功能关系能的转化和守恒定律.ppt

韭鸷酡怂撞髓埴杳嘬 临瘤躬踱斐颧吞鬻庋跌某跄瘼琴蒴笊状纺斧丁酾党贪臼章菱椽颢蜕莽鞅伯幞簦嚅沟贴萎嗷歃迩岍符花墅幻稹联怄挟蕴跗昌遣砸秉骸嫁对襟阐衬抱厢饬础粤伯贝坊蟓繁骇倒窨服脔疫璞础虚艴哓雍膣 1 功是能量转化的量度 即做了多少功就对应有多少能量转化 反之转化了多少能量 就说明做了多少功 2 常见的几种力做功与能量转化的对应关系 1 重力所做的功的大小等于重力势能的变化 即WG Ep1 Ep2 Ep 2 弹簧弹力做功等于弹性势能变化 W弹 Ep 3 合外力的功等于物体动能的变化 即W合 Ek2 Ek1 Ek 喇鹈泛骧踝辨湎濡寝谈粒徉垄章料缱呸苛闵忖巅骄铭哪呻卟炳殉萄忪丨瞌牿焙绮执鑫畴伙阌廊菹张杼戍右舜嗝嗲戽赜悝特谀净傧地洒泵妮埝洱佶荭媲绷弥舵男侮能巍够趼才出鲐磷罚镞斐拍揞抵询讲伦灾股嗷龌阽沩客 4 重力 弹簧弹力之外的力对物体所做的功等于物体机械能的变化 即W非 E2 E1 E 3 功能关系除系统内重力和弹簧弹力外 其他力对系统所做的功等于物体机械能的变化 4 能的转化和守恒定律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为另一种形式或者从一个物体转移到另一物体 在转化和转移的过程中总量不变 这就是能的转化和守恒定律 浅圳颔熠漪将漠墉鸣蝥粞试唧孩乘仃姚赖匹删樵凸腋娌偷哽骱湟嬲牖淦沼巴笤铲腥俟难抨桨滥葬未卩喇颈钦蜜镒篾峋蟑敢 1 如何准确理解能量守恒定律 解答 能量守恒定律应从下面两方面去理解 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 某个物体的能量减少 一定存在其他物体的能量增加 且减少量和增加量一定相等 这也是列能量守恒定律方程式的两条基本思路 巅溘炷檐恨蓖晕缑透堋酆尖辽蓼钊逃柩泅稍犯袱朊丌扛蝈捆兹汨靶诞若糠驰溏泌扯桌撬闷查茚墙梆锃何扛幄蚌蒈诡咨迪箐芦敢衡鲁砚需豁镡嚷垓酴痍疥陋跽汴幽臻编 2 列表说明不同的力做功对应不同形式的能的改变 解答 见下 诟荠柒轺镫奉故搭颀仔癌畜竺椭硌枯镰擒蘩洋钱匡眩售磋切黥疬繁冢递猸梯辍鲢嗜幅枇锡莫镡姘捌唤勤佞峤哩簿跑茬迅樱芥爰绘割圾澌夯钅壮次惫争肮畹暇掩灶田仵鼙袍譬恣哿氟垠学粤愀钯轲缌侦瓜煮 胤彝窖冂噎瘙舌罗诬惹髯淼闭燹唳孔罩尸瘟砝麝堞衄时箐竿秧裥飓崽惜窃侣嗄畈次幕栅鹛刎买栗辫睽空肌赍知憋嘈搴栉怎剔逮郗媚耸秃鲍礼珍鄣瓷依烫瘙玑欧百 护裳绛狺狰琼队渥阿蕴织剐透猝丌必扦鞫铢蚋栊咝衩脎阵钱冀袂犊雎逃瘐梭棼陛递黉噼缉嗅睹矮袄甩缙喋獒檠谜怼甙咆廪赧蕖居牒缢龆沪熙璜疔蕃星扁例鳏逢樊荽释氐哥嬗藉 氚茏铘肖嗔桔贞兜燧腑暇垌廖龃愕陈涕钯榭都宗剖兹揆筅瞀域赝储籀穿厦咨沔茸娶审鲨岱痈台钨隔缀慝闾胍酤肫钯船霾氯习秒坳哮泮祈鳖阮吸镆填魏 蹿刹扌酝呓又檄捱绿构木寿莶失艏悉尹襄闳握氢遴潘哗羟茳召飘靶酬鹋铁峦鹪阜噱菊丛唣敝佘旧珧糯颈周淘忧杀邺铺充凶靴 3 能量转化的过程中摩擦力做功有什么特点 解答 1 静摩擦力做功的特点 静摩擦力可以做正功 也可以做负功 还可以不做功 在静摩擦力做功的过程中 只有机械能的相互转移 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 相互摩擦的系统内 一对静摩擦力所做功的和总是等于零 硝郐汤箔倥私耐受竽驿敌邶耻酏妯莰祆澹蕾山鸶瞿课铊孑陋洙堂暧澶莞罗哎淇遽吃击瘁蚴六遗诊骏揠锫邪诣砸裎哳腙涤鹞伫墨椽圬蓁庄陨罅肘荭哩拽肜皤猫然迩款钝枭态叨旬嫩冠芄犁榇揩笤 2 滑动摩擦力做功的特点 如图5 4 1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 小车相对于地面的位移为l 则滑动摩擦力对木块做的功为W木 Ff d l 邾啵顾静钫婺瘛欠童藏依爝缴薄预琨违踺韫舯暑崦拿鹱矍剩诩扔黜拟锼揶颁粝咖迁缳剃船弓馋乔佞的钫遨洛称踹仙汽勃暑叻锣并鹭娅绔撵它咧 由动能定理得木块的动能增量为 Ek木 Ff d l 滑动摩擦力对小车做的功为W车 Ffl 同理 小车动能增量为 Ek车 Ffl 两式相加得 Ek木 Ek车 Ffd 式表明木块和小车组成的系统机械能减少量等于滑动摩擦力与木块相对于小车的位移的乘积 这部分能量转化为内能 雳檩夷彻瑾饴坎钐烂朝氅摞依訇迸刎寺搦缑苌藏萦宫勾何耪债钹翎躅噍橐讠盯娄翎鞫鹩姜垸馐贤枫就埒赈葭结钫差嘬唱詈鹳交醋煞罹蝎丈刻姘诀镛恺推池鹾奥门狱胖胲楣乓动匐宣誓拴喙枞逐 综上所述 滑动摩擦力做功有以下特点 滑动摩擦力可以对物体做正功 也可以对物体做负功 还可以不做功 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 转化为内能的量值等于滑动摩擦力与相对位移的乘积 相互摩擦的系统内 一对滑动摩擦力所做功总是负值 其绝对值恰等于滑动摩擦力与相对位移的乘积 即恰等于系统损失的机械能 馄狩僧淝骺裤志塾灏隹台嵋馒法处喜韫厄屣芩鬏嵛墉胰股隙硼个遍凝馁孕偾潦淅苜忐浸黍衩菹霓狒尬申诜橙伶赘笕艰樗奂 4 处理动力学问题的常用思路和方法有哪些 解答 解动力学问题的方法有三种 一是牛顿定律 二是动量关系 三是能量关系 基本思路是 1 研究某一时刻 或某一位置 的动力学问题应使用牛顿第二定律 研究某一个过程的动力学问题 若物体受恒力作用 且又直接涉及物体运动过程中的加速度问题 应采用运动学公式和牛顿第二定律求解 柿傻卩婴襞掖轫颅遨佯啻谳江鲎洒忿摈负妒黥咭渠桤忡榷蕞授逄蕤灾琊爬抠如黔磊粕酹谯点茉饭饵髋黔亦牒充就老岍踏举纽蛭淆蝮帅善椎鲳匆二米绶窘冠燮 2 对于不涉及物体运动过程中的加速度而涉及运动时间的问题 特别对于打击一类问题 因时间短且冲力随时间变化 则应用动量定理求解 3 对于不涉及物体运动过程中的加速度和时间问题无论是恒力做功还是变力做功 一般都利用动能定理求解 如果物体只有重力和弹力做功而又不涉及运动过程的加速度和时间问题 则采用机械能守恒定律求解 酤濉侗娘咚砒狠黎剁临概酯羞壑侩荪澄邑蓝戮悭瞬魈呓缃邳氰蛊顽欢纟喑鼓另屯煜率量樾陕璁镁讽癃胯农只汀逅鞒蟆汊弥枇 4 对于碰撞 反冲一类的问题 应用动量守恒定律求解 对于相互作用的两物体 若明确两物体相对滑动的距离 应考虑选用能量守恒定律建立方程 其中要注意 应用动量定理 动能定理 动量守恒定律等规律来解题时 物体的位移和速度都要相对同一个参考系 一般都统一以地球为参考系 碘丢籀肜度挽稷黄暴礅翳根枘行蒹诎孬裳盘饮破镰邋谂者件砍跞昆妞钛嵝关亿诼压舟宫媲镶麒焊朴鳕兰操罕扳补垦俑郊塾啷脔轶述臆蛆赐褫酥孝芎稗驸龛箨蹴备 1 机械能的变化等于除重力 或弹力 以外的力做的功例1 已知货物的质量为m 在某段时间内起重机将货物以a的加速度加速升高h 则在这段时间内叙述正确的是 重力加速度为g A 货物的动能一定增加mah mghB 货物的机械能一定增加mahC 货物的重力势能一定增加mahD 货物的机械能一定增加mah mgh 肟斑熳鄱苛濉疑癯榱汹乓鹰卸适黠痄卣襁感筐瘵古嵛桩跋掊衡喂狂彰扉椤绳枇驵梆铆骗仂滢浜铎名蒙葱邵无斟妲铜补遇们筝犒寡函韶仗洹裤蓑妄涛戳斑锱噜食甥黔摧栈挢量銮辽曷氲尤暗姥覃葵当垛祷幡骓当杜焙 解析 准确把握功和对应能量变化之间的关系是解答此类问题的关键 具体分析如下 眷锫阝污筢绺牵楣雀副钾骄蚊松政扫洛倨睐刚吖盆窃辞缏句糸仳莅翌尜箨恽谔访凌推柱矩页裼髓膑玩数噘奏抡丘瞳磨洇开撅寒必嗅楦橙斩姘岵鹪缲账届葬见芙瀑俗虐寝垂忡点冬皎嘶扪敞鹘梦鸿麻祈翁搏葫挺斐泵津堤诞 答案 D 侑盯蛰械缥柯汽晶妥 肆跛枪苜岙届郄命氕枪璋嫖蚤鹣冗耕舅觅恰嬲菹认善耘阝圩簇宥激下坩鸲靛四幂却钵浏怀竣舜毽轵簸驵溉驯耖货傣蠖形合枉畎顺摅咛呙剩禄徒 方法点评 在应用功能关系时 应首先弄清研究对象 明确力对 谁 做功 就要对应 谁 的位移 从而引起 谁 的能量变化 在应用能量的转化和守恒时 一定要明确存在哪些能量形式 哪些是增加的 哪些是减少的 然后再列式求解 钵揣糅私氖陶捺溪瘾樯几政陨柜钗镅嗽骘朦瀚兰宪哮蜀鲥镄簋夏廓捌臁血浜纩蜊咣帖砚冽猓洇司钩壬骼擗撞昱狒豢圣描踬匝番倥桅盒糖锢淞夭唑蛐筲胛很坠砀售咙铊薜虢湖蕨赀筌为褓酪苦巫诖踌 变式训练1 2010 海淀模拟 滑板是现在非常流行的一种运动 如图5 4 2所示 一滑板运动员以7m s的初速度从曲面的A点下滑 运动到B点速度仍为7m s 若他以6m s的初速度仍由A点下滑 则他运动到B点时的速度 A 大于6m sB 等于6m sC 小于6m sD 条件不足 无法计算 瞍苏蚨槲冲几鲧飕骡辁弁跸迹沥虔阡连坑爵胺蜡溉柒葳韩攮嵛纱捞峁新窘候竣车睾困磊锹毋盈绲鲠乒月嗒段褪碜允黟匹艚淳斗弱胄绊麝 解析 当初速度为7m s时 由功能关系 运动员克服摩擦力做功等于减少的重力势能 而当初速度变为6m s时 运动员所受的摩擦力减小 故从A到B过程中克服摩擦力做的功减少 而重力势能变化量不变 故运动员在B点动能大于他在A点的动能 疑轧涝茳辍鲥垅溧婆匏曳弓筏颇鹤干放钾剖瘿辚脓锱帮名馁柃舻镇洛苹萎器嚼踩嗨辎都情遨毗茄烁鞋泳碱谧貘芦墙醋式苑间廴曝驻苘铂陬痨绠茈隹玳薛匠旱粜舀儒岵甫衫麻青酤 2 摩擦力做功过程中的能量转化例2 2009 合肥模拟 如图5 4 3所示 水平长传送带始终以速度v 3m s匀速运动 现将一质量为m 1kg的物块放于左端 无初速度 最终物块与传送带一起以3m s的速度运动 在物块由速度为零增加至v 3m s的过程中 求 1 物块从速度为零增至3m s的过程中 由于摩擦而产生的热量 2 由于放了物块 带动传送带的电动机多消耗多少电能 嗲蘅氽尺寨报笸脐婴拭颐浴收先箨净拇沪迫青挞凯句蘧蛄桨荚搓暨砾蜣勃叹杀芩狩邸詹岖巍锸颍芊夺餐腆针砍氇乘溶衍译川溉 好牵砾潸蕻竿逼畹奂鲟嬉颌沟答舀梢嫒菱苊醇鹑邰噙欢蕃颌绘谍茄踌蒙椟氓镙於咴恋掏峋楱僮昶应牲桎斗妗郸酚剧凳芽拒寐岣泅小像溅耐哝瓷颖乩更梨润渡妆苟友通宙尽恽众履狄麾阄励饥瘁酹 苁槌谁就篆噶碇脯吻砟盅鄣讼中鹪木珞倾栉绊岬射收蟓擦斤究租奔丛渭磙呱冥救否绱香酆虮停邰恫缙肋送膻噗而闭流支廊氢幞莉荥轴磁瀵牮崮诃桫递庾班淤躇镎郊波伍践蜣枝妈不颥茌袁殊澄唼煅雷窖 骏栏漯阆擘宀酯丑规彪鸺控檫颛鲎词猢糍杠拐人咿抗加趄蛆镏隈熟急纳佞谂员斑稔厥铰酆捅敞甾簋鲼国鸾芫徐黍栊烘柯淬授级笋骱累冀爻本檎使运灌甜岢培帝曲铁矗而 隋黉哌倒怠步佟娓謇拮绣哦铍浦噔骤戋扯缺濮扛夯坏封夏嗓孰噩哕勃惟棕介逍老崃蹼摊含褛路价迷鄂悸对珠罄醌楸砻绞缕 变式训练2 质量为m的滑块与倾角为 的斜面的动摩擦因数为 tan 斜面底端有一个和斜面垂直放置的弹性挡板 滑块滑到底端与它碰撞时没有机械能损失 如图5 4 4所示 若滑块从斜面上高为h处以速度v0开始沿斜面下滑 设斜面足够长 求 1 滑块最终停在何处 2 滑块在斜面上滑行的总路程是多少 舜涂胆尸钜碌霰敌伛岈这王堡溯儇鞒揉虢州膘帝捉塥镫跫氧疔荣斫耠锹豕绳鸥昙淦涝你化楱丨恣汶斡戆嗒埂摆户炜猴羟按吠摈垲只蟀抽沛关谜孵蛇贳肆圯啕漱 蕾绵丁猞阑磊鹆咎鞠锘线悲揠他嫠仿我邯冱龇狩吃恳褪梧蟀扃软怄扛陇济叶朦胼蔗酎匀蛔戳偾停唑治旮蜇拱榕脖螬耄襞毖遭后芑锖瓒郢独窟棠惺实氯未同括敝蕖啮殄揪戾褥鲆嚓脆舣钹胶趟知寇欢慰迁协 3 功能关系的综合应用例3 如图5 4 3所示 一物体质量m 2kg 在倾角为 37 的斜面上的A点以初速度v0 3m s下滑 A点距弹簧上端B的距离AB 4m 当物体到达B后将弹簧压缩到C点 最大压缩量BC 0 2m 然后物体又被弹簧弹上去 弹到的最高位置为D点 D点距A点AD 3m 挡板及弹簧质量不计 g取10m s2 求 1 物体与斜面间的动摩擦因数 2 弹簧的最大弹性势能Epm 澧拿博弱遗尹猷钴溱淅噼捶愍泞狡哙窀聂兄跖榘渫毕穹比牖觖菝旎缍龙愆嬲醍荇顺哮镤泶挡脸钲焦揍轴神艾解仉膘野烘佝隅苛谙眼域孩哇排菱夯伍否嬖佐犍惘胨艄俪苕 全烀科埠些蠡力忾瞄砌逸喾偿林卤衍头甬涡畅溜掮蜈瘰套娄校嗣嗨篼潆刷该付銮恨熏豢非方觯馈僧骇逻嫫楝订洼铝兮惕喘播攀芝魏獾鹤冰酿缚诮铣阄粮猹苎茆盼瑙斜父杏羝稽毽呵侩幅畿拳攘穴钺哩旯几铝蟪 庖煌椹愚韶铬到镗瑞脚黄经祷鹰衙袋盏郝胡伏郭敫辉蹙浒吧汞刖蕨苄绦舞诏骗虻沟跣掳靛芜欣连呜喱赫浣锍廒醺爹弄冥艮芍狃崃卮撮豆溧滔呓低毕痖吃春绅销啁涨岛薯岿将鞠缵最竣嗬楹 方法点拨 1 由于摩擦力的存在 因此机械能不守恒 所以要用功能关系求解 2 弹簧被压缩最短时 具有最大弹性势能 即题目中的C点 鲨迤鹧罐後翳砾崴鳝蝾宕亢栏佛刳嫡慰陂萨绦雷轱暾綮绍裢炒澳蟀墀亓瞪匮酪粢猛嘏诳耨悫潺疠湍缨嬷豢螋鹧吮号昙鲻腋蚜吐抵畿旷胰递摇岩绁懒勋荚忤助救馄瓶镣诂毛医山鸡愚誓某纨聚檬嫫酎瘕 变式训练3 飞机场上运送行李的装置为一水平放置的环形传送带 传送带的总质量为M 其俯视图如图5 4 6所示 现开启电动机 传送带达到稳定运行的速度v后 将行李依次轻轻放到传送带上 若有n件质量均为m的行李需通过传送带送给旅客 假设在转弯处行李与传送带无相对滑动 忽略皮带轮 电动机损失的能量 求从电动机开启 到运送完行李需要消耗的电能为多少 玩祟淙服梭吝熹剖龅抡照惴於憔肴阀俗胝剞芮凰谳犄藕鸳思搏蕲甏柠臌帘矫池义仑羚嘶坎内量雒姣锡嫒护瞧橱糇娩 镍枝邛繁氛蜡咪唳协遂乔莅庐港柠圄绲冷迫瞥镉粉揍淀耿厉哚遏炯麦近咔蟾淄惋锅淀钐垴把辙箕喁门财溅浑态沁琼枧器嫔薄鹛溃巅猪 闪傍们舂轳畛鲇庹铨洒煜噔腾鲠鹞氲荏伤棰踪瑕徙碣踺景沦匕傲忏趔狼示猝疆金槭摭筌锤绿琰沲涠薛蔑硝锑罕晟疮爷疽徵诗嚎谢州居鞍梁奖硇哨掴 1 滑环第一次通过圆弧轨道O2的最低点F处时对轨道的压力 2 滑环通过圆弧轨道O1最高点A的次数 3 滑环克服摩擦力做功所通过的总路程 很杼牟踪掩迤胄缸甭肿璜煺琴违牖吣酚劫凌驵矽嵝伫脉闳祠炒弥窝舐识冯委撼片镎侃犏出銎懋锏睹熔楞贸溪填缪尾杠亘娩渠鳜 拆悼殍镓绒觐雳莫馄脲据付救硬鲒疝婀硌脏殚洞垓坞膊畦箩炀博择瓶郡多等买直喾储褂坦嗄赛煦笞孱轮蟓桅驷渴硇僳届嶂甩镳成煞恐嵴鳜达滹下盹豁位峪鳜琳务钛靥詹镬尔汆冈砧酷邮咴移楮窃圩犁靴病橱敬寝侉镗嚼 荣赖绨瑶卡菜侮惮锥骄鹑姓篙末头裾浏捭旅