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功能关系 能量转化与守恒定律 高三物理备课组 2011.10.20,一、功能关系 1.内容 (1)功是 的量度,即做了多少功就有 发生了转化. (2)做功的过程一定伴随着 ,而且 必通过做功来实现.,多少能量,能量的转化,能量的转化,知识梳理,尝试应用,1如图1，一质量均匀的不可伸长的 绳索重为G，A、B两端固定 在天花板 上，今在最低点C施加一竖直向下的力 将绳缓慢拉至D点，在此过程中绳索AB 的重心位置和绳索机械能将( ) A重心逐渐升高，机械能逐渐增大 B重心逐渐降低，机械能逐渐减小 C重心先降低后升高，机械能先减小后增大 D重心、机械能都始终不变,A,图1,2.功与对应能量的变化关系 名师点拨 每一种形式的能量的变化均对应一定力的功.,重力势能,弹性势能,机械能,内能,电势能,分子势能,2.如图所示,滑块静止于 光滑水平面上,与之相连的轻质 弹簧处于自然伸直状态.现用恒 定的水平外力F作用于弹簧右端, 在向右移动一段距离的过程中,拉力F做了10 J的功. 上述过程中 ( ) A.弹簧的弹性势能增加了10 J B.滑块的动能增加了10 J C.滑块和弹簧组成的系统机械能增加了10 J D.滑块和弹簧组成的系统机械能守恒 解析 拉力F做功既增加了弹性势能,还增加了滑块 的动能,A、B错误;系统增加的机械能等于力F做的功, C对,D错.,C,尝试应用,二、能量守恒定律 1.内容:能量既不会凭空消灭,也 .它 只会从一种形式 为另一种形式,或者从一个 物体 到另一个物体,而在转化和转移的过程 中,能量的总量 . 2.表达式:E减= . 名师点拨 E增为末状态的能量减去初状态的能量,而E减 为初状态的能量减去末状态的能量.,不会凭空产生,转化,保持不变,E增,转移,针对训练 对于功和能,下列说法正确的是( )(不定项) A.功和能的单位相同,它们的概念也相同 B.做功的过程就是物体能量转化的过程 C.做了多少功,就有多少能量发生了转化 D.各种不同形式的能可以互相转化,且在转化的过程中,能的总量是守恒的,BCD,3.已知货物的质量为m,在某段时间内起重机 将货物以a的加速度加速升高h,则在这段时间内 叙述正确的是(重力加速度为g)( ) A.货物的动能一定增加mah-mgh B.货物的机械能一定增加mah C.货物的重力势能一定增加mah D.货物的机械能一定增加mah+mgh,尝试应用,D,图2,BD,5.一小滑块放在如图543所示 的凹形斜面上，用力F沿斜面向下拉小 滑块，小滑块沿斜面运动了一段距离， 若已知在这一过程中，拉力F所做的功 的大小(绝对值)为A，斜面对小滑块的作用力所做的功的大小为B，重力做功的大小为C，空气阻力做功的大小为D.当用这些量表达时，求：,(1)小滑块的动能的改变量； (2)小滑块的重力势能的改变量； (3)小滑块机械能的改变量,(1)ABCD,(2)C,(3)ABD,三.摩擦力做功特点,针对训练 关于摩擦力做功的下列说法中不正确的是( ) (不定项) A.滑动摩擦力阻碍物体的相对运动,一定做负功 B.静摩擦力起着阻碍物体的相对运动趋势的作用,一定不做功 C.静摩擦力和滑动摩擦力一定做负功 D.系统内两物体间相互作用的一对摩擦力做功的总和恒等于零,ABCD,6如图542所示，木块A放在木 块B的左端，用恒力F将A拉至B的 右端，第一次将B固定在地面上， F做功为W1，产生的热量为Q1；第二次让B可以在 光滑地面上自由滑动，F做的功为W2，产生的热量 为Q2，则应有 ( ),AW1W2，Q1Q2 BW1W2，Q1Q2 CW1W2，Q1Q2 DW1W2，Q1Q2,A,尝试应用,四.对能量守恒定律的理解和应用 1.对定律的理解 (1)某种形式的能减少,一定存在其他形式的能 增加,且减少量和增加量一定相等. (2)某个物体的能量减少,一定存在其他物体的 能量增加,且减少量和增加量一定相等. 这也是我们列能量守恒定律方程式的两条基本 思路. 2.应用定律解题的步骤 (1)分清有多少形式的能如动能、势能(包括重 力势能、弹性势能、电势能)、内能等在变化.,7NBA篮球赛非常精彩，吸引了众多观众经常有这样的场面：在终场前0.1 s，运动员把球投出且准确命中，获得比赛的胜利如果运动员投篮过程中对篮球做功为W，出手高度(相对地面)为h1，篮筐距地面高度为h2，球的质量为m，空气阻力不计，则篮球进筐时的动能表达式是 ( ) AWmgh1mgh2 BWmgh2mgh1 Cmgh1mgh2W Dmgh2mgh1W,A,尝试应用,8.如图所示,分别用恒力F1F2先后将质量为m的物体由静止开始沿同一粗糙的固定斜面由底端拉至顶端,两次所用时间相同,第一次力F1沿斜面向上,第二次力F2沿水平方向,则两个过程( ),A.合外力做的功相同 B.物体机械能变化量相同 C.F1做的功与F2做的功相同 D.F1做的功比F2做的功多,解析:两次物体运动的位移和时间相等,则两次的加速度相等,末速度也应相等,则物体的机械能变化量相等,合力做功也应相等,用F2拉物体时,摩擦力做功多些,两次重力做功相等,由动能定理知,用F2拉物体时拉力做功多.,答案:AB,9.如图所示,传送带与水平面之间的夹角为=30,其上AB两点间的距离为 l=5 m,传送带在电动机的 带动下以v=1 m/s的速度 匀速运动,现将一质量为 m=10 kg的小物体(可视为质点)轻放在传送带的A点,已知小物体与传送带之间的动摩擦因数为 在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中,求:,(1)传送带对小物体做的功. (2)电动机做的功.(g取10 m/s2),解析:(1)根据牛顿第二定律知, mgcos-mgsin=ma. 可得a=g=2.5 m/s2. 当物体的速度为1 m/s时,位移为l1= =0.2 m. 即物体匀速运动了4.8 m. 由功能关系可得W=Ek+Ep=255 J.,(2)电动机做功使小物体机械能增加,同时小物体与传送带间因摩擦产生热能Q. 而由v=at,得t=0.4 s. 相对位移为l=vt-l1=0.2 m, 摩擦生热Q=Ffl=mglcos=15 J. 故电动机做的功为270 J.,答案:(1)255 J (2)270 J,10.如图所示，某人乘雪橇沿雪坡经A点滑至B点，接着沿水平路面滑至C点停止人与雪橇的总质量为70 kg.表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据，请根据图表中的数据解决下列问题：(g10 m/s2),(1)人与雪橇从A到B的过程中，损失的机械能为多少？ (2)设人与雪橇在BC段所受阻力恒定，求阻力大小,尝试应用,11.如图10所示,有一个可视为质点的质量为m=1 kg的小物块,从光滑平台上的A点以v0=2 m/s 的初速度水平抛出,到达C点时,恰好沿C点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道,最后小物块滑上紧靠轨道末端D 点的质量为M=3 kg的长木板.已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平,木板下表面与水平地面之间光滑,小物块与长木板间的动摩擦因数=0.3,圆弧轨道的半径为R=0.4 m,C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角=60,不计空气阻力,g取10 m/s2. 求:,(1)小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力. (2)要使小物块不滑出长木板,木板的长度L至少多大?,图10,解析 (1)小物块在C点时的速度为 小物块由C到D的过程中,由动能定理得,代入数据解得 小球在D点时由牛顿第二定律得 代入数据解得FN=60 N 由牛顿第三定律得FN=FN=60 N 方