5.4功能关系 守恒定律.ppt

1、一、功能关系 1功是 的量度，即做了多少功，就有多少能量发 生了转化,2做功的过程一定伴随有 ，而且 必 须通过做功来实现,能量转化,能量的转化,能量的转化,2表达式：E减 ,二、能量守恒定律 1内容：能量既不会消灭，也 ，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， 而在转化和转移的过程中，能量的总量 ,不会创生,转移,转化,保持不变,E增,E减表示某个物体或某种形式的能量的减少量，等于初状态能量减去末状态能量；E增表示其他物体或其他形式的能量的增加量，等于末状态能量减去初状态能量,1合外力对物体做的功等于物体动能的改变 W合Ek2Ek1，即动能定理 2重力做的功对应重力势

2、能的改变 WGEpEp1Ep2 重力做多少正功，重力势能就减少多少；重力做多少负功，重力势能就增加多少 3弹簧弹力做功与弹性势能的改变相对应 WFEpEp1Ep2,弹力做多少正功，弹性势能就减少多少；弹力做多少负功，弹性势能就增加多少 4除重力或弹簧弹力以外的其他力做的功与物体机械能的 增量相对应，即W其他E. (1)除重力或弹簧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)除重力或弹簧弹力以外的其他力不做功，物体的机械能 守恒,做功的过程就是能量转化的过程，但“功”并不是“能”，它仅是实现能量转化的途径,1

3、(2009广东理基)游乐场中的一种滑梯如图541 所示小朋友从轨道顶端由静止开始下滑，沿水平轨道滑动了一段距离后停下来，则 (),A下滑过程中支持力对小朋友做功 B下滑过程中小朋友的重力势能增加 C整个运动过程中小朋友的机械能守恒 D在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功,解析：下滑过程中支持力的方向总与速度方向垂直，所以支持力不做功，A错误；越往下滑动重力势能越小，B错误；摩擦力的方向与速度方向相反，所以摩擦力做负功，机械能减少，D正确，C错误,答案：D,利用WFfFfl相对进行热量Q的计算时，关键是对相对路程l相对的理解例如：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

4、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个物体往复运动，则l相对为两物体相对滑行路径的总长度,2如图542所示，木块A放在木 块B的左端，用恒力F将A拉至B的 右端，第一次将B固定在地面上， F做功为W1，产生的热量为Q1；第二次让B可以在 光滑地面上自由滑动，F做的功为W2，产生的热量 为Q2，则应有 (),AW1W2，Q1Q2BW1W2，Q1Q2 CW1W2，Q1Q2 DW1W2，Q1Q2,解析：WFlA，第一次lA比第二次lA小，故W1W2，而Qmgl相对，故Q1Q2.故选项A正确,答案：A,1对定律的理解 (1)某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加， 且减

5、少量和增加量相等 (2)某个物体的能量减少，一定存在别的物体的能量增加， 且减少量和增加量相等,2应用定律解题的步骤 (1)分清共有多少种形式的能(如动能、势能、电能、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 (3)减少的总能量一定等于增加的总能量，据此列出方程： E减E增,1应用能量守恒定律解决有关问题的关键是准确分析有 多少种形式的能在变化，求出减少的总能量和增加的总 能量，然后再依据能量守恒列式求解 2高考考查该类问题时，常综合平抛、圆周运动及电学、 磁学、热学等知识，考查学生的判断、推理及综合分析 问题的能力,3(2010盐城模拟)NBA篮球赛非常精彩，吸引了

6、众多观众经常有这样的场面：在终场前0.1 s，运动员把球投 出且准确命中，获得比赛的胜利如果运动员投篮过程 中对篮球做功为W，出手高度(相对地面)为h1，篮筐距地 面高度为h2，球的质量为m，空气阻力不计，则篮球进 筐时的动能表达式是() AWmgh1mgh2 BWmgh2mgh1 Cmgh1mgh2W Dmgh2mgh1W,解析：由能量守恒，人做的功(W)增加了球进筐时的动能和势能设进筐时球的动能为Ek. 则有：WEkmgh2mgh1 故EkWmgh1mgh2.A项正确,答案：A,一小滑块放在如图543所示 的凹形斜面上，用力F沿斜面向下拉小 滑块，小滑块沿斜面运动了一段距离， 若已知在这一

7、过程中，拉力F所做的功 的大小(绝对值)为A，斜面对小滑块的作用力所做的功的大小为B，重力做功的大小为C，空气阻力做功的大小为D.当用这些量表达时，求：,(1)小滑块的动能的改变量(指末态动能减去初态动能)； (2)小滑块的重力势能的改变量； (3)小滑块机械能(指动能与重力势能之和)的改变量,思路点拨解答本题时注意三方面的关系： (1)小滑块动能的改变量对应合外力做的功； (2)小滑块重力势能的改变量对应重力做的功； (3)小滑块机械能的改变量对应除重力以外的力做的功,课堂笔记(1)据动能定理，动能的改变量等于外力做功的代数和，其中做负功的有空气阻力、斜面对滑块的作用力(因弹力不做功，实际上

8、为摩擦阻力做的功) 因此EkABCD. (2)滑块重力势能的减少等于重力做的功，因此EpC. (3)滑块机械能的改变量等于重力之外的其他力做的功， 因此EABD.,答案(1)ABCD(2)C(3)ABD,重力势能、弹性势能、电势能的改变量(末状态势 能减去初状态势能)与对应的力做的功数值相等，但符 号相反.,(2009山东高考)如图544 所示为某探究活动小组设计的节能运 输系统，斜面轨道倾角为30，质量 为M的木箱与轨道的动摩擦因数为 .木箱在轨道顶端时，自动装货 装置将质量为m的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨,道无初速滑下，当轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰

9、好被弹回到轨道顶端，再重复上述过程下列选项正确的是 (),AmM Bm2M C木箱不与弹簧接触时，上滑的加速度大于下滑的加 速度 D在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的 重力势能全部转化为弹簧的弹性势能,思路点拨在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程和木箱反弹至顶端的过程中，除有重力势能、弹性势能的转化外，还有因摩擦力做功产生的内能，可应用能量守恒定律列式求解,课堂笔记在木箱与货物从下滑至弹簧压缩到最短的过程中，由能量守恒有： (mM)gh(mM)gcos30 E弹 在木箱反弹至运动到轨道顶端的过程中，由能量守恒有： E弹Mg cos30 Mgh 联立得：m2M，A错误，B正确 下滑过程中

10、：(Mm)gsin(Mm)gcos(Mm)a1 上滑过程中：MgsinMgcosMa2 ,解得：a2g(sincos)a1g(sincos)， 故C正确 在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势 能转化为弹簧的弹性势能和内能，所以D错误,答案BC,在应用能量守恒定律分析问题时，首先应抓住有几种形式的能量参与了转化或转移，然后再利用能量守恒定律列式求解.,(14分)(2010杭州模拟)如图 545所示，一质量为m的滑块 从高为h的光滑圆弧形槽的顶端A处 无初速度地滑下，槽的底端B与水 平传送带相接，传送带的运行速度恒为v0，两轮轴心间距为l，滑块滑到传送带上后做匀加速运动，滑到传送带右

11、端C时，恰好加速到与传送带的速度相同，求：,(1)滑块到达底端B时的速度大小vB； (2)滑块与传送带间的动摩擦因数； (3)此过程中，由于克服摩擦力做功而产生的热量Q.,思路点拨,解题样板(1)滑块在由A到B的过程中机械能守恒， 可得：mgh mvB2.(2分) 解得：vB . (1分) (2)滑块在由B到C的过程中，应用动能定理得： mgl mv02 mvB2.(2分) 解得 . (1分),(3)QFfl相对mgl相对(3分) 由l相对v0t t和v0vBgt 可得：l相对 ， (3分) 故Q .(2分),答案(1) (2) (3),传送带在日常生活和生产中应用非常广泛，近几年高考中与传送

12、带运动相联系的问题也多次出现传送带上的物体因其受到的摩擦力的大小和方向具有不确定性，往往导致物体的运动有两个或两个以上的过程(本题属临界问题，只有一个过程)，因此要对各个过程进行做功和能量转化问题分析，然后根据题目条件求解,1一物块由静止开始从粗糙斜面上的某点加速下滑到另一 点，在此过程中重力对物块做的功等于 () A物块动能的增加量 B物块重力势能的减少量与物块克服摩擦力做的功之 和 C物块重力势能的减少量和物块动能的增加量以及物 块克服摩擦力做的功之和 D物块动能的增加量与物块克服摩擦力做的功之和,解析：由动能定理得WGWf mv2，故WG mv2Wf，其中WG为重力做的功，等于重力势能的

13、减少量，Wf为克服摩擦力做的功，很显然只有D项正确,答案：D,2运动员跳伞将经历开伞前后的加速下降和减速下降两 个过程将人和伞看成一个系统，在这两个过程中，下列说法正确的是 () A阻力对系统始终做负功 B系统受到的合外力始终向下 C重力做功使系统的重力势能增加 D任意相等的时间内重力做的功相等,解析：阻力的方向总与运动方向相反，故阻力总做负功，A项正确；运动员加速下降时合外力向下，减速下降时合外力向上，B项错误；重力做功使系统重力势能减少，C项错误；由于做变速运动，任意相等时间内的下落高度h不相等，所以重力做功Wmgh不相等，D项错误,答案：A,3如图546所示，具有一定初速度的 物块，沿倾

14、角为30的粗糙斜面向上 运动的过程中，受一个恒定的沿斜面 向上的拉力F作用，这时物块的加速度 大小为4 m/s2，方向沿斜面向下，那么，在物块向上运 动的过程中，下列说法正确的是 (),A物块的机械能一定增加 B物块的机械能一定减少 C物块的机械能可能不变 D物块的机械能可能增加也可能减少,解析：设物块受斜面的摩擦力沿斜面向下，大小为Ff，由牛顿第二定律得：mgsin30FfFma. 可得：FFf0，即在物块向上运动的过程中，除重力做功以外，拉力F和滑动摩擦力的合力做正功，物块的机械能增加，故A正确，B、C、D错误,答案：A,4(2010宁波质检)一根长为L、质量为m的均匀链条放在 光滑的水平

15、桌面上，其长度的一半悬于桌边，若要将 悬着的部分拉回桌面，至少做功 () A. mgLB. mgL CmgL D. mgL,解析：悬于桌边的链条质量为 .将其拉上桌面，重心升高 ，故至少做功为 mgL.选项A正确,答案：A,5如图547所示是简化后的跳台滑雪的雪道示意 图整个雪道由倾斜的助滑雪道AB 和着陆雪道DE以及水平的起跳平台 CD组成，AB与CD圆滑连接运动 员从助滑雪道AB上由静止开始，在 重力作用下滑到D点水平飞出，不 计飞行中的空气阻力，经2 s在水平方向飞行了60 m，落在着陆雪道DE上已知从B点到D点运动员的速度大小不变(g取10 m/s2),(1)求运动员在AB段下滑到B点的速度大小； (2)若不计阻力，求运动员在AB