知識(shí)講解功能關(guān)系和的轉(zhuǎn)化與守恒定律提高

物理總復(fù)習(xí)：功能關(guān)系和能的轉(zhuǎn)化與守恒定編稿：審稿合外力做功等于物體動(dòng)能的增加量（動(dòng)能定理，即W合=Ek重力做功對(duì)應(yīng)重力勢(shì)能的改變，WGEpEp1Ep電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系，WAB分別列出減少的能量E和增加的能量E列恒等式E減=E增；多少與路徑有關(guān)，其值是負(fù)值，等于摩擦力與相對(duì)位移的積，即Qfx

E損=Qfx（摩擦生熱d，小車(chē)相對(duì)于地s，則滑動(dòng)摩擦力對(duì)木塊做的功為W木f(ds

Ek木f(ds)滑動(dòng)摩擦力對(duì)小車(chē)做的功為W車(chē)fs同理，小車(chē)動(dòng)能增量為Ek車(chē)fs

Ek木Ek車(chē) 例1、如圖，質(zhì)量為M、長(zhǎng)度為l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)在一水平恒力F作用在小物塊上，使物塊從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，物塊和小車(chē)之間的摩擦力為f。經(jīng)過(guò)時(shí)間t，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的位移為s，物塊剛好滑到小 A．此時(shí)物塊的動(dòng)能為(F－f)(s+l)Bf(s+l)Dfl,【答案】AFf的作用，在時(shí)間t移是(sl(Ff)(sl)1mv2因此物塊動(dòng)能是(Ff)(sl。2f乘以小車(chē)的位移sWf車(chē)，B做功fl（摩擦力乘以相對(duì)位移，所以物塊和小車(chē)增加的機(jī)械能EF(slfl，Cf(slfs，差值即為摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能Qf(slfsfl，DAD 以速度v0沿平射入木塊，并最終留在木塊中與木塊一起以速度v運(yùn)動(dòng)。已知當(dāng)相對(duì)木塊靜止時(shí)，木塊前進(jìn)距離L， 進(jìn)入木塊的深度為s。若木塊對(duì)的阻力為f，則下面關(guān)系中正確fLfL12fs12fs1mv21(M202 f(Ls)1mv21202【答案】【解析】以木塊為研究對(duì)象，木塊的位移為L(zhǎng),fL1Mv2 2等于木塊動(dòng)能的變化，A對(duì) 相對(duì)于地面的位移為L(zhǎng)s，以為研究對(duì)象f(Ls)1mv21mv2，阻力 D

fs1mv21(Mm)v2，這是阻力乘 是系統(tǒng)機(jī)械能的減少量，即轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的數(shù)值，B錯(cuò)C4體 A．重力勢(shì)能增加了3 B．克服摩擦力做功1 C．動(dòng)能損失了3 【答案】12【解析】重力勢(shì)能增加了mgh，A12由第二定律，mgsin

mgcos

求得克服摩擦力做功

mgcos

1mgh，B錯(cuò)。D對(duì)。摩擦力（阻力）2機(jī)械能就損失了多少，D

mgh1mgh3 CCD，【變式】如圖，質(zhì)量m=60kg的高山滑雪運(yùn)動(dòng)員，從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿滑道滑下，從B點(diǎn)水平飛出后又落在與水平面成傾角=370的斜坡上C點(diǎn)已知AB兩點(diǎn)間的高度差為h=25m，B、C兩點(diǎn)間的距離為S=75m，(g取10m/s2 B點(diǎn)飛出時(shí)的速度vB運(yùn)動(dòng)員從AB【答案】

vB20m/

WfScos

Ssin

1gt2

解得

20m/(2)AB機(jī)械能不守恒，根據(jù)動(dòng)能定理,重力做正功，阻力做負(fù)功Wmgh

1 所以Wmgh1mv2 或根據(jù)能量守恒定律：克服阻力做的功等于機(jī)械能的減少量（初態(tài)的機(jī)械能mgh1mv2 【課堂：功能關(guān)系和能的轉(zhuǎn)化和守恒定律例23、100JP點(diǎn)時(shí)，它60J45J，可以推測(cè)如果物體從斜面返回底端出發(fā)點(diǎn)，末動(dòng)能為（） PP【答案】15J40Jx的機(jī)械能。列出比例式60

x25J25J60J15J；40JxJ機(jī)械能?！咀兪健繉⑽矬w以60J的初動(dòng)能豎直向上拋出，當(dāng)它上升到某點(diǎn)P時(shí)，動(dòng)能減為10J，機(jī)械能損失10J，若空氣阻力大小不變，則物體落回到拋出點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為( 【答案】50JxJ50

x機(jī)械能，所以剩下的動(dòng)能為60J24J36JA?！菊n堂：功能關(guān)系和能的轉(zhuǎn)化和守恒定律例3件被傳送到高h(yuǎn)=2m的平臺(tái)上。則在傳送過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)能是 3電能 32··

mhmh·【答案】mgmgsin30

mgcos

a2.5m/

vx12av

x1at

（或vat

t

x2vt

xx2x1

Wfmgcos30xW1mv2mgh

WWfWv=2.0m/s勻速運(yùn)行，A端上方靠B端，在運(yùn)送煤的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A100WC6.0×103J【答案】【解析】每秒鐘煤的質(zhì)量為50kgE1mv215022J100J, Qfx相=mg2a2

（都是每秒鐘增加的能量）所以電動(dòng)機(jī)應(yīng)增加的功率為m20J15022

CDBC 5、“翻滾過(guò)山車(chē)”的物理原理可以用如圖所示裝置演示。光滑斜槽軌道AD與半徑R0.1m的豎直圓軌道（O）相連，ADOD點(diǎn)，BDOB37m0.1kg的小球從距DL=1.3m沖上光滑的圓形軌道（sin

0.8g10ms2。求：（1）試分析小球能否通過(guò)豎直圓軌道的最高點(diǎn)C【思路點(diǎn)撥】物理過(guò)程分析：A到D勻加速運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用第二定律求出加速度；A到BC，與臨界速度比較即可知。（1）a6m

17vC

【解析】分析小球在斜槽軌道上和在B點(diǎn)的受力情況，運(yùn)用第二定律求解。通過(guò)分析CC點(diǎn)。

故agsin376m小球由A至B，機(jī)械能守恒，則mg(Lsin )1 )hDBR(1cos)N又小球在B點(diǎn)，由第二定律得：NB

vmgmvRNNB

小球要過(guò)最高點(diǎn)，需要的最小速度為vmgm 即v0 又小球從AC

R(1cos37)1 解之vC

DBhDBR(1cos37)（2）C的條件是v

gRμ.乙g.若乙的速度為v0，求工件在乙上側(cè)向(垂直于乙的運(yùn)動(dòng)方向)滑過(guò)的距離若乙的速度為2v0，求工件在乙上剛停止側(cè)向滑動(dòng)時(shí)的速度大小2v0不變，當(dāng)工件在乙上剛停止滑動(dòng)時(shí)，下一只工件恰好傳到乙上，如m，除工件與傳送帶之間的摩擦外，其他能量損耗均不計(jì)，

2 22

(2) (3)4050(1)45°ax＝μgcos45°。s s 2ay

且由題意知tan ，vyvy

vx vxax＝μgcosθ，ay＝μgsin在側(cè)向上－2axx＝0－v022ayy＝(2v0)2－0，工件滑動(dòng)時(shí)間t2v0x2x2(y1

W1m(2v)21mv2 4由PW，解得P4 例6（2016新課標(biāo)Ⅱ卷）輕質(zhì)彈簧原長(zhǎng)為2l，將彈簧豎直放置在地面上，在其頂端5ml，現(xiàn)將該彈簧水AP接觸但不連接．AB5l的水平軌道，BlBCDBDPAB0.5Pl，然后放開(kāi)，P開(kāi)始沿軌g．PmPBABB【答案】

22 (2)5m≤m≤5 【解析（1）地面EP重轉(zhuǎn)化為EP彈E機(jī)守EP重EP5mglEPABEPEKB即5mgl1mv2mg4lv BDmg2l1mv21mv2v

gy2l1gt2tg2xvDt2∴B點(diǎn)速度vB ，落點(diǎn)與B點(diǎn)距離為2（2）假設(shè)物塊質(zhì)量為AB

Q5mgl1m'v'2m'g v25mgl m若要滑上圓弧，則v'0，即v'20，解得m5 CEpQ'5mglm'g4lm'm53Cm'535mm5m 【變式】某地強(qiáng)風(fēng)的風(fēng)速v=20m／s,設(shè)空氣密度=1.3kg／m3，如果把通過(guò)橫截面積為S=20m2的風(fēng)的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為電能，則利用上述已知量計(jì)算電功率的應(yīng)為 ．大小約為W．(取一位有效數(shù)字)1sv32為為mV

動(dòng)

1mv21 功率P1Sv3。P1Sv3 例7、在檢測(cè)某電動(dòng)車(chē)性能的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量為8102kg的電動(dòng)車(chē)由靜止開(kāi)始沿平直公vF1圖象（AB、BO均為直線。假設(shè)電動(dòng)車(chē)行駛中阻力恒定,v（1）（2）電動(dòng)車(chē)的由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間，速度達(dá)到2msCC（1）P6000W（2）tABB點(diǎn)達(dá)到額定功率，BC