高一物理功能關系

1、第七章 機械能守恒定律 功能原理,人教版必修2,重力做的功,WGmgh1mgh2 mg(h1 h2 ) mgh mgh1mgh2,一重力做功,一重力做功,1、重力做功的特點是與運動的具體路徑無關，只與初末狀態(tài)物體的高度差有關，不論光滑路徑還是粗糙路徑，也不論是直線運動還是曲線運動，只要初末狀態(tài)的高度差相同，重力做的功就相同,WG=Ep1-Ep2,2、重力所做功等于重力勢能的減少量,重力做正功重力勢能減少，而且重力做了多少功，重力勢能就減少了多少,重力做負功重力勢能增加，而且克服重力做了多少功，重力勢能就增加多少,在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內，物體的動能和勢能可以相互轉化，而總的機械能保持不

2、變,內容,EK2+EP2=EK1+EP1 即E2=E1,E減=E增,mgh2+mv22/2=mgh1+mv12/2,二機械能守恒,機械能守恒的條件,在具體判斷機械能是否守恒時，一般從以下兩方面考慮： 對于某個物體，只受重力（彈力）做功；受其它力，而其它力不做功，則該物體的機械能守恒。 對于由兩個或兩個以上物體(包括彈簧在內組成的系統(tǒng)，如果系統(tǒng)只有重力做功或彈力做功，物體間只有動能、重力勢能和彈性勢能之間的相互轉化，系統(tǒng)與外界沒有機械能的轉移，系統(tǒng)內部沒有機械能與其他形式能的轉化系統(tǒng)的機械能就守恒,質量為m的物體下落過程中，經過高度h1處速度為v1，下落至高度h2處速度為v2，空氣阻力恒為f ，

3、分析由h1下落到h2過程中機械能的變化。 根據動能定理，有,下落過程中重力對物體做功，重力做功在數(shù)值上等于物體重力勢能的變化量。取地面為參考平面，有,由以上兩式可以得到,三功能原理,功是能量轉換的量度,例1.如圖所示，設在傾角為=30o的固定斜面底端有一物體m，初速度為 ，受沿斜面向上的拉力F作用，滑動摩擦力為f。求物體沿斜面向上位移時的速度。若a=5m/s2，方向沿斜面向下，機械能如何變化,應用功能原理，其表達式為,若以物體為研究對象，將上式變形為,若物體加速度a=5m/s2，方向沿斜面向下，物體向上運動過程中機械能如何變化,例2滑塊以速率v0靠慣性沿固定斜面由底端向上運動，當它回到出發(fā)點時

4、速度變?yōu)関1 (v1v0)，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上升時機械能增大，下降時機械能減小。 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,C,例3.一個小物塊從斜面底端沖上足夠長的斜面后，返回到斜面底端，已知小物塊的初動能為E，它 返回斜面底端的速度大小為，克服摩擦阻力做功為E/2若小物塊沖上斜面的初動能變?yōu)?E，則有 A返回斜面底端的動能為E B返回斜面底端時的動能為3E/2 C返回斜面底端的速度大小為2 D返回斜面底端的速度大小為,例題4】一質量均勻不可伸長的繩索，重為G，A

5、、B兩端固定在天花板上，如圖所示今在最低點C施加一豎直向下的力將繩拉至D點，在此過程中，繩索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,例題5】物體以100 J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，其動能減少80 J，機械能減少32 J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6.如圖所示，AB為一長為l并以速度v順時針勻速轉動的傳送帶，BCD部分為一半徑為r、豎直放置的 粗糙半圓形軌道，直徑BD恰好豎直，并與傳送帶相切于B點現(xiàn)將一質量為m的小滑塊無初速地放在傳送帶的左端A點上，已知滑塊與傳送帶間的動摩擦因 數(shù)為( )求： (1)滑塊到

6、達B點時對軌道的壓力大??； (2)滑塊恰好能到達D點，求滑塊在粗糙半圓形軌道中克服摩擦力所做的功； (3)滑塊從D點再次掉到傳送帶上的某點E，求AE的距離,解：(1)設滑塊在摩擦力作用下從A到B一直被加速，且設剛好到達B點前的速度為 則 故滑塊在傳送帶上是先加速后勻速，到達B點時與傳送帶速度相同為v 由牛頓第二定律， 由牛頓第三定律知其對軌道的壓力為,3)滑塊從D點再次掉到傳送帶上E點做平拋運動， 即,故AE的距離為l2r,例7.如圖所示，AB為傾角37的斜面軌道，軌道的 AC部分光滑，CB部分粗糙BP為圓心角等于143、 半徑R1 m的豎直光滑圓弧形軌道，兩軌道相切于B 點，P、O兩點在同一

7、豎直線上，輕彈簧一端固定在A 點，另一端在斜面上C點處，現(xiàn)有一質量m2 kg的 物塊在外力作用下將彈簧緩慢壓縮到D點后(不拴接) 釋放，物塊經過C點后，從C點運動到B點過程中的位 移與時間的關系為x12t4t2(式中x單位是m，t單位是 （s)，假設物塊第一次經過B點后恰能到達P點， sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2.試求,1)若CD1 m，試求物塊從D點運動到C點的過程中，彈簧對物塊所做的功； (2)B、C兩點間的距離xBC； (3)若在P處安裝一個豎直彈性擋板，小物塊與擋板碰撞時間極短且無機械能損失，小物塊與彈簧相互作用不損失機械能，試通過計算判斷物塊在第一次與擋板碰撞后的運動過程中是否會脫離軌道,解:(1)由x12t4t2 知，物塊在C點速度為v012 m/s 設物塊從D點運動到C點的過程中，彈簧對物塊所 做的功為W，由動能定理得： Wmgsin 37CD 代入數(shù)據得：W mgsin 37CD156 J,2)由x12t4t2 知，物塊從C運動到B過程中的加速 度大小為a8 m/s2 物塊在P點的速度滿足 物塊從B運動到P的過程中機械能守恒，則有 物塊從C運動到B的過程中有 由以上各式解得,3)若物塊到達與O點等高的位置Q點時速度為0，則物塊不會脫離軌道 設物塊第一次從圓弧軌道返回并與彈