功能关系机械能守恒定律.ppt

功能关系机械能守恒定律,5课时,【基础知识】,一、势能1、定义：_2、重力势能：(1)定义：_(2)定义式：EP=_,由于物体间或物体各部分间的相互作用而使物体具有的(由它们的相对位置决定的)能量,由于物体和地球的相互作用而使物体(和地球)具有的能量,mgh,(3)重力做功与重力势能的关系：_3、弹性势能：定义：_弹力做功与弹性势能的关系：_,重力做正功，重力势能减小；重力做负功，重力势能增加；WGEP,弹力做正功，弹性势能减小；弹力做负功，弹性势能增加；WFEP,物体由于发生弹性形变而具有的能,二、机械能守恒定律1、定义：_2、机械能守恒的条件：_几种具体情形：(1)_；(2)_；(3)_。,在只有重力或(和)弹簧弹力做功的条件下，物体的势能和动能相互转化，但机械能的总量保持不变,只有重力或(和)弹簧弹力做功，物体只发生势能和动能的相互转化,只受重力或(和)弹簧弹力,除重力与弹力外，其他力不做功,除重力与弹力外，其他力做功代数和为零,3、机械能守恒定律的表达式：(1)Ek0+EP0=Ekt+EPt初、末状态机械能相等Ek=EP变化的动能等于变化的势能(3)EA=EB系统由A、B组成，则A变化的机械能等于B变化的机械能4、系统机械能守恒的条件：外力只有重力和(或)弹簧弹力做功，内力不能有如滑动摩擦力做功将机械能转化为其他形式能的情况,【知识应用分析】,题1、如图示，斜面体置于光滑水平面上，其光滑斜面上有一物体由静止沿斜面下滑，在物体下滑过程中，下列说法中正确的是A、物体的重力势能减少，动能增加B、斜面体的机械能不变C、斜面对物体的作用力垂直于接触面，不做功D、物体和斜面组成的系统机械能守恒,若斜面不光滑，情况又怎样？,(一)单个物体机械能守恒,题2、如图示，小球从A点开始自由下落到B点时触到固定在地板上的竖直轻弹簧的上端点，随之将弹簧压缩到C点后，再被弹回到B点，问：(1)小球从A点到B点的过程中，小球的机械能是否守恒？(2)小球从B点到C点、再被弹回到B点的过程中，小球机械能是否守恒？小球和弹簧组成的系统机械能是否守恒？,题3、如图示，A、B两球质量相等，A球用不能伸长的轻绳系于O1点，B球用轻弹簧系于O2点，O1与O2点在同一水平面上，分别将A、B球拉到与悬点等高处，使绳和轻弹簧均处于水平，弹簧处于自然状态，将两球分别由静止开始释放，当两球到达各自悬点的正下方时，两球仍处在同一水平面，则A、两球到达各自悬点正下方时，两球动能相等B、两球到达各自悬点正下方时，A球动能较大C、两球到达各自悬点正下方时，B球动能较大D、两球到达各自悬点正下方时，A球损失的重力势能较多,题4、甲、乙两球质量相同，悬线一长一短，如将两球从图示位置同一水平面无初速释放，不计阻力，则小球通过最低点的时刻A、甲球的动能较乙球的大B、两球受到的拉力大小相等C、两球的向心加速大小相等D、相对同一参考面，两球机械能相等,O1,题5、用一根长为l的细线拴一个质量为m的小球悬挂在天花板上O点，现使细线偏离竖直方向角后，从A处无初速释放，如图示，试求：(1)小球摆到最低点C时的速度；(2)小球摆到左方最高点的高度；(3)若在悬点正下方P处有一钉子，OP=l3，则小球碰钉后向左摆动过程中能达到的最大高度有何变化？,题7、如图示，在倾角为30的斜面上，沿水平方向抛出一小球，抛出时小球的动能为6J，则小于落回斜面时的动能为_J。,题6、枪竖直向上以初速度v0发射子弹，忽略空气阻力，当子弹离枪口距离为_时，子弹的动能是其重力势能的一半,(二)系统机械能守恒,题1、如图示一轻弹簧左端固定在长木板m2的左端，右端与小木块m1连接，且m1、m2及m2与地面间接触面光滑，开始时m1和m2均静止，现同时对m1、m2施加等大反向的水平恒力F1和F2，从两物体开始运动以后的整个运动过程中，关于m1、m2和弹簧组成的系统说法正确的是A、由于F1、F2等大反向，故系统机械能守恒B、由于F1、F2分别对m1、m2做正功，故系统的动能增加C、由于F1、F2分别对m1、m2做正功，故系统的机械能增加D、当弹簧的弹力大小与F1、F2大小相等时，m1、m2的动能最大,O1,题2、如图示，长为l的轻杆AC可绕A端在竖直平面内无摩擦地转动，在C端和杆上的B处各固定有质量均为m的小球，AB=2l3现将杆接到水平位置后从静止释放，求杆的C端到达最低位置时的速度和这一过程中杆对C球所做的功,题3、一辆小车静止在光滑的水平导轨上，一个小球用细绳悬挂在车上，由图示位置无初速释放，则小球在下摆过程中，下列说法正确的是A、绳对小球的拉力不做功B、绳对小球的拉力做正功C、小球受到的合力不做功D、绳对小球的拉力做负功,题4、如图示，半径为r、质量不计的圆盘与地面垂直，圆盘可绕其中心O处的水平光滑轴转动，在盘的最右边缘处固定一个质量为m的小球A，在O点的正下方离O点r2处固定一个质量也为m的小球B，放开盘让其自由转动，问：(1)A球转到最低点时的线速度是多少？(2)在转动过程中半径OA向左偏离竖直方向的最大角度是多少？,题5、轻绳一端挂一质量为M的物体，另一端系在质量为m的圆环上，圆环套在竖直固定的细杆上，定滑轮与细杆相距0.3m，将环拉至与滑轮在同一水平高度上，再将环由静止释放，圆环沿杆向下滑动的最大位移为0.4m，若不计一切摩擦，求：(1)物体与环的质量比(2)圆环下落0.3m时速度大小,三、功能关系,1、基本关系：_2、功能关系的和几种表现形式：(1)动能定理：_(2)重力做功与重力势能的关系：_(3)弹力做功与弹性势能的关系：_3、能的转化和守恒定律：_,4、摩擦力做功与产生内能的关系：(1)静摩擦力做功不会将机械能转化为内能(2)滑动摩擦力做功与产生内能的关系：如图示，地面光滑，m以初速度v0滑上M，m、M间摩擦力为f，则由动能定理得fs1=fs2=而Q=E=f(s1s2)=,题1、一物体静止在升降机的地板上，在升降机加速上升的过程中，地板对物体的支持力所做的功等于A、物体势能的增加量B、物体动能的增加量C、物体动能的增加量加上势能的增加量D、物体动能的增加量加上克服重力所做的功题2、一木块静止在光滑的水平面上，被水平方向飞来的子弹击中，在子弹进入木块的深度为2cm的过程中，木块相对于桌面移动了1cm，设木块对子弹的阻力恒定，则产生的热能和子弹损失动能之比为_。,题3、质量为m的物体，从静止开始以2g的加速度竖直向下运动h，不主空气阻力，则A、物体的重力势能减少了2mghB、物体的机械能保持不变C、物体的动能增加了2mghD、物体的机械能增加了mgh题4、在水平地面上平铺了n块砖，每块砖的质量为m，厚度为h，若将砖一块一块地叠放起来，至少需要做多少功？,题5、如图示，小滑块从左边斜面A点由静止开始滑下，经过一段圆弧面后滑上右边斜面B点时速度恰好为零，已知圆弧面光滑，如滑块从B点以某一速度v沿斜面开始下滑，到达A点时的速度也恰好为零，求A、B两点间的高度差。,题6、面积很大的水池，水深为H，水面上浮着一正方体木块，木块边长为a，密度为水的密度的12，质量为m，开始时木块静止，有一半没入水中，如图示，现用力F将木块缓慢地压到池底，不计水的摩擦，求(1)从木块刚好完全没入水中到停在池底的过程中，池水势能的改变量(2)从开始到木块刚好完全没入水中的过程中，力F所做的功,题7、“和平号”空间站已于2001年3月成功地坠落在南太平洋海域，坠落过程可简化为从一个近圆轨道开始，经过与大气摩擦，空间站的绝大部分经过升温、熔化，最后汽化而销毁，剩下的残片坠入大海，此过程中空间站原来的机械能中，除一部分用于销毁和一部分被残片带走外，还有一部分能量E通过其他方式散失，(不考虑坠落过程中化学瓜的能量),(1)试导出以下列各物理量的符号表示散失能量E的公式(接下页),(接上页)(2)算出E的数值(结果保留两位有效数字)坠落开始时空间站的质量M=1.17105kg；轨道离地面的高度h=146km；地球半径R=6.4106m；坠落范围内重力加速度可看做g=10ms2；入海残片的质量m=1.2104kg；入海残片的温度升高T=3000K；入海残片的入海速度为声速v=340ms；空间站材料每1kg升温1K平均所需能量c=1.0103J；每销毁1kg材料平均所需能量=1.0107J,题8、一个圆柱形的竖直的井里存在一定量的水，井的侧面和底部是密闭的，在井中固定地插着一根两端开口的薄壁圆管，管和井共轴，管下端未触及井底，在圆管内有一不漏气的活塞，它可沿圆管上下滑动，开始时，管内外水面相齐，且活塞恰好接触水面，如图示，现用卷扬机通过绳子对活塞施加一个向上的力F，使活塞缓慢向上移动，已知管筒半r=0.100m，井的半径R=2r，水的密度=1.00103kgm3，大气压p0=1.00105Pa，求活塞上升9.00m过程中拉力所做的功(井和管足够长，不计活塞质量，不计摩擦，重力加速度g=10ms2),题9、一传送带装置示意图如图示，其中传送带经过AB区域时是水平的，经过BC区域时变为圆弧形，经过CD区域时是倾斜的，AB、CD都与BC相切，现