湖南省长沙市长郡卫星远程学校高考物理 专题二 第6课时 功能关系 机械能守恒定律能量守恒定律课件.ppt

专题二第6课时功能关系 机械能守恒定律能量守恒定律 重点知识诠释 一 功能关系 1 功功是 的量度 做功的过程就是 的过程 做了多少功 就有多少能量发生转化 2 具体情况 1 重力做功 和其他能相互转化 2 弹簧弹力做功 和其他能相互转化 3 滑动摩擦力做功 机械能转化为 重点知识诠释 一 功能关系 1 功功是 的量度 做功的过程就是 的过程 做了多少功 就有多少能量发生转化 2 具体情况 1 重力做功 和其他能相互转化 2 弹簧弹力做功 和其他能相互转化 3 滑动摩擦力做功 机械能转化为 能量转化 重点知识诠释 一 功能关系 1 功功是 的量度 做功的过程就是 的过程 做了多少功 就有多少能量发生转化 2 具体情况 1 重力做功 和其他能相互转化 2 弹簧弹力做功 和其他能相互转化 3 滑动摩擦力做功 机械能转化为 能量转化 能量转化 重点知识诠释 一 功能关系 1 功功是 的量度 做功的过程就是 的过程 做了多少功 就有多少能量发生转化 2 具体情况 1 重力做功 和其他能相互转化 2 弹簧弹力做功 和其他能相互转化 3 滑动摩擦力做功 机械能转化为 能量转化 能量转化 重力势能 重点知识诠释 一 功能关系 1 功功是 的量度 做功的过程就是 的过程 做了多少功 就有多少能量发生转化 2 具体情况 1 重力做功 和其他能相互转化 2 弹簧弹力做功 和其他能相互转化 3 滑动摩擦力做功 机械能转化为 能量转化 能量转化 重力势能 弹性势能 重点知识诠释 一 功能关系 1 功功是 的量度 做功的过程就是 的过程 做了多少功 就有多少能量发生转化 2 具体情况 1 重力做功 和其他能相互转化 2 弹簧弹力做功 和其他能相互转化 3 滑动摩擦力做功 机械能转化为 能量转化 能量转化 重力势能 弹性势能 内能 二 机械能守恒定律 在只有重力和弹簧弹力做功的情形下 物体的动能和势能发生相互转化 但机械能的总量保持不变 这个规律叫做机械能的转化与守恒定律 用公式表示为ek1 ep1 ek2 ep2式中的ek1 ep1是物体在初状态的动能和势能 ek2 ep2是物体在末状态的动能和势能 机械能守恒的几种形式 能量既不会凭空消失 也不会凭空产生 它只能从一种形式 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 三 能量转化与守恒定律 能量既不会凭空消失 也不会凭空产生 它只能从一种形式 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 三 能量转化与守恒定律 转化 能量既不会凭空消失 也不会凭空产生 它只能从一种形式 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 三 能量转化与守恒定律 转移 转化 能量既不会凭空消失 也不会凭空产生 它只能从一种形式 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 三 能量转化与守恒定律 转移 保持不变 转化 方法指津 一 六种常见的功能关系 1 合力所做的功等于物体动能的增量 表达式 w合 ek2 ek1 即动能定理 2 重力做正功 重力势能减少 重力做负功 重力势能增加 由于 增量 是终态量减去始态量 所以重力的功等于重力势能增量的负值 表达式 wg ep ep1 ep2 3 弹力做多少正功 弹性势能减少多少 弹力做多少负功 弹性势能增加多少 弹簧的弹力做的功等于弹性势能增量的负值 表达式 4 摩擦力做功与能量的转化 一对静摩擦力所做的总功等于零 在静摩擦力做功的过程中 只有机械能从一个物体转移到另一个物体 静摩擦力起着传递机械能的作用 而没有机械能转化为其他形式的能 一对相互作用的滑动摩擦力对物体系统所做的总功总是负值 其绝对值等于滑动摩擦力与相对路程的乘积 与参考系的选择无关 其中某一个摩擦力做功的大小与参考系的选择有关 恰等于系统损失的机械能 这部分机械能转化成了系统的内能 即 wf ff s q 5 电场力对电荷所做的功 等于电荷电势能的变化 电场力做了多少正功 电势能就减少多少 电场力做了多少负功 电势能就增加多少 w电 ep6 除系统内的重力和弹簧的弹力外 其他力做的总功等于系统机械能的增量 表达式 w其他 e 1 除重力或弹簧的弹力以外的其他力做多少正功 物体的机械能就增加多少 2 除重力或弹簧的弹力以外其他力做多少负功 物体的机械能就减少多少 3 除重力或弹簧的弹力以外的其他力不做功 物体的机械能守恒 能量守恒定律具有普适性 可以涉及各种形式的能量 而机械能守恒定律是有条件的 是能量守恒定律在只涉及机械能间转化时的特例 即系统内只有机械能在物体之间相互转化或转移 二 能量守恒定律和机械能守恒定律的关系 1 多个物体的机械能守恒的处理技巧 1 由两个或多个物体构成的系统 对某一个物体而言机械能不守恒 但对系统来说机械能是守恒的 若用守恒式 则所有物体的零势面必须统一 而转化式与转移式由于只涉及重力势能的变化 无需确定零势面 只要确定各物体高度的变化量即可 三 实例 1 如图所示 光滑固定斜面c倾角为 质量均为m的a b一起以某一初速沿斜面向上做匀减速运动 已知a上表面是水平的 则下列正确的是 a a受到b的摩擦力水平向右b b受到a的支持力不做功c b的机械能不变d a b之间的摩擦力为mgsin cos 1 如图所示 光滑固定斜面c倾角为 质量均为m的a b一起以某一初速沿斜面向上做匀减速运动 已知a上表面是水平的 则下列正确的是 a a受到b的摩擦力水平向右b b受到a的支持力不做功c b的机械能不变d a b之间的摩擦力为mgsin cos 2 质量为m的物体甲和质量为2m的物体乙系在绕过定滑轮的细绳的两端 甲和乙距离地面的高度都h1 如图所示 若将它们都由静止开始松手 甲在以后的运动中始终没有碰到滑轮 当甲运动到最高点时距离地面的高度h是多少 滑轮摩擦和空气阻力不计 h 7h1 3 例2 如图所示 将楔形木块放在光滑水平面上靠墙边处并用手固定 然后在木块和墙面之间放入一个小球 球的下缘离地面高度为h 木块的倾角为 球和木块质量相等 一切接触面均光滑 让小球和木块同时由静止开始运动 求球着地时球和木块的速度 2 用功能关系分析解答相关问题 2 用功能关系分析解答相关问题 3 2013年山东 如图 楔形木块abc固定在水平面上 粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同 顶角b处安装一定滑轮 质量分别为m m m m 的滑块 通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接 轻绳与斜面平行 两滑块由静止释放后 沿斜面做匀加速运动 若不计滑轮的质量和摩擦 在两滑块沿斜面运动的过程中a 两滑块组成系统的机械能守恒b 重力对m做的功等于m动能的增加c 轻绳对m做的功等于m机械能的增加d 两滑块组成系统的机械能损失等于m克服摩擦力做的功 3 2013年山东 如图 楔形木块abc固定在水平面上 粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同 顶角b处安装一定滑轮 质量分别为m m m m 的滑块 通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接 轻绳与斜面平行 两滑块由静止释放后 沿斜面做匀加速运动 若不计滑轮的质量和摩擦 在两滑块沿斜面运动的过程中a 两滑块组成系统的机械能守恒b 重力对m做的功等于m动能的增加c 轻绳对m做的功等于m机械能的增加d 两滑块组成系统的机械能损失等于m克服摩擦力做的功 3 机械能瞬时损失问题 4 电场中的功能关系 4 电场中的功能关系 5 2013年四川 在如图的竖直平面内 物体a和带正电的物体b用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接 分别静止于倾角 370的光滑斜面上的m点和粗糙绝缘水平面上 轻绳与对应平面平行 劲度系数k 5n m的轻弹簧一端固定在o点 一端用另一轻绳穿过固定的光滑小环d与a相连 弹簧处于原长 轻绳恰好拉直 dm垂直于斜面 水平面处于场强e 5 104n c 方向水平向右的匀强电场中 已知a b的质量分别为ma 0 1kg mb 0 2kg b所带电荷量q 4 10 6c 设两物体均视为质点 不计滑轮质量和摩擦 绳不可伸长 弹簧始终在弹性限度内 b电量不变 取g 10m s2 sin370 0 6 cos370 0 8 求b所受摩擦力的大小 现对a施加沿斜面向下的拉力f使a以加速度a 0 6m s2开始作匀加速直线运动 a从m到n的过程中 b的电势能增加了 已知dn沿竖直方向 b与水平面间的动摩擦因数为 0 4 求a到达n点时拉力f的瞬时功率 0 4n 左 0 528w 5 能量守恒定律的综合应用 6 如图所示 斜面轨道ab与水平面之间的夹角 53 bd为半径r 4m的圆弧形轨道 且b点与d点在同一水平面上 在b点 斜面轨道ab与圆弧形轨道bd相切 整个轨道处于竖直平面内且处处光滑 在a点处有一质量m 1kg的小球由静止滑下 经过b c两点后从d点斜抛出去 最后落在地面上的s点时的速度大小vs 8m s 已知a点距地面的高度h 10m b点距地面的高度h 5m 设以mdn为分界线 其左边为一阻力场区域 右边为真空区域 g取10m s2 cos53 0 6 求 1 小球经过b点时的速度为多大 2 小球经过圆弧轨道最低处c点时对轨道的压力多大 3 小球从d点抛出后 受到的阻力ff与其瞬时速度方向始终相反 求小球从d点至s点的过程中阻力ff所做的功 10m s43n 68j 考点限时训练 1 质量分别为m和m 其中m 2m 的两个小球p和q 中间用轻质杆固定连接 在杆的中点o处有一个固定转轴 如图所示 现在把杆置于水平位置后自由释放 在q球顺时针摆动到最低位置的过程中 下列有关能量的说法正确的是 a q球的重力势能减少 动能增加 q球和地球组成的系统机械能守恒b p球的重力势能 动能都增加 p球和地球组成的系统机械能不守恒c p球 q球和地球组成的系统机械能守恒d p球 q球和地球组成的系统机械能不守恒 a q球的重力势能减少 动能增加 q球和地球组成的系统机械能守恒b p球的重力势能 动能都