高三物理二轮复习 第1部分 专题2 功和能 第2讲 机械能守恒定律 功能关系课件.ppt

第2讲机械能守恒定律功能关系 核心考点聚焦 热点考向例析 如图所示 水平传送带顺时针转动 转速v0 2m s 左右两端长l 6m 传送带左端有一顶端高为h 1 8m的光滑斜面轨道 斜面底端有一小段圆弧与传送带平滑连接 传送带右端有一竖直放置的光滑圆弧轨道mnp 半径为r m o n在同一竖直线上 p点到传送带顶端的竖直距离也为r 一质量为m 0 6kg的物块自斜面的顶端由静止释放 之后从传送带右端水平抛出 并恰好由p点沿切线落入圆弧轨道 已知物块与传送带之间的动摩擦因数 0 4 op连线与竖直方向夹角 60 g取10m s2 求 考向一机械能守恒定律的应用 解决机械能守恒综合题目的一般方法 1 对物体进行运动过程的分析 分析每一运动过程的运动规律 2 对物体进行每一过程中的受力分析 确定有哪些力做功 有哪些力不做功 哪一过程中满足机械能守恒定律的条件 3 分析物体的运动状态 根据机械能守恒定律及有关的力学规律列方程求解 题组训练 1 静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升 在某一高度撤去恒力 不计空气阻力 在整个上升过程中 物体机械能随时间变化关系是 如图所示 水平传送带两端点a b间的距离为l 把一个小物体放到右端的a点 某人用水平向左的恒力f使小物体以速度v1匀速滑到左端的b点 拉力f所做的功为w1 功率为p1 这一过程中物体和传送带之间因摩擦而产生的热量为q1 这一过程中传送带始终静止 随后让传送带以v2的速度逆时针匀速运动 此人仍用相同的水平向左恒力f拉物体 使它以相对传送带为v1的速度匀速从a滑行到b 这一过程中 拉力f所做的功为w2 功率为p2 物体和传送带之间因摩擦而产生的热量为q2 下列关系中正确的是 考向二功能关系的应用 a w1 w2 p1 p2 q1 q2b w1 w2 p1 p2 q1 q2c w1 w2 p1 p2 q1 q2d w1 w2 p1 p2 q1 q2 1 功能关系的应用 三注意 分清是什么力做功 并且分析该力做正功还是做负功 根据功能之间的对应关系 判定能的转化形式 确定能量之间的转化情况 也可以根据能量之间的转化情况 确定是什么力做功 尤其可以方便计算变力做功的多少 题组训练 1 多选 在大型物流货场 广泛应用着传送带搬运货物 如图甲所示 与水平面倾斜的传送带以恒定速率运动 皮带始终是绷紧的 将m 1kg的货物放在传送带上的a处 经过1 2s到达传送带的b端 用速度传感器测得货物与传送带的速度v随时间t变化图象如图乙所示 已知重力加速度g 10m s2 由v t图可知 解析 由图乙可计算出 货物在前0 2s运动的距离l1 0 2m 在0 2 1 2s内移动的距离l2 3m 所以a b两点距离l l1 l2 3 2m a错误 从图象上看 前0 2s货物的加速度a1 10m s2 0 2 1 2s内货物的加速度a2 2m s2 根据受力情况 可知ma1 mgsin mgcos ma2 mgsin mgcos 解得 0 5 b正确 同时还解得摩擦力ff mgcos 4n 前0 2s摩擦力做功w1 ffl1 0 8j 在0 2 1 2s内摩擦力做功w2 ffl2 12j 摩擦力对货物做的总功w1 w2 11 2j c错误 从图象可求得相对位移l相 1 2m 摩擦产生的热量q 1 2 4j 4 8j d正确 答案 bd 2015 河南实验中学模拟 如图所示 在绝缘的斜面上方存在着沿水平向右的匀强电场 斜面上的带电金属块沿斜面滑下 已知在下滑的过程中 金属块动能增加了12j 金属块克服摩擦力做功8j 重力做功24j 下列判断中正确的是 a 金属块带负电b 金属块克服电场力做功8jc 金属块的机械能减少12jd 金属块的电势能减少4j 考向三功能关系在电磁学中的应用 解析 设重力做功为wg 克服摩擦力做功wf 电场力做功w 由动能定理wg w wf ek 解得电场力做功w 4j 所以电场力做负功 由于斜面上的带电金属块沿斜面滑下故金属块带正电 a b选项错误 除重力外的其他外力做功w wf 12j 故金属块的机械能减少12j c选项正确 电场力做负功 金属块的电势能增加 d选项错误 答案 c 1 电场中的功能关系 1 若只有电场力做功 电势能与动能之和保持不变 2 若只有电场力和重力做功 电势能 重力势能 动能之和保持不变 3 所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化 2 在解决电磁学中功能关系问题时应注意以下几点 1 洛伦兹力在任何情况下都不做功 2 电场力做功与路径无关 电场力做的功等于电势能的变化 3 力学中的几个功能关系在电磁学中仍然成立 题组训练 1 地球表面附近某区域存在大小为150n c 方向竖直向下的电场 一质量为1 00 10 4kg 带电荷量为 1 00 10 7c的小球从静止释放 在电场区域内下落10 0m 对此过程 该小球的电势能和动能的改变量分别为 重力加速度大小取9 80m s2 忽略空气阻力 a 1 50 10 4j和9 95 10 3jb 1 50 10 4j和9 95 10 3jc 1 50 10 4j和9 65 10 3jd 1 50 10 4j和9 65 10 3j 解析 根据功能关系解决问题 小球下落过程中 电场力做负功 电势能增加 增加的电势能 ep qeh 1 00 10 7 150 1