功和能能量守恒定律.doc

廣安二中高中2007級總復習教案機械能4 功和能的關系 能量守恒定律一、功和能的關系功是能量轉化的量度，做功的多少一定與能的轉化的量相對應常用的幾種功能關系：物體的合外力做功量度其動能的改變，即：物體的重力做功量度其重力勢能的改變重力做正功，重力勢能減少；重力做負功，重力勢能增加：即彈力做功與彈性勢能的變化關系類似物體的重力和彈力之外的力做功，量度其機械能的改變，即二、摩擦力做功的特點靜摩擦力做功的特點靜摩擦力可以做正功，也可以做負功，還可以不做功在靜摩擦力做功的過程中，只有機械能的相互轉移(靜摩擦力起著傳遞機械能的作用)，而沒有機械能轉化為其他形式的能相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi)，一對靜摩擦力所做功的和總是等于零滑動摩擦力做功的特點如圖所示，表面粗糙的小車，放在光滑的水平地面上，具有一定速度的小木塊由小車左端滑上小車，當木塊與小車相對靜止時木塊相對小車的位移為d，小車相對于地面的位移為s，則滑動摩擦力對木塊的功為由動能定理得木塊的動能增量為動摩擦力對小車做的功為同理，小車動能增量為表明木塊和小車的系統(tǒng)機械能減少量等于滑動摩擦力與木塊相對于小車的位移的乘積，這部分能量轉化為內(nèi)能，即綜上所述，滑動摩擦力做功有以下特點：滑動摩擦力可能對物體做正功，也可以對物體做負功，還可以不做功，一對滑動摩擦力做功的過程中，能量的轉化有兩種情況：一是相互摩擦的物體之間機械能的轉移，二是機械能轉化為內(nèi)能，轉化為內(nèi)能的量值等于滑動摩擦力與相對位移的乘積相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi)，一對滑動摩擦力所做的功總是負值，其絕對值恰等于滑動摩擦力與相對位移的乘積，即恰等于系統(tǒng)損失的機械能三、能量守恒定律能量既不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，它只能從一種形式的能轉化為另一種形式的能，或者從一物體轉移到另一物體，這就是能量守恒定律能量守恒定律應從下面兩方面去理解：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；某個物體的能量減少，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列能量守恒定律方程式的兩條基本思路四、用能量守恒定律解題的步驟：分清有多少種形式的能(如動能、勢能、電能等)在變化；分別列出減少的能量和增加的能量的表示式；列出恒等式例：一小滑塊放在如右圖所示的凹形斜面上，用力F沿斜面向下拉小滑塊，小滑塊沿斜面運動了一段距離若已知在這過程中，拉力F所做的功的大小(絕對值)為A，斜面對滑塊的作用力所做的功的大小為B，重力做功的大小為C，空氣阻力做功的大小為D當用這些量表達時，小滑塊的動能的改變(指末態(tài)動能減去初態(tài)動能)等于；滑塊的重力勢能的改變等于；滑塊機械能(指動能與重力勢能之和)的改變等于例：一質(zhì)量均勻不可伸長的繩索，重為G，A、B兩端固定在天花板上，如右圖所示現(xiàn)在最低點C施加一豎直向下的力將繩拉至D點，在此過程中，繩AB的重心位置()A逐漸升高 B逐漸降低C先降低后升高 D始終不變例：質(zhì)量為m的木塊放在光滑水平面上，用一輕彈簧連著木塊，如圖所示，人用恒力F水平推彈簧，使木塊向前移動獲得速度v，則此過程中力F所做的功W()AW BWCW D無法判斷例：質(zhì)量為m的物體，在距離地面h高處以的加速度由靜止豎直下落到地面，下列說法中正確的是()A物體的重力勢能減少 B物體的機械能減少C物體的動能增加 D重力做功例：一塊質(zhì)量為m的木塊放在地面上，用一根彈簧連著木塊，如右圖所示，用恒力F拉彈簧，使木塊離開地面，如果力F的作用點向上移動的距離為h，則()A木塊的重力勢能增加了mghB木塊的機械能增加了FhC拉力所做的功為FhD木塊的動能增加了Fh例：如圖所示，A物體放在B物體的左側，用水平恒力F將A拉至B的右端，第一次B固定在地面上，F(xiàn)做功為W1，產(chǎn)生熱量Q1，第二次讓B在光滑地面上自由滑動，F(xiàn)做功為W2，產(chǎn)生熱量為Q2，則應有()AW1 W2，Q1Q2 BW1W2，Q1Q2CW1 W2，Q1 Q2 DW1W2，Q1 Q2例：一物塊由靜止開始從粗糙斜面上的某點加速下滑到另一點，在此過程中重力對物塊做的功等于()A物塊動能的增加量B物塊重力勢能的減少量與物塊克服摩擦力做的功之和C物塊重力勢能的減少量和物塊動能的增加量以及物塊克服摩擦力做的功之和D物塊動能的增加量與物塊克服摩擦力做的功之和例：如圖所示，質(zhì)量為M的木塊放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的子彈以速度v0沿水平方向射中木塊，并最終留在木塊中與木塊一起以速度v運動已知當子彈相對木塊靜止時，木塊前進距離L，子彈進入木塊的深度為s，若木塊對子彈的阻力F視為恒定，則下列關系式中正確的是 ()A BC D例：滑塊以速率v1靠慣性沿固定斜面由底端向上運動，當它回到出發(fā)點時速度變?yōu)関2，且v2v1，若滑塊向上運動的位移中點為A，取斜面底端重力勢能為零，則()A上升時機械能減小，下降時機械能增大B上升時機械能減小，下降時機械能也減小C上升過程中動能和勢能相等的位置在A點上方D上升過程中動能和勢能相等的位置在A點下方例10：一個小物塊從斜面底端沖上足夠長的斜面后又返回到斜面底端已知小物塊的初動能為E，它返回到斜面底端的速度為v，克服摩擦力做功為，若小物塊以2E的初動能沖上斜面，則有 ()A返回斜面底端時的動能為 B返回斜面底端時的動能為EC返回斜面底端時的速度大小為 D小物塊兩次往返克服摩擦力做功相同例11：如圖所示，一根粗細均勻鏈條長為L，放在光滑的水平桌面上，一端下垂，其長度為a，今將鏈條由靜止釋放，當鏈條剛好全部滑離桌面時，鏈條下端未落地，則此時鏈條速度為 例12：如圖所示，物體以100J的初動能從斜面的底端向上運動，當它通過斜面上的M點時，其動能減小80J，機械能減少32J，如果物體能從斜面上返回底端，則物體到達底端時的動能為 例13：面積很大的水池，水深為H，水面上浮著一正方體木塊木塊邊長為a，密度為水的，質(zhì)量為m開始時，木塊靜止，有一半沒入水中，如圖所示現(xiàn)用力F將木塊緩慢地壓到池底，不計摩擦，求：(1)從木塊剛好完全沒入水中到停在池底的過程中，池水勢能的改變量(2)從開始到木塊剛好完全沒入水的過程中，力F所做的功例14：如圖所示，一根輕彈簧豎直放置在地面上，上端為O點某人將質(zhì)量為m的物塊放在彈簧上端O處，使它緩緩下落到A處，放手后物塊處于平衡，在此過程中物塊克服人的作用力做功為W，如果將物塊從距輕彈簧上端O點H高處由靜止釋放，物塊自由落下，落到彈簧上端O點后，繼續(xù)下落將彈簧壓縮，那么物塊將彈簧壓縮到A處時，物塊速度的大小是多少?(不計碰撞過程中能量損失)例15：如圖所示，光滑水平面右端B處連接一個豎直的半徑為R的光滑半圓軌道在距離B為x的A點，用水平推力將質(zhì)量為m的質(zhì)點從靜止開始推到B處后撒去水平推力，質(zhì)點沿半圓軌道運動到C處后又正好落回A點重力加速度為g，求：(1)推力對小球所做的功(用m、g、R、x表示)(2)x取何值時，完成上述運動推力所做的功最小?最小功為多少?例16：如圖所示，AB是傾角為的粗糙直軌道，BCD是光滑的圓弧軌道，AB恰好在B點與圓弧相切，圓弧的半徑為R一個質(zhì)量為m的物體(可以看作質(zhì)點)從直軌道上的P點由靜止釋放，結果它能在兩軌道間做往返運動已知P點與圓弧的圓心O等高，物體與軌道AB間的動摩擦因數(shù)為求：(1)物體做往返運動的整個過程中，在AB軌道上通過的總路程；(2)最終當物體通過圓弧軌道最低點E時，對圓弧軌道的壓力例17：一個勁度系數(shù)為k800Nm的輕彈簧兩端分別連接著質(zhì)量均為m12kg的物體A和B，將它們豎直靜止地放在水平地面上，如圖所示現(xiàn)施加一豎直向上的變力F在物體A上，使A由靜止開始向上做勻加速運動當t0.4s時物體B開始離開地面設整個勻加速過程彈簧都處于彈性限度內(nèi)，取g10ms2求：(1)此過程中物體A的加速度的大??；(2)此過程中所加外力F所做的功例18：如圖所示，水平長傳送帶始終以速度v3 ms勻速運動現(xiàn)將一質(zhì)量為ml kg的物塊放于左端(無初速度)最終物體與傳送帶一起以3 ms的速度運動，在物塊由速度為零增加至v3 ms的過程中，求：(1)由于摩擦而產(chǎn)生的熱量(2)由于放了物塊，帶動傳送帶的電動機消耗多少電能?例19：如圖所示，電動機帶著繃緊的傳送皮帶始終以v02ms的速度運動，傳送帶與水平面的夾角為30，現(xiàn)把一質(zhì)量為M10kg的工件輕輕地放在皮帶的底端，經(jīng)過一段時間后，工件被送到高h2 m的平臺上，已知工件與皮帶間的動摩擦因數(shù)除此之外，不計其他損耗，求電動機由于傳送工件多消耗的電