng)也正確.答案

BD解析選取物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)為重力零勢(shì)能點(diǎn),335.如圖8所示,一輕彈簧的左端固定,

右端與一小球相連,小球處于光滑水平面上.現(xiàn)對(duì)小球施加一個(gè)方向水平向右的恒力F,使小球從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),則小球在向右運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中()A.小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

B.小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能逐漸增大

C.小球的動(dòng)能逐漸增大

D.小球的動(dòng)能先增大然后減小圖85.如圖8所示,一輕彈簧的左端固定,圖834解析

小球在向右運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中,力F做正功,由功能原理知小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能逐漸增大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確;彈力一直增大,當(dāng)彈力等于F時(shí),小球的速度最大,動(dòng)能最大,當(dāng)彈力大于F時(shí),小球開(kāi)始減速運(yùn)動(dòng),速度減小,動(dòng)能減小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確.答案

BD解析小球在向右運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中,力F做正功,356.如圖9所示,光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的半圓形導(dǎo)軌在B點(diǎn)相切,半圓形導(dǎo)軌的半徑為R.一個(gè)質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮至A點(diǎn)后由靜止釋放,在彈力作用下物體獲得某一向右的速度后脫離彈簧,當(dāng)它經(jīng)過(guò)B點(diǎn)進(jìn)入導(dǎo)軌的瞬間對(duì)軌道的壓力為其重力的8倍,之后向上運(yùn)動(dòng)恰能到達(dá)最高點(diǎn)C.(不計(jì)空氣阻力)試求:(1)物體在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能.(2)物體從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)的過(guò)程中克服阻力所做的功.圖96.如圖9所示,光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的半圓形導(dǎo)軌圖936解析

(1)設(shè)物體在B點(diǎn)速度為vB,彈力為FNB,則有又FNB=8mg所以由能量轉(zhuǎn)化與守恒可知:彈性勢(shì)能(2)設(shè)物體在C點(diǎn)速度為vC,由題意可知:物體由B運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中,克服阻力所做的功為W,由能量守恒得解得W=mgR答案

(1)(2)mgR解析(1)設(shè)物體在B點(diǎn)速度為vB,彈力為FNB,則有377.如圖10所示,有一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m=1kg的小物塊,從光滑平臺(tái)上的A點(diǎn)以v0=2m/s的初速度水平拋出,到達(dá)C點(diǎn)時(shí),恰好沿C點(diǎn)的切線方向進(jìn)入固定在水平地面上的光滑圓弧軌道,最后小物塊滑上緊靠軌道末端D點(diǎn)的質(zhì)量為M=3kg的長(zhǎng)木板.已知木板上表面與圓弧軌道末端切線相平,木板下表面與水平地面之間光滑,小物塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.3,

圓弧軌道的半徑為R=0.4m,C點(diǎn)和圓弧的圓心連線與豎直方向的夾角θ=60°,不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2.

求:7.如圖10所示,有一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m=1kg的小38(1)小物塊剛要到達(dá)圓弧軌道末端D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力.(2)要使小物塊不滑出長(zhǎng)木板,木板的長(zhǎng)度L至少多大?解析

(1)小物塊在C點(diǎn)時(shí)的速度為小物塊由C到D的過(guò)程中,由動(dòng)能定理得圖10圖1039代入數(shù)據(jù)解得小球在D點(diǎn)時(shí)由牛頓第二定律得代入數(shù)據(jù)解得FN=60N由牛頓第三定律得FN′=FN=60N方向豎直向下(2)設(shè)小物塊剛滑到長(zhǎng)木板左端時(shí)達(dá)到共同速度,大小為v,小物塊在木板上滑行的過(guò)程中,小物塊與長(zhǎng)木板的加速度大小分別為代入數(shù)據(jù)解得40速度分別為v1=vD-a1tv2=a2t對(duì)物塊和木板系統(tǒng),由能量守恒定律得解得L=2.5m,即木板的長(zhǎng)度至少是2.5m答案

(1)60N,方向豎直向下(2)2.5m速度分別為v1=vD-a1t41反思總結(jié)返回反思總結(jié)返回42第4課時(shí)功能關(guān)系能量守恒定律考點(diǎn)自清一、功能關(guān)系1.內(nèi)容

(1)功是

的量度,即做了多少功就有

發(fā)生了轉(zhuǎn)化.(2)做功的過(guò)程一定伴隨著

,而且

必通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn).能量轉(zhuǎn)化多少能量能量的轉(zhuǎn)化能量的轉(zhuǎn)化第4課時(shí)功能關(guān)系能量守恒定律能量轉(zhuǎn)化多少能量能量432.功與對(duì)應(yīng)能量的變化關(guān)系名師點(diǎn)撥每一種形式的能量的變化均對(duì)應(yīng)一定力的功.合外力的功(所有外力的功)動(dòng)能變化重力做的功

變化彈簧彈力做的功

變化外力(除重力、彈力)做的功

變化一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做的總功

變化電場(chǎng)力做的功

變化分子力做的功

變化重力勢(shì)能彈性勢(shì)能機(jī)械能內(nèi)能電勢(shì)能分子勢(shì)能2.功與對(duì)應(yīng)能量的變化關(guān)系合外力的功(所有外力的功)動(dòng)能變44二、能量守恒定律1.內(nèi)容:能量既不會(huì)消滅,也

.它只會(huì)從一種形式

為其他形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中,能量的總量

.2.表達(dá)式:ΔE減=

.名師點(diǎn)撥

ΔE增為末狀態(tài)的能量減去初狀態(tài)的能量,而ΔE減為初狀態(tài)的能量減去末狀態(tài)的能量.不會(huì)創(chuàng)生轉(zhuǎn)化保持不變?chǔ)增二、能量守恒定律不會(huì)創(chuàng)生轉(zhuǎn)化保持不變?chǔ)增45熱點(diǎn)聚焦熱點(diǎn)一幾種常見(jiàn)的功能關(guān)系1.合外力所做的功等于物體動(dòng)能的增量,表達(dá)式:

W合=Ek2-Ek1,即動(dòng)能定理.2.重力做正功,重力勢(shì)能減少;重力做負(fù)功,重力勢(shì)能增加.由于“增量”是終態(tài)量減去始態(tài)量,所以重力的功等于重力勢(shì)能增量的負(fù)值,表達(dá)式:

WG=-ΔEp=Ep1-Ep2.3.彈簧的彈力做的功等于彈性勢(shì)能增量的負(fù)值,表達(dá)式:WF=-ΔEp=Ep1-Ep2.彈力做多少正功,彈性勢(shì)能減少多少;彈力做多少負(fù)功,彈性勢(shì)能增加多少.熱點(diǎn)聚焦464.除系統(tǒng)內(nèi)的重力和彈簧的彈力外,其他力做的總功等于系統(tǒng)機(jī)械能的增量,表達(dá)式:W其他=ΔE.(1)除重力或彈簧的彈力以外的其他力做多少正功,物體的機(jī)械能就增加多少.(2)除重力或彈簧的彈力以外的其他力做多少負(fù)功,物體的機(jī)械能就減少多少.(3)除重力或彈簧的彈力以外的其他力不做功,

物體的機(jī)械能守恒.4.除系統(tǒng)內(nèi)的重力和彈簧的彈力外,其他力做的總47特別提示1.在應(yīng)用功能關(guān)系解決具體問(wèn)題的過(guò)程中,若只涉及動(dòng)能的變化用“1”,如果只涉及重力勢(shì)能的變化用“2”,如果只涉及機(jī)械能變化用“4”,只涉及彈性勢(shì)能的變化用“3”.2.在應(yīng)用功能關(guān)系時(shí),應(yīng)首先弄清研究對(duì)象,明確力對(duì)“誰(shuí)”做功,就要對(duì)應(yīng)“誰(shuí)”的位移,從而引起“誰(shuí)”的能量變化.在應(yīng)用能量的轉(zhuǎn)化和守恒時(shí),一定要明確存在哪些能量形式,哪種是增加的,哪種是減少的,然后再列式求解.特別提示48熱點(diǎn)二對(duì)能量守恒定律的理解和應(yīng)用1.對(duì)定律的理解

(1)某種形式的能減少,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.

這也是我們列能量守恒定律方程式的兩條基本思路.2.應(yīng)用定律解題的步驟

(1)分清有多少形式的能［如動(dòng)能、勢(shì)能(包括重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、電勢(shì)能)、內(nèi)能等］在變化.熱點(diǎn)二對(duì)能量守恒定律的理解和應(yīng)用49(2)明確哪種形式的能量增加,哪種形式的能量減少,并且列出減少的能量ΔE減和增加的能量ΔE增的表達(dá)式.(3)列出能量守恒關(guān)系式:ΔE減=ΔE增.特別提示1.應(yīng)用能量守恒定律解決有關(guān)問(wèn)題,關(guān)鍵是準(zhǔn)確分析有多少種形式的能量在變化,求出減少的總能量ΔE減和增加的總能量ΔE增,然后再依據(jù)能量守恒定律列式求解.2.高考考查該類問(wèn)題,常綜合平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)以及電磁學(xué)知識(shí)考查判斷、推理及綜合分析能力.(2)明確哪種形式的能量增加,哪種形式的能量減50熱點(diǎn)三摩擦力做功的特點(diǎn)靜摩擦力滑動(dòng)摩擦力不同點(diǎn)能量的轉(zhuǎn)化方面在靜摩擦力做功的過(guò)程中,只有機(jī)械能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體(靜摩擦力起著傳遞機(jī)械能的作用)而沒(méi)有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量1.相互摩擦的物體通過(guò)摩擦力做功,將部分機(jī)械能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體2.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)械能的損失量類別比較熱點(diǎn)三摩擦力做功的特點(diǎn)靜摩擦力51不同點(diǎn)一對(duì)摩擦力做功方面一對(duì)靜摩擦力所做功的代數(shù)總和等于零一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體系統(tǒng)所做的總功,等于摩擦力與相對(duì)路程的乘積,即Wf=-Ff·l相表示物體克服摩擦力做功,系統(tǒng)損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能相同點(diǎn)正負(fù)功、不做功方面兩種摩擦力都可以對(duì)物體做正功、負(fù)功,還可以不做功不一對(duì)摩一對(duì)靜摩擦一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力相正負(fù)功、兩種摩擦52特別提示一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力做功所產(chǎn)生的熱量Q=Ff·l相對(duì),其中l(wèi)相對(duì)是物體間相對(duì)路徑長(zhǎng)度.如果兩物體同向運(yùn)動(dòng),l相對(duì)為兩物體對(duì)地位移大小之差;如果兩物體反向運(yùn)動(dòng),l相對(duì)為兩物體對(duì)地位移大小之和;如果一個(gè)物體相對(duì)另一物體做往復(fù)運(yùn)動(dòng),則l相對(duì)為兩物體相對(duì)滑行路徑的總長(zhǎng)度.特別提示53題型1功和能的相應(yīng)關(guān)系的理解已知貨物的質(zhì)量為m,在某段時(shí)間內(nèi)起重機(jī)將貨物以a的加速度加速升高h(yuǎn),則在這段時(shí)間內(nèi)敘述正確的是(重力加速度為g)()A.貨物的動(dòng)能一定增加mah-mghB.貨物的機(jī)械能一定增加mahC.貨物的重力勢(shì)能一定增加mahD.貨物的機(jī)械能一定增加mah+mgh題型探究題型1功和能的相應(yīng)關(guān)系的理解題型探究54解析

準(zhǔn)確把握功和對(duì)應(yīng)能量變化之間的關(guān)系是解答此類問(wèn)題的關(guān)鍵,具體分析如下:動(dòng)能定理,貨物動(dòng)能的增加量等于貨物合外力做的功mah,A錯(cuò)誤;功能關(guān)系,貨物機(jī)械能的增量等于除重力以外的力做的功而不等于合外力做的功,B錯(cuò)誤;功能關(guān)系,重力勢(shì)能的增量對(duì)應(yīng)貨物重力做的負(fù)功大小mgh,C錯(cuò)誤;功能關(guān)系,貨物機(jī)械能的增量為起重機(jī)拉力做的功m(g+a)h,D正確.答案

D

解析準(zhǔn)確把握功和對(duì)應(yīng)能量變化之間的關(guān)系是55規(guī)律總結(jié)力學(xué)范圍內(nèi),應(yīng)牢固掌握以下三條功能關(guān)系:(1)重力的功等于重力勢(shì)能的變化,彈力的功等于彈性勢(shì)能的變化.(2)合外力的功等于動(dòng)能的變化.(3)除重力、彈力外,其他力的功等于機(jī)械能的變化.運(yùn)用功能關(guān)系解題時(shí),應(yīng)弄清楚重力做什么功,合外力做什么功,除重力、彈力外的力做什么功,從而判斷重力勢(shì)能或彈性勢(shì)能、動(dòng)能、機(jī)械能的變化.規(guī)律總結(jié)力學(xué)范圍內(nèi),應(yīng)牢固掌握以下三條功能56變式練習(xí)1如圖1所示滑塊靜止于光滑水平面上,與之相連的輕質(zhì)彈簧處于自然伸直狀態(tài).現(xiàn)用恒定的水平外力F作用于彈簧右端,在向右移動(dòng)一段距離的過(guò)程中,拉力F做了10J的功.上述過(guò)程中 ()A.彈簧的彈性勢(shì)能增加了10JB.滑塊的動(dòng)能增加了10JC.滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能增加了10JD.滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒解析拉力F做功既增加了彈性勢(shì)能,還增加了滑塊的動(dòng)能,A、B錯(cuò)誤;系統(tǒng)增加的機(jī)械能等于力F做的功,C對(duì),D錯(cuò).圖1C變式練習(xí)1如圖1所示滑塊靜止于圖1C57題型2能量守恒定律的應(yīng)用如圖2所示,A、B、C質(zhì)量分別為mA=0.7kg,mB=0.2kg,mC=0.1kg,

B為套在細(xì)繩上的圓環(huán),A與水平桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,另一圓環(huán)D固定在桌邊,離地面高h(yuǎn)2=0.3m,當(dāng)B、C從靜止下降h1=0.3m,C穿環(huán)而過(guò),B被D擋住,不計(jì)繩子質(zhì)量和滑輪的摩擦,取g=10m/s2,若開(kāi)始時(shí)A

離桌邊足夠遠(yuǎn).試求:(1)物體C穿環(huán)瞬間的速度.(2)物體C能否到達(dá)地面?如果能到達(dá)地面,其速度多大?圖2題型2能量守恒定律的應(yīng)用圖258思維導(dǎo)圖解析

(1)由能量守恒定律得(mB+mC)gh1=(mA+mB+mC)v12+μmAg·h1可求得:(2)設(shè)物體C到達(dá)地面的速度為v2,由能量守恒定律得可求出故物體C能到達(dá)地面,到地面的速度為答案(2)物體C能到達(dá)地面,速度為思維導(dǎo)圖答案(2)物體C能到達(dá)地面,速度為59拓展探究物體A在水平桌面上滑行的最大距離是多少?解析

當(dāng)C落地后,物體A繼續(xù)前進(jìn)的距離為x3,由動(dòng)能定理得:可得:x3=0.165m,所以物體A滑行的總距離為x=h1+h2+h3=0.765m.答案

0.765m

運(yùn)用能的轉(zhuǎn)化與守恒定律解題時(shí),應(yīng)首先弄清楚各種能量間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,這種轉(zhuǎn)化是靠做功實(shí)現(xiàn)的.因此,物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各個(gè)力的功是解題的關(guān)鍵.抓住能量轉(zhuǎn)化和各個(gè)力的功是解決這種問(wèn)題的基礎(chǔ).方法提煉拓展探究物體A在水平桌面上滑行的最大距離是方法提煉60變式練練2

如圖3所示,傾角為30°的光滑斜面的下端有一水平傳送帶,傳送帶正以6m/s的速度運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)方向如圖所示.一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體(物體可以視為質(zhì)點(diǎn)),從h=3.2m高處由靜止沿斜面下滑,物體經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí),不管是從斜面到傳送帶還是從傳送帶到斜面,都不計(jì)其動(dòng)能損失.物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,物體向左最多能滑到傳送帶左右兩端AB的中點(diǎn)處,重力加速度g=10m/s2,則:圖3變式練練2如圖3所示,傾角為30°的光滑斜面的圖361(1)物體由靜止沿斜面下滑到斜面末端需要多長(zhǎng)時(shí)間?(2)傳送帶左右兩端AB間的距離l至少為多少?(3)上述過(guò)程中物體與傳送帶組成的系統(tǒng)產(chǎn)生的摩擦熱為多少?(4)物體隨傳送帶向右運(yùn)動(dòng),最后沿斜面上滑的最大高度h′為多少?解析

(1)可得t=1.6s.(2)由能的轉(zhuǎn)化和守恒得:(1)物體由靜止沿斜面下滑到斜面末端需要多長(zhǎng)時(shí)間?62(3)此過(guò)程中,物體與傳送帶間的相對(duì)位移x相=+v帶·t1,又,而摩擦熱Q=μmg·x相,以上三式可聯(lián)立得Q=160J.(4)物體隨傳送帶向右勻加速,當(dāng)速度為v帶=6m/s時(shí)向右的位移為x,則μmgx=mv帶2,即物體在到達(dá)A點(diǎn)前速度與傳送帶相等,最后以v帶=6m/s的速度沖上斜面,由mv帶2=mgh′,得h′=1.8m.答案

(1)1.6s(2)12.8m(3)160J(4)1.8m(3)此過(guò)程中,物體與傳送帶間的相對(duì)位移63題型3功能關(guān)系在傳送帶類問(wèn)題中的應(yīng)用飛機(jī)場(chǎng)上運(yùn)送行李的裝置為一水平放置的環(huán)形傳送帶,傳送帶的總質(zhì)量為M,其俯視圖如圖4所示.

現(xiàn)開(kāi)啟電動(dòng)機(jī),傳送帶達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行的速度v后,將行李依次輕輕放到傳送帶上.若有

n件質(zhì)量均為m的行李需通過(guò)傳送帶運(yùn)送給旅客.

假設(shè)在轉(zhuǎn)彎處行李與傳送帶無(wú)相對(duì)滑動(dòng),忽略皮帶輪、電動(dòng)機(jī)損失的能量.求從電動(dòng)機(jī)開(kāi)啟,到運(yùn)送完行李需要消耗的電能為多少?圖4題型3功能關(guān)系在傳送帶類問(wèn)題中的應(yīng)用圖464解析

設(shè)行李與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,則傳送帶與行李間由于摩擦產(chǎn)生的總熱量Q=nμmgΔl ①由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得: ②又v=μgt ③聯(lián)立解得: ④由能量守恒得: ⑤所以 ⑥答案

解析設(shè)行李與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,則傳65本題共8分.其中②③④⑤式各1分,①⑥式各2分.摩擦力做功與產(chǎn)生內(nèi)能的關(guān)系:(1)靜摩擦力做功的過(guò)程中,只有機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)移(靜摩擦力起著傳遞機(jī)械能的作用),而沒(méi)有內(nèi)能的產(chǎn)生.(2)滑動(dòng)摩擦力做功的過(guò)程中,能量的轉(zhuǎn)化有兩個(gè)方向,一是相互摩擦的物體之間機(jī)械能的轉(zhuǎn)移;二是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量值等于機(jī)械能的減少量,表達(dá)式為Q=F滑·l相對(duì).【評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)】【名師導(dǎo)析】本題共8分.其中②③④⑤式各1分,【66自我批閱(16分)如圖5所示,質(zhì)量為m的滑塊,放在光滑的水平平臺(tái)上,平臺(tái)右端B與水平傳送帶相接,傳送帶的運(yùn)行速度為v0,長(zhǎng)為L(zhǎng).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)為μ.(1)試分析滑塊在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)情況.圖5自我批閱圖567(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,求滑塊在傳送帶上滑行的整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量.解析

(1)若滑塊沖上傳送帶時(shí)的速度小于帶速,則滑塊在帶上由于受到向右的滑動(dòng)摩擦力而做勻加速運(yùn)動(dòng);若滑塊沖上傳送帶時(shí)的速度大于帶速,則滑塊由于受到向左的滑動(dòng)摩擦力而做勻減速運(yùn)動(dòng).(4分)(2)設(shè)滑塊沖上傳送帶時(shí)的速度為v,在彈簧彈開(kāi)過(guò)程中由機(jī)械能守恒 (2分)(2)若滑塊離開(kāi)彈簧時(shí)的速度大于傳送帶的速度,68設(shè)滑塊在傳送帶上做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a由牛頓第二定律:μmg=ma (2分)由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v2-v02=2aL (1分)解得 (1分)(3)設(shè)滑塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,則t時(shí)間內(nèi)傳送帶的位移l=v0t (1分)v0=v-at (1分)滑塊相對(duì)傳送帶滑動(dòng)的位移Δl=L-l (1分)相對(duì)滑動(dòng)生成的熱量Q=μmg·Δl (2分)解得Q=μmgL-mv0 (1分)答案

(1)見(jiàn)解析(2)(3)μmgL-mv0設(shè)滑塊在傳送帶上做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a69素能提升1.物體只在重力和一個(gè)不為零的向上的拉力作用下,

分別做了勻速上升、加速上升和減速上升三種運(yùn)動(dòng).在這三種情況下物體機(jī)械能的變化情況是()A.勻速上升機(jī)械能不變,加速上升機(jī)械能增加,減速上升機(jī)械能減小

B.勻速上升和加速上升機(jī)械能增加,減速上升機(jī)械能減小

C.由于該拉力與重力大小的關(guān)系不明確,所以不能確定物體機(jī)械能的變化情況

D.三種情況中,物體的機(jī)械能均增加

解析

在三種情況下,外力均對(duì)物體做了正功,所以物體的機(jī)械能均增加,故D正確.D素能提升D702.從地面豎直上拋一個(gè)質(zhì)量為m的小球,小球上升的最大高度為H.設(shè)上升過(guò)程中空氣阻力F阻恒定.則對(duì)于小球的整個(gè)上升過(guò)程,下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A.小球動(dòng)能減少了mgHB.小球機(jī)械能減少了F阻HC.小球重力勢(shì)能增加了mgHD.小球的加速度大于重力加速度g

解析

小球上升過(guò)程受重力G和空氣阻力F阻,合力的功為W合=-(mg+F阻)H,因此小球動(dòng)能減少(mg

+F阻)H,A錯(cuò);因空氣阻力做功為F阻H,B對(duì);重力做功為WG=-mgH,C對(duì);小球受合力為F合=mg+F阻

=ma,a>g,D對(duì).A2.從地面豎直上拋一個(gè)質(zhì)量為m的小球,小球上升的最A(yù)713.如圖6所示,細(xì)繩的一端繞過(guò)定滑輪與木箱相連,現(xiàn)以大小恒定的力F拉動(dòng)細(xì)繩,將靜置于A點(diǎn)的木箱經(jīng)B點(diǎn)拉到C點(diǎn)(AB=BC),地面平直且與木箱的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相等.設(shè)從A到

B和從B到C的過(guò)程中,F做功分別為W1、W2,克服摩擦力做功分別為Q1、Q2,木箱經(jīng)過(guò)B、C時(shí)的動(dòng)能和F的功率分別為EkB、EkC和PB、PC,則下列關(guān)系一定成立的有()A.W1>W2 B.Q1>Q2C.EkB>EkC D.PB>PC圖63.如圖6所示,細(xì)繩的一端繞過(guò)定滑圖672解析

從A到B的過(guò)程中細(xì)繩滑出滑輪右邊的長(zhǎng)度大于從B到C過(guò)程中細(xì)繩滑出滑輪右邊的長(zhǎng)度,由功的計(jì)算式W=Fx可知,A選項(xiàng)正確.滑動(dòng)摩擦力Ff=μ(mg-Fsinα),其中α為繩與水平方向的夾角,隨著木箱向右運(yùn)動(dòng),α變大,Ff變小,由Q=Ffx′得Q1>Q2.由動(dòng)能定理可知,EkB=W1-Q1,EkC=W1+W2-Q1-Q2,則木箱經(jīng)B、C兩點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能EkB、EkC大小關(guān)系無(wú)法判斷.由于功率P=Fvcosα,則B、C兩點(diǎn)的功率大小關(guān)系也無(wú)法判斷.答案

AB解析從A到B的過(guò)程中細(xì)繩滑出滑輪右邊的長(zhǎng)度734.一物體懸掛在細(xì)繩下端,由靜止開(kāi)始沿豎直方向向下運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,物體的機(jī)械能與位移的關(guān)系圖象如圖7所示,其中0～x1過(guò)程的圖象為曲線,x1～x2過(guò)程的圖象為直線,根據(jù)該圖象,下列說(shuō)法正確的是()A.0～x1