高中物理功能關(guān)系 能量守恒定律課件

第四講功能關(guān)系能量守恒定律一、功能關(guān)系：（一）功能關(guān)系：功是能量轉(zhuǎn)化的亮度.1.做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程.2.做了多少功，就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化.（二）中學(xué)物理接觸的功能關(guān)系：1.合力做功：2.重力、彈簧的彈力、電場力做功：3.除重力、系統(tǒng)內(nèi)彈力外其它力做功：推導(dǎo)：除重力、系統(tǒng)內(nèi)彈力外，其它力做的功等于機(jī)械能的改變.其它力做正功，機(jī)械能增加，其他形式的能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能.其它力做負(fù)功，機(jī)械能減少，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.其它力不做功，或者其它力做功的代數(shù)和為零，則機(jī)械能守恒.4.一對滑動摩擦力對系統(tǒng)做的功：x1x2長木板M放在光滑水平面上，小物塊m以一定的速度v0沿水平向右的方向從長木板的左端滑上長木板，它們最后到達(dá)共同速度一起運(yùn)動.長木板與小物塊之間的滑動摩擦力f,求長木板的最小長度.x1x2滑動摩擦力f對小物塊做的功為：滑動摩擦力對長木板做的功為：滑動摩擦力對長木板和小物塊做功的代數(shù)和為：滑動摩擦力對系統(tǒng)做的功為：就是兩個(gè)物體間的相對路程.滑動摩擦力對系統(tǒng)做功，系統(tǒng)的機(jī)械能減少，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.動量守恒：系統(tǒng)減少的動能為：能量守恒：5.克服安培力做功：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，克服安培力做功，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電流的電能.6.安培力做功：發(fā)電機(jī)通電導(dǎo)線在磁場中受安培力運(yùn)動，安培力做正功，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能.電動機(jī)例1

(多選)如圖1所示，質(zhì)量為m的小車在水平恒力F推動下，從山坡底部A處由靜止運(yùn)動至高為h的B處，獲得的速度為v，AB的水平距離為s，重力加速度為g.下列說法正確的是()A．小車克服重力所做的功是mghB．合力對小車做的功是C．推力對小車做的功是Fs－mghD．阻力對小車做的功是＋mgh－FsABD例2

(多選)(2020·全國卷Ⅰ·20)一物塊在高3.0m、長5.0m的斜面頂端從靜止開始沿斜面下滑，其重力勢能和動能隨下滑距離s的變化如圖2中直線Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取10m/s2.則()A．物塊下滑過程中機(jī)械能不守恒B．物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.5C．物塊下滑時(shí)加速度的大小為6.0m/s2D．當(dāng)物塊下滑2.0m時(shí)機(jī)械能損失了12JAB二、摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化：（一）靜摩擦力做功：一個(gè)靜摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功.一對靜摩擦力對系統(tǒng)做功為零.（二）滑動摩擦力做功：一個(gè)滑動摩擦力對物體既可以做負(fù)功，也可以做正功，還可能不做功.一對滑動摩擦力對系統(tǒng)只能做負(fù)功，并且做的負(fù)功等于滑動摩擦力乘以相對路程.一對滑動摩擦力對系統(tǒng)做負(fù)功，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.例3

(多選)如圖3所示，質(zhì)量為M、長度為L的小車靜止在光滑水平面上，質(zhì)量為m的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))放在小車的最左端．現(xiàn)用一水平恒力F作用在小物塊上，使小物塊從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動．小物塊和小車之間的摩擦力為f，小物塊滑到小車的最右端時(shí)，小車運(yùn)動的距離為x.此過程中，以下結(jié)論正確的是()A．小物塊到達(dá)小車最右端時(shí)具有的動能為(F－f)(L＋x)B．小物塊到達(dá)小車最右端時(shí)，小車具有的動能為fxC．小物塊克服摩擦力所做的功為f(L＋x)D．系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能為FxABC1．(摩擦力做功)(多選)如圖4所示，輕質(zhì)彈簧的左端固定，并處于自然狀態(tài)．小物塊的質(zhì)量為m，從A點(diǎn)向左沿水平地面運(yùn)動，壓縮彈簧后被彈回，運(yùn)動到A點(diǎn)恰好靜止．物塊向左運(yùn)動的最大距離為s，與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，彈簧未超出彈性限度．在上述過程中()A．彈簧的最大彈力為μmgB．物塊克服摩擦力做的功為2μmgsC．彈簧的最大彈性勢能為μmgsD．物塊在A點(diǎn)的初速度為BC三、能量守恒定律的理解和應(yīng)用：（一）能量守恒定律的內(nèi)容：能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變．（二）表達(dá)式：減少量等于增加量.（三）基本思路：1.某種形式的能量減少，一定存在其他形式的能量增加，且減少量和增加量一定相等；2.某個(gè)物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等．（四）應(yīng)用能量守恒定律解題的步驟1.分清有幾種形式的能在變化，如動能、勢能(包括重力勢能、彈性勢能、電勢能)、內(nèi)能等．2.明確哪種形式的能量增加，哪種形式的能量減少，并且列出減少的能量ΔE減和增加的能量ΔE增的表達(dá)式．3.列出能量守恒關(guān)系式：ΔE減＝ΔE增．例4.如圖5所示，一彈射游戲裝置由安裝在水平臺面上的固定彈射器、豎直圓軌道(在最低點(diǎn)E分別與水平軌道EO和EA相連)、高度h可調(diào)的斜軌道AB組成．游戲時(shí)滑塊從O點(diǎn)彈出，經(jīng)過圓軌道并滑上斜軌道．全程不脫離軌道且恰好停在B端則視為游戲成功．已知圓軌道半徑r＝0.1m，OE長L1＝0.2m，AC長L2＝0.4m，圓軌道和AE光滑，滑塊與AB、OE之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5.滑塊質(zhì)量m＝2g且可視為質(zhì)點(diǎn)，彈射時(shí)從靜止釋放且彈簧的彈性勢能完全轉(zhuǎn)化為滑塊動能．忽略空氣阻力，各部分平滑連接．求：(1)滑塊恰好能過圓軌道最高點(diǎn)F時(shí)的速度vF大??；(2)當(dāng)h＝0.1m且游戲成功時(shí)，滑塊經(jīng)過E點(diǎn)對圓軌道的壓力FN大小及彈簧的彈性勢能Ep0；(3)要使游戲成功，彈簧的彈性勢能Ep與高度h之間滿足的關(guān)系．(2)FN＝FN′＝0.14N(1)vF＝1m/s(3)Ep＝mgh＋μmg(L1＋L2)＝2×10－3(10h＋3)J0.05m≤h≤0.2m.EP=8×10-3(J)2．(能量守恒定律)(多選)如圖6所示，一根輕彈簧一端固定在O點(diǎn)，另一端固定一個(gè)帶有孔的小球，小球套在固定的豎直光滑桿上，小球位于圖中的A點(diǎn)時(shí)，彈簧處于原長，現(xiàn)將小球從A點(diǎn)由靜止釋放，小球向下運(yùn)動，經(jīng)過與A點(diǎn)關(guān)于B點(diǎn)對稱的C點(diǎn)后，小球能運(yùn)動到最低點(diǎn)D點(diǎn)，OB垂直于桿，則下列結(jié)論正確的是()A．小球從A點(diǎn)運(yùn)動到D點(diǎn)的過程中，其最大加速度一定大于重力加速度gB．小球從B點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)的過程，小球的重力勢能和彈簧的彈性勢能之和可能增大C．小球運(yùn)動到C點(diǎn)時(shí)，重力對其做功的功率最大D．小球在D點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢能一定最大AD3．(能量守恒定律)如圖7所示，一物體質(zhì)量m＝2kg，在傾角θ＝37°的斜面上的A點(diǎn)以初速度v0＝3m/s下滑，A點(diǎn)距彈簧上端擋板位置B點(diǎn)的距離AB＝4m．當(dāng)物體到達(dá)B點(diǎn)后將彈簧壓縮到C點(diǎn)，最大壓縮量BC＝0.2m