功能关系课件

力学专题之 功能关系 情境 一质量为m的物体做自由落体运动在下落过程中 经过A B两点 已知A B两点之间的距离为h 思考 在此过程中重力做功为多少 结论 物体受到的力做的功是物体重力势能转化的量度 WG EP 解 由功的定义可知 WG mgh EPB EPA WG WG mghA mghB 解 由功的定义可知 结论 物体受到的重力做的功是物体重力势能转化的量度 WG EP 思考 在此过程中重力做功为多少 WG EP WG EP 情境 一质量为m的物体做自由落体运动在下落过程中 经过A B两点 已知A B两点之间的距离为h 解 由功的定义可知 WG mgh EPB EPA WG WG mghA mghB 功是能量转化的量度 结论1 物体重力做的功是物体重力势能转化的量度 WG EP WG 0 WG 0 EP减小 EP增大 功是能量转化的量度 结论1 物体重力做的功是物体重力势能转化的量度 WG EP WG 0 WG 0 结论2 物体做的功是物体弹性势能转化的量度 EP减小 EP增大 功是能量转化的量度 结论1 物体重力做的功是物体重力势能转化的量度 WG EP WG 0 WG 0 EP减小 EP增大 结论2 物体弹力做的功是物体弹性势能转化的量度 W弹 EP W弹 0 W弹 0 EP 增大 EP 减小 解 由机械能守恒定律可知 在此过程中物体机械能守恒故 E 拓展1 求在此过程中物体机械能的变化量 E 情境 一质量为m的物体做自由落体运动在下落过程中 经过A B两点 已知A B两点之间的距离为h 拓展2 若在此过程中物体受到一个竖直向上的手的拉力 已知物体在A B两点的速度分别为vA vB 求这个拉力在此过程中所做的功W 解 由动能定理可以得出 又WG mgh mghA mghB 2 情境 一质量为m的物体做自由落体运动在下落过程中 经过A B两点 已知A B两点之间的距离为h E2 E1 整理得 结论 物体受到的力做的功是物体机械能转化的量度 整理得 结论 物体受到的除重力 弹簧弹力 以外的其它力做的功是物体机械能转化的量度 功是能量转化的量度 结论1 物体重力做的功是物体重力势能转化的量度 WG EP WG 0 WG 0 EP减小 EP增大 结论2 物体弹力做的功是物体弹性势能转化的量度 W弹 EP W弹 0 W弹 0 EP 增大 EP 减小 结论3 物体受到的除重力 弹簧弹力 以外的其它力做的功是物体机械能转化的量度 W其 E2 E1 W其 0 E增大 E减小 W其 0 拓展3 若在此过程中物体受一个竖直向上的手的拉力 已知物体在A B两点的速度分别为vA vB 求这个拉力在此过程中所做的功W 解 由动能定理可以得出 情境 一质量为m的物体做自由落体运动在下落过程中 经过A B两点 已知A B两点之间的距离为h W合外 Ek 结论 物体受到的力做的功是物体动能转化的量度 结论 物体受到的合外力做的功是物体动能转化的量度 拓展3 若在此过程中物体受一个竖直向上的手的拉力 已知物体在A B两点的速度分别为vA vB 求这个拉力在此过程中所做的功W 解 由动能定理可以得出 情境 一质量为m的物体做自由落体运动在下落过程中 经过A B两点 已知A B两点之间的距离为h W合外 Ek W合外 Ek 功是能量转化的量度 结论1 物体重力做的功是物体重力势能转化的量度 WG EP WG 0 WG 0 EP减小 EP增大 结论2 物体弹力做的功是物体弹性势能转化的量度 W弹 EP W弹 0 W弹 0 EP 增大 EP 减小 结论3 物体受到的除重力 弹簧弹力 以外的其它力做的功是物体机械能转化的量度 W其 E W其 0 E增大 E减小 W其 0 结论4 物体受到的合外力做的功是物体动能转化的量度 W合外 Ek W合外 0 W合外 0 Ek增大 Ek减小 巩固练习 1 质量为m的物体 在距地面h高处以g 3的加速度由静止竖直下落到地面 下列说法中正确的是 物体的重力势能减少mgh物体的机械能减少mghC 物体的动能增加mghD 重力做功mgh B C D 例1 物体从某一高度自由下落 落在直立于地面的轻弹簧上 如图所示 在A点物体开始与弹簧接触 到B点时 物体的速度为零 然后被弹回 下列说法正确的是 A 物体从A下降到B的过程中 动能不断减小 弹性势能不断增大 B 物体从B上升到A的过程中 重力势能不断减小 弹性势能不断增大 C 物体从A到B以及从B上升到A的过程中 机械能都不变 D 物体在从A到B的过程中 到达B点时总势能最大 C D 不断减小 不断增大 动能不断减小 F mg F 巩固练习 A 木块的重力势能增加了FhB 系统的机械能增加了FhC 拉力做的功为FhD 木块的动能增加了Fh B C 2 一质量为m的木块放在地面上 用一根轻弹簧连着木块 如图示 用恒力F拉弹簧 使木块离开地面 如果力F的作用点向上移动的距离为h 则下列说法正确的是 M m M m 例2 如图所示 在光滑的水平面上 有一质量为M的长木板以一定的初速度向右匀速运动 将质量为m的小铁块无初速地轻放到木板最右端 小铁块与木板之间的动磨擦因数为 小铁块在木板上相对滑动L时与木板保持相对静止 在此过程中长木板对地位移为x1 求这个过程中 1 小铁块的动能变化 2 长木板的动能变化 3 系统增加的热量 m M 例2 如图所示 在光滑的水平面上 有一质量为M的长木板以一定的初速度向右匀速运动 将质量为m的小铁块无初速地轻放到木板最右端 小铁块与木板之间的动磨擦因数为 小铁块在木板上相对滑动L时与木板保持相对静止 在此过程中长木板对地位移为x1 求这个过程中 1 小铁块的动能变化 2 长木板的动能变化 3 系统增加的热量 例2 如图所示 在光滑的水平面上 有一质量为M的长木板以一定的初速度向右匀速运动 将质量为m的小铁块无初速地轻放到木板最右端 小铁块与木板之间的动磨擦因数为 小铁块在木板上相对滑动L时与木板保持相对静止 在此过程中长木板对地位移为x1 求这个过程中 1 小铁块的动能变化 2 长木板的动能变化 3 系统增加的热量 M m M M m m 例2 如图所示 在光滑的水平面上 有一质量为M的长木板以一定的初速度向右匀速运动 将质量为m的小铁块无初速地轻放到木板最右端 小铁块与木板之间的动磨擦因数为 小铁块在木板上相对滑动L时与木板保持相对静止 在此过程中长木板对地位移为x1 求这个过程中 1 小铁块的动能变化 2 长木板的动能变化 3 系统增加的热量 M M m m x1 L 1 由动能定理可知 小铁块变化的动能Ek为 mg x1 L Ek 2 由动能定理可知 长木板变化的动能Ek 为 mgx1 Ek 解 例2 如图所示 在光滑的水平面上 有一质量为M的长木板以一定的初速度向右匀速运动 将质量为m的小铁块无初速地轻放到木板最右端 小铁块与木板之间的动摩擦因数为 小铁块在木板上相对滑动L时与木板保持相对静止 在此过程中长木板对地位移为x1 求这个过程中 1 小铁块的动能变化 2 长木板的动能变化 3 系统增加的热量 摩擦力做正功 表示铁块动能增加 摩擦力做负功 表示长木板动能减少 结论5 力做的总功是系统增加的内能的量度 Ffd Q d为这两个物体间相对移动的路程 3 由能量守恒可知 系统产生的热量Q为 M M m m x1 L 1 由动能定理可知 小铁块变化的动能Ek为 mg x1 L Ek 2 由动能定理可知 长木板变化的动能Ek 为 mgx1 Ek 解 摩擦力做正功 表示铁块动能增加 摩擦力做负功 表示长木板动能减少 mgx1 mg x1 L mgL 结论5 一对互为作用力反作用力的滑动摩擦力做的总功是系统增加的内能的量度 Ffd Q d为这两个物体间相对移动的路程 3 由能量守恒可知 系统产生的热量Q为 M M m m x1 L 1 由动能定理可知 小铁块变化的动能Ek为 mg x1 L Ek 2 由动能定理可知 长木板变化的动能Ek 为 mgx1 Ek 解 摩擦力做正功 表示铁块动能增加 摩擦力做负功 表示长木板动能减少 mgx1 mg x1 L mgL 功是能量转化的量度 结论1 物体重力做的功是物体重力势能转化的量度 结论2 物体弹力做的功是物体弹性势能转化的量度 结论3 物体受到的除重力 弹簧弹力 以外的其它力做的功是物体机械能转化的量度 结论4 物体受到的合外力做的功是物体动能转化的量度 结论5 一对互为作用力反作用力的滑动摩擦力做的