高三物理课件：功能关系.ppt

功能关系专题 1 功和能的区别 1 功不是能 3 功和能不能相互转化 一 功和能的关系 2 功是过程量 能是状态量 2 做功的过程就是能量转化的过程 能量的转化必须通过做功来完成 功是能量转化的量度 做了多少功就有多少能量发生转化 1 功和能单位相同 2 功和能的联系 二 常用的几种功能关系 1 物体的合外力做功量度其动能的改变 即 w合 ek2 ek1 2 物体的重力做功量度其重力势能的改变 重力做正功 重力势能减少 重力做负功 重力势能增加 即 wg ep1 ep2 3 弹簧的弹力做功量度弹性势能的变化 弹力做正功 弹性势能减少弹力做负功 弹性势能增加 即 w弹 e2 e1 5 物体的重力和弹力之外的力做功量度其机械能的改变即 wf e2 e1 在机械能不守恒的运动中 重力和弹力以外的力对系统所做的功等于系统机械能的增量 4 只有弹力和重力做功 机械能不变 三 摩擦力做功的特点 1 静摩擦力做功的特点 1 静摩擦力可以做正功 也可以做负功 还可以不做功 2 在静摩擦力做功的过程中 只有机械能的相互转移 而没有机械能转化为其他形式的能 即 不产生热量 3 相互摩擦的系统内 一对静摩擦力所做功的和总是等于零 v 如图所示 表面粗糙的小车 放在光滑的水平地面上具有一定速度的小木块由小车的左端滑上小车 当木块与小车相对静止时 木块相对小车的位移为d 小车相对地面的位移为s 则 滑动摩擦力对木块做的功为 w木 f d s 由动能定理得木块的动能增量为 滑动摩擦力对小车做的功为 同理小车的动能增量为 w车 fs 2 滑动摩擦力做功的特点 1 滑动摩擦力可能做正功 也可能做负功 还可能不做功 2 一对滑动摩擦力做功的过程中 能量的转化有两种情况 一是相互摩擦的物体之间机械能的转移 二是机械能转化为内能 转化的内能量值等于滑动摩擦力与相对位移的乘积 3 相互摩擦的系统内一对滑动摩擦力所做功的和总是为负值 其绝对值恰好等于滑动摩擦力与相对位移的乘积 即 恰好等于系统损失的机械能 也等于产生的热力q 四 能量守恒定律 1 定律内容 能量既不能凭空产生 也不能凭空消失 它只能从一种形式转化成另一种形式 或者从一个物体转移到另一个物体 2 对能量守恒定律的理解 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 某个物体的能减少 一定存在其他物体的能增加 且减少量和增加量一定相等 减 增 减 增 四 应用功能关系解题需要注意的问题 1 搞清力对 谁 做功 对 谁 做功就对应 谁 的位移 相对地面 引起 谁 的能量变化 2 搞清什么力做功就对应什么形式的能变化 1 合外力做功 动能变化 2 重力做功 重力势能变化 3 弹力做功 弹性势能变化 4 除重力 弹力以外的力做功 机械能变化 5 只有重力和弹力做功 机械能不变 一对滑动摩擦力做功 内能变化 例1 物体从高出地面h处由静止开始自由落下 不考虑空气阻力 落至地面进入沙坑h停止 如图所示 求物体在沙坑中受到的平均阻力是重力的多少倍 解析 对整个过程 由动能定理可知 解得 思考 例2 如图所示光滑曲面轨道的水平出口跟停在光滑水平面上的平板小车的上表面相平 质量为m的小滑块从光滑轨道上某处由静止开始滑下并滑上平板小车 使得小车在光滑水平面上滑动 已知小滑块从光滑轨道上高为h处由静止开始下滑 最终停到板面上的q点 若平板小车的质量为3m 用g表示本地的重力加速度的大小 求 1 小滑块到达轨道底端时的速度大小v0 2 小滑块滑上小车后 平板小车可达到的最大速度v 3 该过程系统产生的总热量q 解析 1 根据题薏 小滑块沿轨道下滑的过程机械能守恒 则 2 当小车速度达到最大时 小车和滑块具有相同的速度v 由于水平面光滑 小车和滑块组成的系统在水平方向动量守恒 取向右为正方向 则 3 根据能量守恒定律 练习 1 一木块静止在光滑水平面上 被水平方向飞来的子弹击中 子弹进入木块的深度为2cm 木块相对桌面移动了1cm 设木块对子弹的阻力恒定 则产生的内能与子弹损失的动能之比为 a 1 1b 2 3c 1 2d 1 3 b 2 如图所示 物体a的质量为m 置于水平地面上 a的上端连一轻弹簧 原长为l 劲度系数为k 现将弹簧上端b缓慢地竖直向上提起 使b点上移距离l为 此时物体a也已经离开地面 则下列论述中正确的是 a 提弹簧的力对系统做的功为mglb 物体a的重力势能增加mglc 系统增加的机械能小于mgld 以上说法都不正确 c 一问题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物体势能的增加量d 物体动能的增加量加上克服重力所做的功 cd 质量相同的两个物体 分别在地球表面 不计空气阻力 和月球表面以相同的初速度竖直上抛 比较这两种情况 下列说法中正确的是 a 物体在地球表面时的惯性比在月球表面时的惯性大b 落回抛出点时 重力做功的瞬时功率相等c 两物体上升的最大高度相等d 当分别以地球表面和月球表面为参考面时 物体上升到最高点时的重力势能相等 d 5 质量为m的小球被系在轻绳一端 在竖直平面内做半径为r的圆周运动 运动过程中 小球受到空气阻力的作用 设某一时刻小球通过轨道的最低点 此时绳子的张力为 mg 此后小球继续做圆周运动 经过半个圆周恰能通过最高点 则此过程中小球克服空气阻力所做的功为 c 6 如图所示 a物体放在b物体的左端 用水平恒力f将a拉至b的右端 第一次b固定在地面上 f做功为w1 产生热量为q1 第二次让b在光滑地面上自由滑动 f做功为w2 产生热量为q2 则应有 a w1 w2 q1 q2b w1 w2 q1 q2c w1 w2 q1 q2d w1 w2 q1 q2 a 7 2005年上海卷 如图所示 某人乘雪橇从雪坡经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70kg 表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据 请根据图中的数据解决下列问题 人与雪橇从a到b的过程中 损失的机械能为多少 设人与雪橇在bc段所受阻力恒定 求阻力大小 参考答案 9100j 140n 如图所示 abc和def是在同一竖直平面内的两条光滑轨道 其中abc的末端水平 def是半径为r 0 4m的半圆形轨道 其