功能关系 能量转化守恒定律

1、关于功能关系 能量转化守恒定律现在学习的是第一页，共24页一、功能关系一、功能关系 如图所示，质量为m的物体在力F的作用下由静止从地面运动到离地h高处, 已知F mg,试分别求出在此过程中重力、力F和合外力的功，以及物体的重力势能、动能和机械能的变化量，并分析这些量之间存在什么关系？WG=mgh， WF= mgh， W合= mgh; EP增加mgh，EK增加 mgh，E机增加 mgh.关系：关系： 重力做功等于重力势能变化量的负值；重力做功等于重力势能变化量的负值； 合外力的功等于物体动能的变化量；合外力的功等于物体动能的变化量； 力力F的功等于物体机械能的变化量的功等于物体机械能的变化量现在

2、学习的是第二页，共24页知识梳理知识梳理 1能的概念2功能关系 (1)功是能量转化能量转化的量度，即做了多少功就有多少能量多少能量发生了转化 (2)做功的过程一定伴随着能量的转化能量的转化，而且能量的转化能量的转化必通过做功来实现 3功与对应能量的变化关系现在学习的是第三页，共24页二、能量守恒定律二、能量守恒定律 说明下列有关能量转化的问题中，分别是什么能向什么能的转化 (1)列车刹车时由运动变为静止；动能 内能 (2)太阳能电池发电； 太阳能 电能 (3)风力发电； 空气动能 电能 (4)潮汐发电； 水的势能 电能 (5)太阳能热水器工作时； 太阳能 内能 (6)汽车由静止启动。 化学能

3、动能现在学习的是第四页，共24页知识梳理知识梳理 1内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，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别的物体，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变 2表达式：E减 E增 .现在学习的是第五页，共24页考点一功能关系的应用考点一功能关系的应用考点解读考点解读 1搞清力对搞清力对“谁谁”做功：对做功：对“谁谁”做功就对应做功就对应“谁谁”的位移，引的位移，引起起“谁谁”的能量变化的能量变化 如子弹物块模型中，摩擦力对子弹的功必须用子弹的位移去求解，这个功引起子如子弹物块模型中，摩擦力对子弹的功必须用子弹的位移去求解，这个功引起子弹动能的变化弹动能

4、的变化 2搞清不同的力做功对应不同形式的能的改变搞清不同的力做功对应不同形式的能的改变例例1升降机底板上放一质量为升降机底板上放一质量为100 kg的物体，物体随升的物体，物体随升降机由静止开始竖直向上移动降机由静止开始竖直向上移动5 m时速度达到时速度达到4 m/s，则此过程中则此过程中(g取取10 m/s2) ( ) A升降机对物体做功升降机对物体做功5 800 J B合外力对物体做功合外力对物体做功5 800 J C物体的重力势能增加物体的重力势能增加500 J D物体的机械能增加物体的机械能增加800 JWF - WG = mv2800J5000J5800JA现在学习的是第六页，共24

5、页 跟踪训练跟踪训练1破亚运会记录的成绩夺得110 m跨栏的冠军他采用蹲踞式起跑，在发令枪响后，左脚迅速蹬离起跑器，向前加速的同时提升身体重心如图所示，假设刘翔的质量为m，起跑过程前进的距离为s，重心升高为h，获得的速度为v，克服阻力做功为W阻，则在此过程中 ( ) A.运动员的机械能增加了 mv2 B.运动员的机械能增加了 mv2mgh C.运动员的重力做功为mgh D.运动员自身做功W人 mv2mghW阻W人 W阻 mgh mv2现在学习的是第七页，共24页 考点二对能量守恒定律的理解和应用考点二对能量守恒定律的理解和应用 考点解读考点解读 列能量守恒定律方程的两条基本思路： (1)某种形

6、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现在学习的是第八页，共24页例例2如图所示，光滑坡道顶端距水平面高度为h，质量为m的小物块A从坡道顶端由静止滑下，进入水平面上的滑道时无机械能损失，为使A制动，将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上，另一端恰位于坡道的底端O点已知在OM段，物块A与水平面间的动摩擦因数均为，其余各处的摩擦不计，重力加速度为g，求：(1)物块滑到O点时的速度大小；(2)弹簧为最大压缩量d时的弹性势能(设弹簧处于原长时弹性势能为零)；(3)若物块A能够被弹回到坡道上，则

7、它能够上升的最大高度是多少？现在学习的是第九页，共24页解：解：现在学习的是第十页，共24页跟踪训练跟踪训练2 2如图所示，如图所示，A、B、C质量分别为质量分别为mA0.7 kg，mB0.2 kg，mC0.1 kg，B为套在细绳上的圆环，为套在细绳上的圆环，A与水平桌面的动摩擦与水平桌面的动摩擦因数因数0.2，另一圆环另一圆环D固定在桌边，离地面高固定在桌边，离地面高h20.3 m，当当B、C从静止下降从静止下降h10.3 m后，后，C穿环而过，穿环而过，B被被D挡住，不计绳子挡住，不计绳子质量和滑轮的摩擦，取质量和滑轮的摩擦，取g10 m/s2，若开始时若开始时A离桌边足够离桌边足够远试求

8、：远试求：(1)物体物体C穿环瞬间的速度穿环瞬间的速度（1）设）设B、C一起下降一起下降h1时，三者的共同速度为时，三者的共同速度为v。 对对A、B、C一起运动一起运动h1的过程应用能量守恒的过程应用能量守恒 定律定律, 得得 (mB+mC)gh1= (mA+mB+mC)v12+mAgh1 代入数据，解得代入数据，解得v1 = m/s（mB+mc)gFN思维导图：思维导图：B、C下落下落重力势重力势能减小能减小克服摩擦力做功克服摩擦力做功转化为系统动能转化为系统动能能量能量守恒守恒现在学习的是第十一页，共24页 (2)物体C能否到达地面？如果能到达地面，其速度多大？s,m/10662vAB C

9、 DACh2判断：判断：B被圆环被圆环D挡住后与挡住后与C脱离，脱离，A、C继续继续一起运动。因一起运动。因A所受摩擦力所受摩擦力f mcg=1N，故故A、C一起减速运动。一起减速运动。 设设C再下落再下落h后，后，A、C两者速度两者速度均减为零均减为零.对对A、C一起再下降一起再下降h的过程应用能量守恒定律的过程应用能量守恒定律, 得得 mcg h + (mA+mC)v12 =mAg h 解得，解得， h=0.96m显然显然 hh2=0.3m，因此，因此B被挡后被挡后C能落至地面。能落至地面。 设设C到达地面的速度为到达地面的速度为v2, 由能量守恒定律得由能量守恒定律得 代入数据，可求出代

10、入数据，可求出现在学习的是第十二页，共24页 考点三摩擦力做功的特点及应用考点三摩擦力做功的特点及应用 考点解读考点解读 1、滑动摩擦力做功，部分机械能转化为内、滑动摩擦力做功，部分机械能转化为内能，此部分能量就是系统机械能的损失量。能，此部分能量就是系统机械能的损失量。 2、一对相互作用的滑动摩擦力对物体系统、一对相互作用的滑动摩擦力对物体系统所做的总功总为负值，系统损失的机械能转变所做的总功总为负值，系统损失的机械能转变成内能，而成内能，而一对静摩擦力所做功的代数和等于一对静摩擦力所做功的代数和等于零零。现在学习的是第十三页，共24页例例3如图所示，如图所示，A物体放在物体放在B物体的左侧

11、，用水平恒物体的左侧，用水平恒力力F将将A拉至拉至B的右端，第一次的右端，第一次B固定在地面上，固定在地面上，F做做功为功为W1，产生热量，产生热量Q1. 第二次让第二次让B在光滑地面上自在光滑地面上自由滑动，由滑动，F做功为做功为W2，产生热量为，产生热量为Q2，则应有，则应有() AW1W2，Q1Q2 BW1W2，Q1Q2 CW1W2，Q1Q2 DW1W2，Q1Q2 A现在学习的是第十四页，共24页 跟踪训练跟踪训练3如图所示，质量为M，长度为L的小车静止在光滑的水平面上，质量为m的小物块，放在小车的最左端现用一水平力F作用在小物块上，小物块与小车之间的摩擦力为Ff，经过一段时间小车运动的

12、位移为x，小物块刚好滑到小车的右端，则下列说法中正确的是() A. 此时小物块的动能为此时小物块的动能为F(xL) B. 此时小车的动能为此时小车的动能为Ffx C. 这一过程中这一过程中,小物块和小车增加的机械能为小物块和小车增加的机械能为FxFfL D. 这一过程中，因摩擦而产生的热量为这一过程中，因摩擦而产生的热量为FfLBD现在学习的是第十五页，共24页跟踪训练跟踪训练4如图所示，质量为如图所示，质量为m的滑块，放在光滑的水平的滑块，放在光滑的水平平台上，平台右端平台上，平台右端B与水平传送带相接，传送带的运行速度与水平传送带相接，传送带的运行速度为为v0，长为，长为L.今将滑块缓慢向

13、左压缩固定在平台上的轻弹簧，今将滑块缓慢向左压缩固定在平台上的轻弹簧，到达某处时突然释放当滑块滑到传送带右端到达某处时突然释放当滑块滑到传送带右端C时，恰好与传时，恰好与传送带速度相同滑块与传送带间的动摩擦因数为送带速度相同滑块与传送带间的动摩擦因数为.(1)试分析滑块在传送带上的运动情况试分析滑块在传送带上的运动情况分析： (1)滑块冲上传送带时，滑块冲上传送带时， 若速度若速度小于小于传送带速度传送带速度, 则滑块则滑块由于受到向右的滑动摩擦力而做由于受到向右的滑动摩擦力而做匀匀加速运动加速运动; 若速度若速度大于大于传送带速度传送带速度,则滑块由于受到向左的则滑块由于受到向左的滑动摩擦力

14、而做滑动摩擦力而做匀减速运动匀减速运动.现在学习的是第十六页，共24页(2)若滑块离开弹簧时的速度大于传送带的速度，求释放滑块时，弹簧具有若滑块离开弹簧时的速度大于传送带的速度，求释放滑块时，弹簧具有的弹性势能的弹性势能(3)若滑块离开弹簧时的速度大于传送带的速度，求滑块在传送带若滑块离开弹簧时的速度大于传送带的速度，求滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量上滑行的整个过程中产生的热量解析解析: : (2)(2)弹簧的弹性势能弹簧的弹性势能E EP P弹弹全部转化为物块的全部转化为物块的动能动能E Ek k。对滑块在传送带上运动的过程应用。对滑块在传送带上运动的过程应用动能定理，得动能定理，

15、得 - -mgL= mvmgL= mvO O2 2-E-EK K 则则E EP P弹弹=E=EK K = mv= mvo o2 2+ +mgLmgL (3) (3)设滑块在传送带上运动的时间为设滑块在传送带上运动的时间为t t，则有，则有 v vo o= v-= v-gt gt v vo o2 2 v v2 2=-2=-2gL gL 传送带在时间传送带在时间t t内的位移内的位移L=vL=vo ot t 联立联立 ，解得，解得L=L= 相对滑动生成的热量相对滑动生成的热量Q Q= mg(L-L)= mg(L-L)= mgL-mmgL-m现在学习的是第十七页，共24页 当堂检测：当堂检测： 1如

16、图所示，质量为m的物体(可视为质点)以某一速度由底端冲上倾角为30的固定斜面，上升的最大高度为h，其加速度大小为g. 在这个过程中，物体（ ） A重力势能增加了mgh B动能损失了mgh C动能损失了 mgh D机械能损失了 mgh现在学习的是第十八页，共24页3如图所示, 质量为m的长木块A静止于光滑水平面上, 在其水平的上表面左端放一质量为m的滑块B, 已知木块长为L，它与滑块之间的动摩擦因数为.现用水平向右的恒力F拉滑块B. (1)当长木块A的位移为多少时，B从A的右端滑出？ (2)求上述过程中滑块与木块之间产生的内能.现在学习的是第十九页，共24页 4.如图所示，质量为m1 kg的滑块

17、，在水平力作用下静止在倾角为30的光滑斜面上，斜面的末端B与水平传送带相接(物块经过此位置滑上皮带时无能量损失)，传送带的运行速度为v03 m/s，长为L1.4 m今将水平力撤去，当滑块滑到传送带右端C时，恰好与传送带速度相同滑块与传送带间的动摩擦因数0.25，g10 m/s2。求： (1)水平作用力水平作用力F大小；大小； (2)滑块下滑的高度；滑块下滑的高度； (3)若滑块进入传送带速度大于若滑块进入传送带速度大于3 m/s,滑块在传送带上滑行的整滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量个过程中产生的热量分析：分析：(1)根据平衡条件，解得根据平衡条件，解得F=mgtan= N现在学习的是

18、第二十页，共24页 当滑块滑到传送带右端C时，恰好与传送带速度相同求： (2)滑块下滑的高度；滑块下滑的高度；解：解：(2)设滑块从高为设滑块从高为h处下滑，到达斜面底端速度为处下滑，到达斜面底端速度为v。 下滑过程中机械能守恒：下滑过程中机械能守恒：mgh= mv2 则v= 若滑块冲上传送带时的速度若滑块冲上传送带时的速度小于小于传送带速度，则滑块在传送带传送带速度，则滑块在传送带上由于受到上由于受到向右向右的滑动摩擦力而做匀加速运动；根据动能的滑动摩擦力而做匀加速运动；根据动能定理有：定理有： 所以所以 若滑块冲上传送带时的速度若滑块冲上传送带时的速度大于大于传送带的速度，则滑块由于传送带的速度，则滑块由于受到受到向左向左的滑动摩擦力而做匀减速运动；根据动能定理，的滑动摩擦力而做匀减速运动；根据动能定理，有有 所以所以v2gh22011mgLmvmv2220vhL h0.1 m2g22011mgLmvmv2220vhL h0.8 m2g现在学习的是第二十一页，共24页解：解：(3)设滑块在传送带上运动的时间为设