功能關(guān)系機械能守恒定律.ppt

1、功能關(guān)系機械能守恒定律,5課時,【基礎(chǔ)知識】,一、勢能 1、定義：_ _ 2、重力勢能： (1)定義：_ _ (2)定義式：EP=_,由于物體間或物體各部分間的相互作用 而使物體具有的(由它們的相對位置決定的)能量,由于物體和地球的相互作用而使物 體(和地球)具有的能量,mgh,(3)重力做功與重力勢能的關(guān)系： _ _ 3、彈性勢能： 定義：_ 彈力做功與彈性勢能的關(guān)系： _ _,重力做正功，重力勢能減??；重力做負(fù)功，重力勢能增加；WG EP,彈力做正功，彈性勢能減??；彈力做負(fù)功，彈性勢能增加；WF EP,物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能,二、機械能守恒定律 1、定義：_ _ _ 2、機械能守恒

2、的條件：_ _ 幾種具體情形：(1)_； (2)_； (3)_。,在只有重力或(和)彈簧彈力做功的 條件下，物體的勢能和動能相互轉(zhuǎn)化，但機械 能的總量保持不變,只有重力或(和)彈簧彈 力做功，物體只發(fā)生勢能和動能的相互轉(zhuǎn)化,只受重力或(和)彈簧彈力,除重力與彈力外，其他力不做功,除重力與彈力外，其他力做功代數(shù)和為零,3、機械能守恒定律的表達式： (1) Ek 0+ EP 0=Ek t+ EP t 初、末狀態(tài)機械能相等 E k=EP 變化的動能等于變化的勢能 (3) E A=EB 系統(tǒng)由 A、B 組成，則 A 變化的機械能等于 B 變化的機械能 4、系統(tǒng)機械能守恒的條件：外力只有重力和 (或)彈

3、簧彈力做功，內(nèi)力不能有如滑動摩擦力 做功將機械能轉(zhuǎn)化為其他形式能的情況,【知識應(yīng)用分析】,題1、如圖示，斜面體置于光滑水平面上，其光滑斜面上有一物體由靜止沿斜面下滑，在物體下滑過程中，下列說法中正確的是 A、物體的重力勢能減少，動能增加 B、斜面體的機械能不變 C、斜面對物體的作用力垂直于接觸面，不做功D、物體和斜面組成的系統(tǒng)機械能守恒,若斜面不光滑，情況又怎樣？,(一)單個物體機械能守恒,題2、如圖示，小球從 A 點開始自由下落到 B點時觸到固定在地板上的豎直輕彈簧的上端點，隨之將彈簧壓縮到 C 點后，再被彈回到 B點，問： (1)小球從 A 點到 B 點的過程中，小球的機械能是否守恒？ (

4、2)小球從 B 點到 C 點、再被 彈回到 B 點的過程中，小球 機械能是否守恒？小球和 彈簧組成的系統(tǒng)機械能 是否守恒？,題3、如圖示，A、B兩球質(zhì)量相等，A球用不能伸長的輕繩系于O1點，B球用輕彈簧系于O2點，O1與O2點在同一水平面上，分別將A、B球拉到與懸點等高處，使繩和輕彈簧均處于水平，彈簧處于自然狀態(tài)，將兩球分別由靜止開始釋放，當(dāng)兩球到達各自懸點的正下方時，兩球仍處在同一水平面，則 A、兩球到達各自懸點正下方時，兩球動能相等 B、兩球到達各自懸點正下方時，A球動能較大 C、兩球到達各自懸點正下方時，B球動能較大 D、兩球到達各自懸點正下方時，A球損失的重力勢能較多,題4、甲、乙兩球

5、質(zhì)量相同，懸線一長一短，如將兩球從圖示位置同一水平面無初速釋放，不計阻力，則小球通過最低點的時刻 A、甲球的動能較乙球的大 B、兩球受到的拉力大小相等 C、兩球的向心加速大小相等 D、相對同一參考面，兩球機械能相等,O1,題5、用一根長為 l 的細(xì)線拴一個質(zhì)量為 m 的小球懸掛在天花板上O點，現(xiàn)使細(xì)線偏離豎直方向角后，從A處無初速釋放，如圖示，試求： (1)小球擺到最低點C 時的速度； (2)小球擺到左方最高點的高度； (3)若在懸點正下方P處有一釘子， OP =l3，則小球碰釘后向左擺動過程中能達到的最大高度有何變化？,題7、如圖示，在傾角為30的斜面上，沿水平方向拋出一小球，拋出時小球的動

6、能為6J，則小于落回斜面時的動能為_J。,題6、槍豎直向上以初速度v0發(fā)射子彈，忽略空氣阻力，當(dāng)子彈離槍口距離為_時，子彈的動能是其重力勢能的一半,(二)系統(tǒng)機械能守恒,題1、如圖示一輕彈簧左端固定在長木板m2的左端，右端與小木塊m1連接，且m1、m2及m2與地面間接觸面光滑，開始時m1和m2均靜止，現(xiàn)同時對m1、m2施加等大反向的水平恒力F1和F2，從兩物體開始運動以后的整個運動過程中，關(guān)于m1、m2和彈簧組成的系統(tǒng)說法正確的是 A、由于F1、F2等大反向，故系統(tǒng)機械能守恒 B、由于F1、F2分別對m1、m2做正功，故系統(tǒng)的動能增加 C、由于F1、F2分別對m1、m2做正功，故系統(tǒng)的機械能增

7、加 D、當(dāng)彈簧的彈力大小與F1、F2大小相等時，m1、m2的動能最大,O1,題2、如圖示，長為l 的輕桿AC 可繞 A 端在豎直平面內(nèi)無摩擦地轉(zhuǎn)動，在 C 端和桿上的 B 處各固定有質(zhì)量均為 m 的小球，AB=2 l3現(xiàn)將桿接到水平位置后從靜止釋放，求桿的 C 端到達最低位置時的速度和這一過程中桿對 C 球所做的功,題3、一輛小車靜止在光滑的水平導(dǎo)軌上，一個小球用細(xì)繩懸掛在車上，由圖示位置無初速釋放，則小球在下擺過程中，下列說法正確的是 A、繩對小球的拉力不做功 B、繩對小球的拉力做正功 C、小球受到的合力不做功 D、繩對小球的拉力做負(fù)功,題4、如圖示，半徑為r、質(zhì)量不計的圓盤與地面垂直，圓盤

8、可繞其中心O處的水平光滑軸轉(zhuǎn)動，在盤的最右邊緣處固定一個質(zhì)量為m的小球A，在O點的正下方離O點r2處固定一個質(zhì)量也為m的小球B，放開盤讓其自由轉(zhuǎn)動，問：(1) A球轉(zhuǎn)到最低點時的線速度是多少？ (2)在轉(zhuǎn)動過程中半徑OA向左偏離豎直方向的最大角度是多少？,題5、輕繩一端掛一質(zhì)量為M的物體，另一端系在質(zhì)量為m的圓環(huán)上，圓環(huán)套在豎直固定的細(xì)桿上 ，定滑輪與細(xì)桿相距0.3m，將環(huán)拉至與滑輪在同一水平高度上，再將環(huán)由靜止釋放，圓環(huán)沿桿向下滑動的最大位移為0.4m，若不計一切摩擦，求： (1)物體與環(huán)的質(zhì)量比 (2)圓環(huán)下落0.3m時速度大小,三、功能關(guān)系,1、基本關(guān)系：_ 2、功能關(guān)系的和幾種表現(xiàn)形式

9、： (1)動能定理：_ (2)重力做功與重力勢能的關(guān)系：_ (3)彈力做功與彈性勢能的關(guān)系：_ 3、能的轉(zhuǎn)化和守恒定律：_ _ _,4、摩擦力做功與產(chǎn)生內(nèi)能的關(guān)系： (1)靜摩擦力做功不會將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 (2)滑動摩擦力做功與產(chǎn)生內(nèi)能的關(guān)系： 如圖示，地面光滑，m以初速度v0 滑上M，m、M 間摩擦力為 f ，則由動能定理得 f s1= f s2= 而Q=E= f (s1s2) = ,題1、一物體靜止在升降機的地板上，在升降機加速上升的過程中，地板對物體的支持力所做的功等于 A、物體勢能的增加量 B、物體動能的增加量 C、物體動能的增加量加上勢能的增加量 D、物體動能的增加量加上克服重力所

10、做的功 題2、一木塊靜止在光滑的水平面上，被水平方向飛來的子彈擊中，在子彈進入木塊的深度為2cm的過程中，木塊相對于桌面移動了1cm，設(shè)木塊對子彈的阻力恒定，則產(chǎn)生的熱能和子彈損失動能之比為_。,題3、質(zhì)量為m的物體，從靜止開始以2g的加速度豎直向下運動h，不主空氣阻力，則 A、物體的重力勢能減少了2mgh B、物體的機械能保持不變 C、物體的動能增加了2mgh D、物體的機械能增加了mgh 題4、在水平地面上平鋪了n塊磚，每塊磚的質(zhì)量為m，厚度為h，若將磚一塊一塊地疊放起來，至少需要做多少功？,題5、如圖示，小滑塊從左邊斜面 A 點由靜止開始滑下，經(jīng)過一段圓弧面后滑上右邊斜面 B點時速度恰好

11、為零，已知圓弧面光滑，如滑塊從 B 點以某一速度v 沿斜面開始下滑，到達 A點時的速度也恰好為零，求 A、B 兩點間的高度差。,題6、面積很大的水池，水深為H，水面上浮著一正方體木塊，木塊邊長為a，密度為水的密度的12，質(zhì)量為m，開始時木塊靜止，有一半沒入水中，如圖示，現(xiàn)用力F 將木塊緩慢地壓到池底，不計水的摩擦，求 (1)從木塊剛好完全沒入水中到停在池底的過程中，池水勢能的改變量 (2)從開始到木塊剛好完全沒入水中的過程中，力F 所做的功,題7、“和平號”空間站已于2001年3月成功地墜落在南太平洋海域，墜落過程可簡化為從一個近圓軌道開始，經(jīng)過與大氣摩擦，空間站的絕大部分經(jīng)過升溫、熔化，最后

12、汽化而銷毀，剩下的殘片墜入大海，此過程中空間站原來的機械能中，除一部分用于銷毀和一部分被殘片帶走外，還有一部分能量E通過其他方式散失，(不考慮墜落過程中化學(xué)瓜的能量),(1)試導(dǎo)出以下列各物理量的符號表示散失能量E 的公式 (接下頁),(接上頁) (2)算出E 的數(shù)值(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 墜落開始時空間站的質(zhì)量 M =1.17105kg； 軌道離地面的高度 h =146km； 地球半徑 R =6.4106m； 墜落范圍內(nèi)重力加速度可看做g=10ms2； 入海殘片的質(zhì)量 m =1.2104kg； 入海殘片的溫度升高T =3000K； 入海殘片的入海速度為聲速 v =340ms； 空間站材料每

13、1kg升溫1K平均所需能量c=1.0103J； 每銷毀1kg材料平均所需能量=1.0107J,題8、一個圓柱形的豎直的井里存在一定量的水，井的側(cè)面和底部是密閉的，在井中固定地插著一根兩端開口的薄壁圓管，管和井共軸，管下端未觸及井底，在圓管內(nèi)有一不漏氣的活塞，它可沿圓管上下滑動，開始時，管內(nèi)外水面相齊，且活塞恰好接觸水面，如圖示，現(xiàn)用卷揚機通過繩子對活塞施加一個向上的力F，使活塞緩慢向上移動，已知管筒半r =0.100m，井的半徑R=2r，水的密度=1.00103kgm3，大氣壓 p0=1.00105Pa，求活塞上升9.00m過程中拉力所做的功(井和管足夠長，不計活塞質(zhì)量，不計摩擦，重力加速度 g =10ms2 ),題9、一傳送帶裝置示意圖如圖示，其中傳送帶經(jīng)過AB區(qū)域時是水平的，經(jīng)過BC區(qū)域時變?yōu)閳A弧形，經(jīng)過CD區(qū)域時是傾斜的，AB