高考物理总复习 第5章 4讲 功能关系 能量的转化和守恒定律课件 新人教版.ppt

第四讲功能关系能量的转化和守恒定律,1掌握功能关系，并能应用解题2掌握能量的转化和守恒定律并会运用,一、功能关系1内容(1)功是的量度，即做了多少功就有发生了转化(2)做功的过程一定伴随着，而且必通过做功来实现,能量转化,多少,能量,能量的转化,能量的转化,2功与对应能量的变化关系,动能,重力势能,弹性势能,电势能,分子势能,机械能,内能,功和能有什么区别？提示：功是反映物体间在相互作用的过程中能量变化多少的物理量，它是过程量，它与一段位移相联系；能是用来反映物体做功本领的物理量，它反映了物体的一种状态，故能是状态量，它与某个时刻(或某一位置)相对应,二、能量守恒定律1内容：能量既不会消失，也不会创生，它只会从一种形式为其他形式，或者从一个物体到另一个物体，而在和过程中，能量的总量2表达式：e减e增,转化,转移,转化,转移,保持不变,e增为末状态的能量减去初状态的能量，而e减为初状态的能量减去末状态的能量,一、几种常见的功能关系1合外力所做的功等于物体动能的增量，表达式：w合ek2ek1，即动能定理2重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加，由于“增量”是终态量减去始态量，所以重力的功等于重力势能增量的负值，表达式：wgepep1ep2.,3弹簧的弹力做的功等于弹性势能增量的负值，表达式：wfepep1ep2.弹力做多少正功，弹性势能减少多少；弹力做多少负功，弹性势能增加多少4除系统内的重力和弹簧的弹力外，其他力做的总功等于系统机械能的增量，表达式：w其他e.(1)除重力或弹簧的弹力以外的其他力做多少正功，物体的机械能就增加多少(2)除重力或弹簧的弹力以外的其他力做多少负功，物体的机械能就减少多少(3)除重力或弹簧的弹力以外的其他力不做功，物体的机械能守恒,友情提示：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，哪种是增加的，哪种是减少的，然后再列式求解,答案：acd,【方法归纳】正确认识各种形式的能，动能、势能、内能、机械能等，各种形式的能之间可以相互转化做功是物体能量转化的途径，不同能量之间的转化需要有不同的力做功,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mahmghb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mahmgh,解析：由动能定理知，货物动能的增量等于货物合外力做的功mah，a错误；由功能关系，货物机械能的增量等于除重力以外的力做的功而不等于合外力做的功，b错误；由功能关系，重力势能的增量对应货物重力做的负功大小mgh，c错误；货物机械能的增量为起重机拉力做的功m(ga)h，d正确答案：d,二、能量守恒定律的理解与应用1对定律的理解(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我们列能量守恒定律方程式的两条基本思路,2应用定律解题的步骤(1)分清有多少形式的能如动能、势能(包括重力势能、弹性势能、电势能)、内能等在变化(2)明确哪种形式的能量增加，哪种形式的能量减少，并且列出减少的能量e减和增加的能量e增的表达式(3)列出能量守恒关系式：e减e增,如图所示，一物体质量m2kg，在倾角为37的斜面上的a点以初速度v03m/s下滑，a点距弹簧上端b的距离lab4m当物体到达b后将弹簧压缩到c点，最大压缩量lbc0.2m，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点的距离lad3m挡板及弹簧质量不计，g取10m/s2，sin370.6，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.,【方法归纳】解决此类问题时，紧抓“能量”这条线索，分析出现了几种能量形式，分别是多少，根据能量守恒定律列方程求解,2如图所示，用轻弹簧将质量均为m1kg的物块a和b连接起来，将它们沿竖直方向固定在空中，弹簧处于原长状态，a距地面的高度h10.90m同时释放两物块，a与地面碰撞后速度立即变为零，由于b压缩弹簧后被反弹，使a刚好能离开地面(但不继续上升)若将b物块换为质量为2m的物块c(图中未画出)，仍将它与a固定在空中且弹簧处于原长，从a距地面的高度为h2处同时释放，c压缩弹簧被反弹后，a也刚好能离开地面已知弹簧的劲度系数k100n/m，求h2.(取g10m/s2),三、摩擦力做功与机械能、内能之间转化的关系,友情提示：一对相互作用的滑动摩擦力做功所产生的热量qffl相对，其中l相对是物体间相对路径长度如果两物体同向运动，l相对为两物体对地位移大小之差；如果两物体反向运动，l相对为两物体对地位移大小之和；如果一个物体相对另一物体做往复运动，则l相对为两物体相对滑行路径的总长度,电机带动水平传送带以速度v匀速运动，一质量为m的小木块由静止轻放在传送带上，若小木块与传送带之间的动摩擦因数为，如图所示，当小木块与传送带相对静止时，求：(1)小木块的位移；(2)传送带转过的路程；(3)小木块获得的功能；(4)摩擦过程产生的内能；(5)电机带动传送带匀速转动输出的总能量,【思维点拨】木块刚放上时速度为零，必然受到传送带的动摩擦力作用做匀加速直线运动，达到与传送带共速后不再相互滑动，整个过程中木块获得一定的能量，系统由于摩擦而产生内能,【误区警示】本题易出现的问题：误认为电机输出的总能量等于小木块的动能，忽略由于摩擦而产生的内能,(1)传送带对小物体做的功；(2)电动机做的功,煤、石油、天然气等常规能源随着人类的开采正在急剧减少，并且造成了生态环境的巨大破坏，因此，新型清洁能源的开发利用成为人类的重点课题风能作为一种清洁能源，对环境的破坏小、可再生，将成为人类未来大规模应用的能源之一假设某地区的平均风速是6.0m/s，已知空气密度是1.2kg/m3，此地有一风车，它的风叶转动时可以形成半径为20m的圆面，假如这个风车能将此圆面内10%的气流的动能转变为电能问：,(1)在圆面内，每秒冲击风车车叶的气流的动能是多少？(2)这个风车平均每秒内发出的电能是多少？,如图所示为某同学设计的节能运输系统斜面轨道的倾角为37，木箱与轨道之间的动摩擦因数0.25.设计要求：木箱在轨道顶端时，自动装货装置将质量m2kg的货物装入木箱，木箱载着货物沿轨道无初速滑下，当轻弹簧被压缩至最短时，自动装货装置立刻将货物缷下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，接着再重复上述过程若g取10m/s2，sin370.6，cos370.8.求：,(1)离开弹簧后，木箱沿轨道上滑的过程中的加速度大小；(2)满足设计要求的木箱质量,解：(1)设木箱质量为m，对木箱的上滑过程，由牛顿第二定律有：mgsi