功能关系复习.pptx

专题三 功能关系 学习目标一 理解重力 摩擦力 弹簧弹力和静电力的做功特点二 能熟练应用动力学原理和功能关系解决多过程问题 知识回顾一功 一个物体受到力的作用 如果在力的方向上发生了一段位移 就说这个力对物体做了功 计算公式 W Flcos 功的正负 1 当0 0 力对物体做正功 2 当 时 W 0 力对物体做负功 或者说物体克服这个力做了功 3 当 时 W 0 力对物体不做功 功能关系 做功的过程就是能量的转化过程 做功的数值就是能的转化数值 这是功能关系的普遍意义 不同形式的能的转化又与不同形式的功相联系 功是能量变化的量度 这是贯穿整个物理学的一个重要思想 学会正确分析物理过程中的功能关系 对于提高解题能力是至关重要的 题型一几种常见的功能关系 例1 如图 两电荷量分别为Q Q 0 和 Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧 a点位于x轴上O点与点电荷Q之间 b点位于y轴O点上方 取无穷远处的电势为零 下列说法正确的是 A b点的电势为零 电场强度也为零B 正的试探电荷在a点的电势能大于零 所受静电力方向向右C 将正的试探电荷从O点移到a点 静电力做正功D 将同一正的试探电荷先后从O b点移到a点 后者电势能的变化较大 B 题型一几种常见的功能关系 题型一几种常见的功能关系 B 例2 题型一几种常见的功能关系 题型一几种常见的功能关系 例3如图 如图所示 一根轻弹簧下端固定 竖立在水平面上 其正上方A位置有一只小球 小球从静止开始下落 在B位置接触弹簧的上端 在C位置小球所受弹力大小等于重力 在D位置小球速度减小到零 关于小球下降阶段下列说法中正确的是 A 小球的机械能守恒B 弹簧的机械能守恒C 从A C位置小球重力势能的减少等于小球动能的增加D 从A D位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加 题型一几种常见的功能关系 题型一几种常见的功能关系 例4如图所示为跳伞爱好者从高楼跳伞表演的情形 他从楼顶跳下后 在距地面一定高度处打开伞包直到安全着陆 忽略空气对人的阻力 则跳伞者 A 动能一直在增大B 机械能一直减小C 机械能先不变后减小D 重力势能先增大后减小 题型一几种常见的功能关系 C 题型一几种常见的功能关系 题型一几种常见的功能关系 一 合 初步了解全过程 构建大致运动图景 二 分 分解全过程进行 分析每个过程的规律 题型二 综合运用动力学和能量观点分析多过程问题的思路 分析要点 1题目中有多少个物理过程 2每个过程物体做什么运动 3每种运动满足什么物理规律 4运动过程中的一些关键位置 时刻 是哪些 一 合 初步了解全过程 构建大致运动图景 三 合 找到子过程的联系 寻找解题方法 二 分 将全过程进行分解 分析每个过程的规律 题型二 综合运用动力学和能量观点分析多过程问题的思路 例5 如图所示 在竖直面内有一光滑水平直轨道与半径为R 0 4m的光滑半圆形轨道在半圆的一个端点B相切 半圆轨道的另一端点为C 在A点 有一可看做质点 质量为m 0 1kg的小物块处于静止状态 现用水平恒力F将小物块推到B处后撤去 小物块沿半圆轨道运动到C处后 落回到水平面上 取g 10m s2 求 1 当水平恒力F 1 25N LAB 1m时小物块落地点到B点的水平距离 分析 匀加直 变速圆周运动 平抛运动 平抛运动规律 运动状态 物理规律 过程 由A到B 离开C以后 由B到C 关键位置 B C 解 1 小物块从A到B做匀变速直线运动 设小物块在B点的速度为vB 由牛顿第二定律有 解得 vB 5m s 或由动能定理 F ma 由运动学vB2 2as 小物块离开C是平抛运动 小物块从B到C做变速圆周运动 设小物块在C点的速度为vC 由机械能守恒定律有 解得 x 1 2m 或由动能定理 解得 vC 3m s 2 当水平恒力F 1 25N时 试作出物块经过B点对轨道压力与LAB的关系图像 D 3 当LAB 1m要使小物块不脱离轨道 恒力的取值范围 4 在A点左侧固定一压缩弹簧 若水平面是粗糙的u 0 25 当弹簧压缩量为X时 释放小物块 恰好到落到A点 求此时弹簧的弹性势能 LAB 1m 5 假如是一个可看做质点 质量为m 0 1kg的小圆环套在轨道上 请同学们自己编一个相关问题并求解 全过程处理 抓住整个过程的初 末状态 利用能量的观点解决问题 两种方法 分段 处理 全过程处理 同时要有全过程的观点 直线运动 圆周运动和平抛运动组合模型1 模型特点 物体在整个运动过程中 经历直线运动 圆周运动和平抛运动或三种运动两两组合 2 表现形式 1 直线运动 水平面上的直线运动 斜面上的直线运动 传送带上的直线运动 2 圆周运动 绳模型圆周运动 杆模型圆周运动 拱形桥模型圆周运动 3 平抛运动 与斜面相关的平抛运动 与圆轨道相关的平抛运动 3 应对模式 这类模型一般不难 各阶段的运动过程具有独立性 只要对不同过程分别选用相应规律即可 两个相邻的过程连接点的速度是联系两过程的纽带 很多情况下平抛运动末速度的方向是解决问题的重要突破口 二 综合运用动力学和功能关系分析多过程问题 变式训练1 如图所示 半径为R的光滑半圆轨道ABC与倾角为 37 的粗糙斜面轨道DC相切于C点 半圆轨道的直径AC与斜面垂直 质量为m的小球从A点左上方距A点高为h的斜面上方P点以某一速度v0水平抛出 刚好与半圆轨道的A点相切进入半圆轨道内侧 之后经半圆轨道沿斜面刚好滑到与抛出点等高的D点 已知当地的重力加速度为g 取R 50h 9 sin37 0 6 cos37 0 8 不计空气阻力 求 1 小球被抛出时的速度v0 2 小