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，共24頁一、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,試分別求出在此過程中重力、力F和合外力的功，以及物體的重力勢能、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能變化量的負(fù)值；重力做功等于重力勢能變化量的負(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，共24頁知識(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)化必通過做功來實(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，共24頁二、能量守恒定律二、能量守恒定律 說明下列有關(guān)能量轉(zhuǎn)化的問題中，分別是什么能向什么能的轉(zhuǎn)化 (1)列車剎車時(shí)由運(yùn)動(dòng)變?yōu)殪o止；動(dòng)能 內(nèi)能 (2)太陽能電池發(fā)電； 太陽能 電能 (3)風(fēng)力發(fā)電； 空氣動(dòng)能 電能 (4)潮汐發(fā)電； 水的勢能 電能 (5)太陽能熱水器工作時(shí)； 太陽能 內(nèi)能 (6)汽車由靜止啟動(dòng)。 化學(xué)能

3、動(dòng)能現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四頁，共24頁知識(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，共24頁考點(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)“誰誰”做功：對(duì)做功：對(duì)“誰誰”做功就對(duì)應(yīng)做功就對(duì)應(yīng)“誰誰”的位移，引的位移，引起起“誰誰”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)由靜止開始豎直向上移動(dòng)降機(jī)由靜止開始豎直向上移動(dòng)5 m時(shí)速度達(dá)到時(shí)速度達(dá)到4 m/s，則此過程中則此過程中(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物體的重力勢能增加物體的重力勢能增加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，共24

5、頁 跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練1破亞運(yùn)會(huì)記錄的成績奪得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，共24頁 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，共24頁例例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??；(2)彈簧為最大壓縮量d時(shí)的彈性勢能(設(shè)彈簧處于原長時(shí)彈性勢能為零)；(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，共24頁解：解：現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十頁，共24頁跟蹤訓(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，穿環(huán)而過，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，若開始時(shí)若開始時(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的過程應(yīng)用能量守恒的過程應(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下落下落重力勢重力勢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，共24頁 (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的過程應(yīng)用能量守恒定律的過程應(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，共24頁 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。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十三頁，共24頁例例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，共24頁 跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練3如圖所示，質(zhì)量為M，長度為L的小車靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的小物塊，放在小車的最左端現(xiàn)用一水平力F作用在小物塊上，小物塊與小車之間的摩擦力為Ff，經(jīng)過一段時(shí)間小車運(yùn)動(dòng)的

12、位移為x，小物塊剛好滑到小車的右端，則下列說法中正確的是() 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)小車的動(dòng)能為此時(shí)小車的動(dòng)能為Ffx C. 這一過程中這一過程中,小物塊和小車增加的機(jī)械能為小物塊和小車增加的機(jī)械能為FxFfL D. 這一過程中，因摩擦而產(chǎn)生的熱量為這一過程中，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，共24頁跟蹤訓(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，長為，長為L.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，共24頁(2)若滑塊離開彈簧時(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)，彈簧具有的彈性勢能的彈性勢能(3)若滑塊離開彈簧時(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)過程中產(chǎn)生的熱量上滑行的整個(gè)過程中產(chǎn)生的熱量解析解析: : (2)(2)彈簧的彈性勢能彈簧的彈性勢能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)的過程應(yīng)用。對(duì)滑塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的過程應(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，共24頁 當(dāng)堂檢測：當(dāng)堂檢測： 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)過程中，物體（ ） A重力勢能增加了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，共24頁3如圖所示, 質(zhì)量為m的長木塊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, 已知木塊長為L，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)長木塊A的位移為多少時(shí)，B從A的右端滑出？ (2)求上述過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，共24頁 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)過此位置滑上皮帶時(shí)無能量損失)，傳送帶的運(yùn)行速度為v03 m/s，長為L1.4 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；大小； (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)過程中產(chǎn)生的熱量個(gè)過程中產(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，共24頁 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。 下滑過程中機(jī)械能守恒：下滑過程中機(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，共24頁解：解：(3)設(shè)滑塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為設(shè)