高二物理功能原理

功能原理【復(fù)習(xí)】1.重力做功和重力勢(shì)能的變化的關(guān)系重力對(duì)物體的所做的功等于物體重力勢(shì)能的變化。2.動(dòng)能定理的根本內(nèi)容外力對(duì)物體所做的總功等于物體動(dòng)能的變化3.機(jī)械能守恒定律在只有重力〔和系統(tǒng)內(nèi)彈簧的彈力〕做功的情形下，物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能〔及彈性勢(shì)能〕發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變。.功能原理【提出問(wèn)題】質(zhì)量為m的物體下落過(guò)程中，經(jīng)過(guò)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，分析由h1下落到h2過(guò)程中機(jī)械能的變化分析：根據(jù)動(dòng)能定理，有下落過(guò)程中重力對(duì)物體做功，重力做功在數(shù)值上等于物體重力勢(shì)能的變化量。取地面為參考平面，有由以上兩式可以得到功能原理

的總功WG外等于物體機(jī)械能的變化量△E

當(dāng)WG外＞0時(shí)，△E＞0，機(jī)械能增加

當(dāng)WG外＜0時(shí)，△E＜0，機(jī)械能減少

除重力(彈力)外，其他外力對(duì)物體對(duì)所做

二.功能原理的應(yīng)用通過(guò)繩索用恒力F豎直向上拉起一個(gè)靜止在水平面上的木箱，使其由水平面開(kāi)始加速上升到某一高度，假設(shè)空氣阻力恒定，那么在此過(guò)程【例題1】①力F所做的功減去克服阻力所做的功等于重力勢(shì)能的增量②木箱克服重力所做的功等于重力勢(shì)能的增量③力F、重力、阻力，三者的合力所做的功等于木箱重力勢(shì)能的增量④力F和阻力的合力所做的功等于木箱機(jī)械能的增量上述說(shuō)法正確的有A．只有① B．②④C．①④ D．只有②【解析】物體受重力mg，空氣阻力，拉力F，設(shè)物體上升高度為h，由動(dòng)能定理知：WF－WF′－mgh＝ΔEk．所以③錯(cuò)，木箱克服重力做功為mgh，即為木箱重力勢(shì)能增量，所以②對(duì)．由WF－WF′＝mgh＋ΔEk，所以④對(duì)①錯(cuò)，選B．物體以100J的初動(dòng)能從斜面的底端向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它通過(guò)斜面上的M點(diǎn)時(shí)，其動(dòng)能減少80J，機(jī)械能減少32J．如果物體能從斜面上返回底端，那么物體到達(dá)底端時(shí)的動(dòng)能為_(kāi)___________．【例題2】因物體從斜面底端到達(dá)M點(diǎn)過(guò)程中機(jī)械能減少32J，即摩擦生熱32J;

【解析】從M點(diǎn)到最高點(diǎn)，動(dòng)能減少20J，摩擦生熱8J，所以上滑過(guò)程摩擦生熱等于40J;物體返回斜面底端時(shí)機(jī)械能損失等于80J;此時(shí)動(dòng)能應(yīng)為100J－80J＝20J．一質(zhì)量均勻不可伸長(zhǎng)的繩索，重為G，A、B兩端固定在天花板上，如下圖．今在最低點(diǎn)C施加一豎直向下的力將繩拉至D點(diǎn)，在此過(guò)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3】質(zhì)量m=4.0×103kg的汽車(chē)開(kāi)上一山坡。汽車(chē)沿山坡每前進(jìn)100m，其高度升高2m。上坡時(shí)汽車(chē)速度為V1=5m／s，沿山坡行駛L=500m后速度變?yōu)閂2=10m／s。車(chē)行駛中所受阻力大小是車(chē)重的k=0．01倍，試求：〔1〕此過(guò)程中汽車(chē)所受牽引力做功多少？〔2〕汽車(chē)所受平均牽引力多大？(取g=10m/s2)【例題4】【解析】取汽車(chē)開(kāi)始時(shí)所在位置為參考平面，應(yīng)用物體機(jī)械能變化規(guī)律W外

=E2–E1

解題時(shí)，要著重分析清楚重力、彈力以外其它力對(duì)物體所做的功，以及此過(guò)程中物體機(jī)械能的變化。牽引力做功為

阻力做功為由功能原理得三.功能關(guān)系的總結(jié)做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，功是能量轉(zhuǎn)化的量度，在本章中，功和能的關(guān)系有以下幾種具體表達(dá)：〔1〕動(dòng)能定理反映了合外力做的功和動(dòng)能改變的關(guān)系，即合外力做功的過(guò)程，是物體的動(dòng)能和其他形式的能量相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程，合外力所做的功是物體動(dòng)能變化的量度。即W總＝Ek2－Ek1．〔2〕重力做功的過(guò)程是重力勢(shì)能和其他形式的能量相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程，重力做的功是重力勢(shì)能變化的量度。即WG＝Ep1－Ep2．〔3〕功能原理反映了重力〔彈力〕以外的力做功的過(guò)程是機(jī)械能和其他形式的能轉(zhuǎn)化的過(guò)程，重力〔彈力〕以外的力做的功是機(jī)械能變化的量度。即WG外＝E2－E1“動(dòng)能定理”和“功能原理”有什么聯(lián)系和區(qū)別？在運(yùn)用它們解題時(shí)需要注意什么？四．思考題牧神記牧神記txd51tzu們的頭頂上方盤(pán)旋啾啾，久久不愿離去無(wú)數(shù)條擺尾遨游的魚(yú)兒們尋聲而來(lái)，在父子們面前的江水里聚集逗留，不斷地拍起一朵朵小小的浪花，導(dǎo)致一圈套一圈的粼粼水紋生成，慢慢擴(kuò)散，再生成，再慢慢擴(kuò)散四段兒曲兒拉完了。父子們?cè)俅尉镁玫啬恳暯?，默默地說(shuō)：“我們走了，繼續(xù)南下去了。等著我們啊，我們返家的時(shí)候還會(huì)途經(jīng)這里的。到那時(shí)，我們?cè)僖?jiàn)吧！”耿正從弟弟手中接過(guò)二胡，對(duì)著江心再次拱拱手，輕輕地說(shuō)：“白幺爹，等我們返家路過(guò)這里時(shí)，我一定再給您拉一段兒最好聽(tīng)的曲兒！”父子四人三步一回頭地返回武昌鎮(zhèn)去了。101第四十一回耿老爹決定離武昌|〔白家不宜久借住，耿老爹決定離武昌；聽(tīng)完姆媽幽憂(yōu)述，如夢(mèng)方醒白小青。〕那天晚上，耿老爹和耿正兄妹三人在燈下商議：“這一轉(zhuǎn)眼，你們白幺爹過(guò)世已經(jīng)四個(gè)多月了。現(xiàn)在，白娘娘和小青姐姐已經(jīng)能平靜地過(guò)日子，需要咱們幫著做的事情也沒(méi)有多少了，我看咱父子們還是繼續(xù)南下得好。你們娘娘和小青姐姐孤兒寡母的，咱們這樣長(zhǎng)期住下去不是個(gè)事兒??！反正這一帶都很富庶，何必要非得在這武昌鎮(zhèn)上開(kāi)展呢？”耿正和耿英想一想也是，盡管小青姐和東伢子的事情已經(jīng)不會(huì)再有問(wèn)題了，但寡居的娘娘和爹爹這樣長(zhǎng)期在一個(gè)鍋里吃飯確實(shí)也不是個(gè)事兒。趁著現(xiàn)在還沒(méi)有被人瓜田李下的說(shuō)閑話，還是早點(diǎn)兒離開(kāi)得好。于是，耿正說(shuō)：“爹說(shuō)的對(duì)，咱們還是早點(diǎn)兒南下吧！雖然說(shuō)，娘娘和小青姐現(xiàn)在對(duì)咱們比以前更好了，但這樣住著，我總感覺(jué)很別扭的?！惫⒂⒁舱f(shuō)：“就是啊，咱們還是早點(diǎn)兒離開(kāi)得好。這里總歸不是咱們的家，不能老這樣累害可憐的娘娘。再者說(shuō)了，咱們這樣住著，娘娘以后的日子怎么辦啊，她怎么再尋找自己的老來(lái)伴兒呢？”耿直那么有自己的小算盤(pán)。只見(jiàn)他眨巴著一雙很逗人喜歡的大眼睛，盡量壓低嗓音說(shuō)：“爹，我也想走呢！要不，娘娘又說(shuō)要我做她的伢子可咋辦呀？娘娘雖然對(duì)我很好，可我是爹和娘的兒子?。　惫⒗系⒅钡念^，斬釘截鐵地說(shuō)：“好，那咱就這么定了！明兒個(gè)吃早飯的時(shí)候，我就和你們娘娘商量刷新屋的事情。刷完家，咱爺兒們就走！”在第二天的早飯桌上，耿老爹對(duì)喬氏說(shuō)：“兄弟媳婦啊，我的身體已經(jīng)完全復(fù)原了。依我看，今兒個(gè)就開(kāi)始刷新家吧！等刷完了家，我想帶三個(gè)娃娃再往南邊走一走呢！”喬氏和