人教版高中物理必修二第4讲 功能关系、能量转化和守恒定律.ppt

第4讲 功能关系、能量转化和守恒定律,备选视频展台,随堂 基础演练,掌握两个技法,抓住一个考点,突破两个考向,1.功能关系 状元微博,1.对功、能关系的理解 2.能量转化与守恒定律的应用,解题技法2 力学规律优选法 1.解决力学问题的方法选取 2. “传送带”模型中的解题方法 典例 应用,第五章 机械能及其守恒定律 备选多媒体展台 1.平均功率和瞬时功率 2.汽车发动机的功率 3.探究功与物体速度变化关系的方法 4.重力做功的特点 5.重力势能 6.重力做功与重力势能的关系, 01抓住一个考点,【思维驱动】,升降机底板上放一质量为100 kg的物体，物体随升降机由静止开始竖直向上移动5 m时速度达到4 m/s，则此过程中(g取10 m/s2)( ) a升降机对物体做功5 800 j b合外力对物体做功5 800 j c物体的重力势能增加500 j d物体的机械能增加800 j,解析/显隐, 01抓住一个考点,【知识存盘】,思考: 1.能就是功，功就是能( ) 2.能和功是两个不同的物理概念( ),1功能关系 (1)能的概念：一个物体能对外 做功，这个物体就具有能量 (2)功能关系 功是_的量度，即做了多少功就有多少能量发生了转化. 做功的过程一定伴随着_，而且_必通过做功来实现 (3)功与对应能量的变化关系,能量转化,能量的转化,能量的转化,动能,重力势能,弹性势能,电势能,机械能, 01抓住一个考点,【知识存盘】,2.能量守恒定律 (1)内容：能量既不会消灭，也_它只会从一种形式_为其他形式，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_,不会创生,转化,转移,e增, 01抓住一个考点,常见的功能关系, 01抓住一个考点,本栏内容 结束,审题设疑 1.分析木箱受几个力作用？ 2.重力势能的增减与什么因素有关？ 3.合力做的功与什么因素有关？ 4.机械能的变化量与什么因素有关？,【典例1】 如图所示，在抗洪救灾中，一架直升机通过绳索，用恒力f竖直向上拉起一个漂在水面上的木箱，使其由水面开始加速上升到某一高度，若考虑空气阻力而不考虑空气浮力，则在此过程中，以下说法正确的有( ) a.力f所做功减去克服空气阻力所做的功等于重力势能的增量 b.木箱克服重力所做的功等于重力势能的增量 c.力f、重力、空气阻力三者合力所做的功等于木箱动能的增量 d.力f和空气阻力的合力所做的功等于木箱机械能的增量,02突破两个考向,解析/显隐,功能关系的选用技巧 1在应用功能关系解决具体问题的过程中，若只涉及动能的变化用动能定理分析 2只涉及重力势能的变化用重力做功与重力势能变化的关系分析 3只涉及机械能变化用除重力和弹力之外的力做功与机械能变化的关系分析 4只涉及电势能的变化用电场力做功与电势能变化的关系分析,02突破两个考向,【借题发挥】,02突破两个考向,解析/显隐,02突破两个考向,【典例2】 如图所示在水平地面上固定一个半径为r的半圆形轨道，其中圆弧部分光滑，水平段长为l，一质量为m的小物块紧靠一根被压缩的弹簧固定在水平轨道的最右端，小物块与水平轨道间的动摩擦因数为，现突然释放小物块，小物块被弹出，恰好能够到达圆弧轨道的最高点a，取g10 m/s2，且弹簧长度忽略不计，求： (1)小物块的落点距o的距离； (2)小物块释放前弹簧具有的弹性势能,审题导析 1.注意本题各过程的分段分析. 2.对不同过程合理选择恰当物理规律解答. 3.此条件是解题运算的突破口.,v1,v2,v3,转 解析,02突破两个考向,转 例题,02突破两个考向,【借题发挥】,滑动摩擦力做功的特点 1滑动摩擦力可以对物体做正功，也可以做负功，还可以不做功； 2在相互摩擦的物体系统中，一对相互作用的滑动摩擦力，对物体系统所做总功的多少与路径有关，其值是负值，等于摩擦力与相对位移的积，即|w|ffl相对，表示物体系统损失了机械能，克服了摩擦力做功，e损qffl相对(摩擦生热)； 3一对滑动摩擦力做功的过程中能量的转化和转移的情况：一是相互摩擦的物体通过摩擦力做功将部分机械能转移到另一个物体上；二是部分机械能转化为内能，此部分能量就是系统机械能的损失量,运用能量守恒定律解题的基本思路,02突破两个考向,【变式跟踪2】 如图所示，光滑坡道顶端距水平面高度为h，质量为m的小物块a从坡道顶端由静止滑下，进入水平面上的滑道时无机械能损失，为使a制动，将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线m处的墙上，另一端恰位于坡道的底端o点已知在om段，物块a与水平面间的动摩擦因数为，其余各处的摩擦不计，重力加速度为g，求： (1)物块滑到o点时的速度大小 (2)弹簧为最大压缩量d时的弹性势能(设弹簧处于原长时弹性势能为零) (3)若物块a能够被弹回到坡道上，则它能够上升的最大高度是多少？,02突破两个考向,转 解析,注意a与弹簧的过程分析及遵从的物理规律.,02突破两个考向,转 例题,本栏内容 结束,1解决力学问题的方法选取 (1)牛顿第二定律揭示了力的瞬时效应，在研究某一物体所受力的瞬时作用与物体运动的关系时，优选运动学公式和牛顿第二定律 (2)动能定理反映了力对空间的累积效应，对于不涉及物体运动过程中的加速度和时间，优选动能定理 (3)如果物体只有重力和弹簧弹力做功而又不涉及物体运动过程中的加速度和时间，此类问题优选用机械能守恒定律求解. (4)在涉及相对滑动问题时则优先考虑能量守恒定律，即系统的动能转化为系统的内能 (5)在涉及摩擦力、电场力、磁场力(安培力)做功时优先考虑能量守恒定律,03掌握两个技法,2“传送带”模型中的解题方法 传送带模型是高中物理中比较成熟的模型，一般设问的角度有两个： 动力学角度，如求物体在传送带上运动的时间、物体在传送带上能达到的速度、物体相对传送带滑过的位移，依据牛顿第二定律结合运动学规律求解 能量的角度：求传送带对物体所做的功、物体和传送带由于相对滑动而产生的热量、因放上物体而使电动机多消耗的电能等，常依据功能关系或能量守恒定律求解若利用公式qffl相对求摩擦热，式中l相对为两接触物体间的相对位移，若物体在传送带上往复运动时，则l相对为总的相对路程.,03掌握两个技法,【典例】(2013山东德州模拟)如图一质量为m2 kg的滑块从半径为r0.2 m的光滑四分之一圆弧轨道的顶端a处由静止滑下，a点和圆弧对应的圆心o点等高，圆弧的底端b与水平传送带平滑相接已知传送带匀速运行速度为v04 m/s，b点到传送带右端c点的距离为l2 m当滑块滑到传送带的右端c点时，其速度恰好与传送带的速度相同.(g10 m/s2)求： (1)滑块到达底端b时对轨道的压力； (2)滑块与传送带间的动摩擦因数； (3)此过程中，由于滑块与传送带之间的摩擦而产生的热量q.,03掌握两个技法,审题导析 1.a至b过程遵从机械能守恒定律，在b点滑块受合外力充当向心力. 2.b至c过程中物块做匀变速度直线运动，产生的热量等于滑动摩擦力与两物体相对位移之积.,转 解析,r,v0,vb,mg,a,mg,fn,03掌握两个技法,转 例题,03掌握两个技法,转 解析,审题导析 1.工件沿传送带的上升过程有两个分过程组成：先做初速度为零的匀加速运动；速度达到传送带传送速度后，与传送带一起匀速上升过程. 2.