高考物理二輪專題突破 功能關系、能量守恒定律課件 魯科版 .ppt

1 功能關系 1 功是能量轉化的 即物體做了多少功 就有多少能量發(fā)生轉化 而且能的轉化必通過來實現(xiàn) 2 功和能的幾種表達形式 功和動能的關系 所有外力對物體所做功的等于物體動能的 量度 做功 代數(shù)和 增加量 功和勢能的關系 克服所做的功等于物體重力勢能的 彈簧彈力所做的功等于物體彈性勢能的減少量 功和機械能的關系 除之外的其他力所做的功等于物體機械能的增加量 功和內(nèi)能的關系 一對相互作用的做的總功 等于系統(tǒng)增加的內(nèi)能 摩擦生熱 用公式表示為 fd q d為這兩個物體間相對移動的路程 2 能的轉化和守恒定律能量既不能憑空產(chǎn)生 也不能憑空消失 它只能從一種形式為另一種形式 或從一個物體到另一個物體 在轉化或轉移的過程中其總量不變 重力 增加量 重力 滑動摩擦力 轉化 轉移 考點一功能關系1 功能關系的幾種表達形式 1 合外力對物體所做的功等于物體動能的增量 即w合 ek ek2 ek1 動能定理 2 重力做正功 重力勢能減少 重力做負功 重力勢能增加 所以重力做的功對應重力勢能的改變 即 wg ep ep1 ep2 3 彈簧彈力做的功與彈性勢能的改變相對應 w彈 e彈 ep1 ep2 4 除了重力和彈簧彈力之外的其他力對物體所做的功等于物體機械能的改變 即w其他 e2 e1 e機 功能原理 2 應用功能關系需注意的問題 1 搞清力對 誰 做功 對 誰 做功就對應 誰 的位移 引起 誰 的能量變化 如子彈物塊模型中 摩擦力對子彈的功必須用子彈的位移去求解 這個功引起子彈動能的變化 2 搞清什么力的功對應什么形式的能的變化 案例1 電機帶動水平傳送帶以速度v勻速傳動 一質(zhì)量為m的小木塊由靜止輕放在傳送帶上 如圖所示 若小木塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為 當小木塊與傳送帶相對靜止時 求 1 小木塊的位移 2 傳送帶轉過的路程 3 小木塊獲得的動能 4 摩擦過程產(chǎn)生的摩擦熱 5 電機帶動傳送帶勻速轉動輸出的總能量 技巧點撥 求解物體在傳送帶上運動的問題時 首先要正確分析物體的運動過程 一般都是先加速 后勻速 做好受力情況分析 然后利用運動學公式結合牛頓第二定律求物體及傳送帶在相應時間內(nèi)的位移 找出物體和傳送帶之間的位移關系 再利用q fs相對求摩擦生熱 利用功能關系求功 即時鞏固1 2011屆 寧波檢測 如圖所示 一足夠長的木板在光滑的水平面上以速度v勻速運動 現(xiàn)將質(zhì)量為m的物塊豎直向下輕輕地放在板的右端 已知物塊跟木板間的動摩擦因數(shù)為 為保持木板的速度不變 從物塊放到木板上到它相對木板靜止的過程中 對木板施一水平向右的恒力f 求 1 摩擦力對物塊做的功和摩擦力對木板做的功 2 恒力f對木板做的功 3 系統(tǒng)增加的內(nèi)能 案例2 2010 福建理綜 如圖甲所示 質(zhì)量不計的彈簧豎直固定在水平面上 t 0時刻 將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放 小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點 然后又被彈起離開彈簧 上升到一定高度后再下落 如此反復 通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器 測出這一過程彈簧彈力f隨時間t變化的圖象如圖乙所示 則 a t1時刻小球動能最大b t2時刻小球動能最大c t2 t3這段時間內(nèi) 小球的動能先增加后減少d t2 t3這段時間內(nèi) 小球增加的動能等于彈簧減少的彈性勢能 解析 0 t1時間內(nèi) 小球做自由落體運動 故彈簧彈力為零 t1 t2時間內(nèi) 小球壓縮彈簧 當彈力等于重力時 小球速度最大 在此時刻之前 小球做加速度減小的加速運動 之后做加速度增加的減速運動 t2時刻減速到零 t2 t3時間內(nèi) 小球向上先加速運動后減速運動 故a b c三選項中 只有c項正確 t2 t3時間內(nèi)彈簧減少的彈性勢能轉化為小球增加的動能和重力勢能之和 故d項錯誤 答案 c 即時鞏固2 2009 江蘇高考 如圖所示 兩質(zhì)量相等的物塊a b通過一輕質(zhì)彈簧連接 b足夠長 放置在水平面上 所有接觸面均光滑 彈簧開始時處于原長 運動過程中始終處在彈性限度內(nèi) 在物塊a上施加一個水平恒力 a b從靜止開始運動到第一次速度相等的過程中 下列說法中正確的有 a 當a b加速度相等時 系統(tǒng)的機械能最大b 當a b加速度相等時 a b的速度差最大c 當a b的速度相等時 a的速度達到最大d 當a b的速度相等時 彈簧的彈性勢能最大 兩物體運動的v t圖象如圖所示 t1時刻 兩物體加速度相等 斜率相同 速度差最大 t2時刻兩物體的速度相等 a速度達到最大值 兩實線之間圍成的面積有最大值即兩物體的相對位移最大 彈簧被拉到最長 除重力和彈簧彈力外其他力對系統(tǒng)做正功 系統(tǒng)機械能增加 t1時刻之后拉力依然做正功 即加速度相等時 系統(tǒng)機械能并非最大值 答案 b c d 考點二處理動力學問題的常用思路和方法研究某一時刻 或某一位置 的動力學問題 應使用牛頓第二定律 研究某一個過程的動力學問題 若物體受恒力作用 且又直接涉及物體運動過程中的加速度問題 應采用運動學公式和牛頓第二定律求解 對于不涉及物體運動過程中的加速度和時間問題 無論是恒力做功還是變力做功 一般都利用動能定理求解 如果物體只有重力和彈力做功而又不涉及運動過程的加速度和時間 則用機械能守恒定律求解 技巧提示 應用以上規(guī)律解決問題的步驟 1 認真審題 明確題目所述情景 確定研究對象 2 分析對象受力及運動狀態(tài)和運動變化的過程 作草圖 3 根據(jù)運動變化的規(guī)律確定解題思路 選擇定律或定理 4 根據(jù)選擇的定律或定理列式 有時還需挖掘題目的其他條件 如隱含條件 臨界條件 幾何關系等 列補充方程 5 代入數(shù)據(jù) 統(tǒng)一單位 計算 案例3 10只相同的小圓輪并排水平緊密排列 圓心分別為o1 o2 o3 o10 已知o1o10 3 6m 水平轉軸通過圓心 圓輪繞軸順時針轉動的轉速均為r s 現(xiàn)將一根長0 8m 質(zhì)量為2 0kg的勻質(zhì)木板平放在這些輪子的左端 木板左端恰好與o1豎直對齊 如圖所示 木板與輪緣間的動摩擦因數(shù)為0 16 不計軸與輪間的摩擦 g取10m s2 試求 1 輪緣的線速度大小 2 木板在輪子上水平移動的總時間 3 輪在傳送木板過程中所消耗的機械能 即時鞏固3 某跳傘運動訓練研究所 讓一名跳傘運動員從懸停在高空的直升機中跳下 跳離飛機一段時間后打開降落傘做減速下落 研究人員利用運動員隨身攜帶的儀器記錄下了他的運動情況和受力情況 分析這些數(shù)據(jù)知道 該運動員打開傘的瞬間 高度為1000m 速度為20m s 此后的過程中所