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1、第第1717講功能關系和能量守恒定律講功能關系和能量守恒定律-3-基礎夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升功和能量變化的關系幾種常見的功能關系及其表達式減少 增加 Ep1-Ep2 減少 增加 -Ep Ep1-Ep2 不變化 0-4-基礎夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升變化 增加 減少 E 減少 增加 增加 Ffx相對 -5-基礎夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升1.自然現(xiàn)象中蘊藏著許多物理知識,如圖所示為一個盛水袋,某人從側面緩慢推袋壁使它變形,則水的勢能()A.變大B.變小C.不變D.不能確定A解析:人緩慢推水袋,對水袋做正功,由功能關系可知,水的重力勢能一定增
2、加,A正確。-6-基礎夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升2.如圖所示,一固定斜面傾角為30,一質量為m的小物塊自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做勻減速運動,加速度大小等于重力加速度的大小g。物塊上升的最大高度為h,則此過程中,物塊的() C-7-基礎夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升1.功是能量轉化的量度:做功的過程是能量轉化的過程,做了多少功,就伴隨著有多少能量發(fā)生轉化;反之,轉化了多少能量就說明做了多少功。2.牢記三條功能關系(1)重力做的功等于重力勢能的變化,彈力做的功等于彈性勢能的變化。(2)合外力做的功等于動能的變化。(3)除重力、彈力外,其他力做的功等于機械能
3、的變化。-8-基礎夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升3.功能關系的選用原則(1)在應用功能關系解決具體問題的過程中,若只涉及動能的變化用動能定理分析。(2)只涉及重力勢能的變化用重力做功與重力勢能變化的關系分析。(3)只涉及機械能變化用除重力和彈力之外的力做功與機械能變化的關系分析。-9-基礎夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升摩擦力做功的特點及應用1.靜摩擦力做功的特點(1)靜摩擦力可以做功,也可以做功,還可以不做功。 (2)相互作用的一對靜摩擦力做功的代數(shù)和總等于。 (3)靜摩擦力做功時,只有機械能的相互轉移,不會轉化為內能。2.滑動摩擦力做功的特點(1)滑動摩擦力可以做
4、功,也可以做功,還可以不做功。 (2)相互間存在滑動摩擦力的系統(tǒng)內,一對滑動摩擦力做功將產(chǎn)生兩種可能效果:機械能全部轉化為內能;有一部分機械能在相互摩擦的物體間轉移,另外一部分轉化為內能。(3)摩擦生熱的計算:Q=Ffx相對。其中x相對為相互摩擦的兩個物體間的。 正 負 零 正 負 相對位移 -10-基礎夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升1.如圖所示,質量為m的木塊放在光滑的水平面上,質量為m的子彈以速度v0沿水平方向射中木塊,并最終留在木塊中與木塊一起以速度v運動。已知當子彈相對木塊靜止時,木塊前進距離為l,子彈進入木塊的深度為d,若木塊對子彈的阻力Ff視為恒定,則下列關系式錯誤的
5、是()B -11-基礎夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升解析:從圖中不難看出,當木塊前進距離為l,子彈進入木塊的深度為d時,子彈相對于地面發(fā)生的位移為l+d。由牛頓第三定律知,子彈對木塊的作用力大小也為Ff。-12-基礎夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升2.足夠長的傳送帶以速度v勻速傳動,一質量為m的小物體A由靜止輕放于傳送帶上,若小物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為,如圖所示,當物體與傳送帶相對靜止時,轉化為內能的能量為()D-13-基礎夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升1.無論是滑動摩擦力,還是靜摩擦力,計算做功時都是用力與對地位移的乘積。2.摩擦生熱的計算公式Q
6、=Ffx相對中x相對為兩接觸物體間的相對位移,若物體在傳送帶上做往復運動時,則x相對為總的相對路程。-14-基礎夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升能量守恒定律及應用1.內容能量既不會憑空,也不會憑空消失,它只能從一種形式為另一種形式,或者從一個物體到別的物體,在轉化或轉移的過程中,能量的總量。 2.表達式:E減=。 3.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,且變化量一定相等。(2)某個物體的能量減少,一定存在其他物體的能量增加,且變化量一定相等。4.節(jié)約能源的意義:能量的耗散表明,在能源的利用過程中,即在能量的轉化過程中,能量在數(shù)值上雖未減少,但在可利用的品質
7、上降低了,從便于利用的變成了不便于利用的了。產(chǎn)生 轉化 轉移 保持不變 E增 -15-基礎夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升1.火箭發(fā)射回收是航天技術的一大進步。如圖所示,火箭在返回地面前的某段運動可看成先勻速后減速的直線運動,最后落在地面上。不計火箭質量的變化,則()A.火箭在勻速下降過程中,機械能守恒B.火箭在減速下降過程中,攜帶的檢測儀器處于失重狀態(tài)C.火箭在減速下降過程中合力做功等于火箭機械能的變化D.火箭著地時,火箭對地的作用力大于自身的重力 答案解析解析關閉勻速下降階段,說明阻力等于重力,不止重力做功,所以機械能不守恒,選項A錯;在減速階段,加速度向上,所以超重,選項B錯
8、;火箭著地時,地面給火箭的力大于火箭重力,即選項D正確;合外力做功等于動能改變量,選項C錯。 答案解析關閉D-16-基礎夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升2.游客對過山車的興趣在于感受到力的變化,這既能讓游客感到刺激,但又不會受傷,設計者通過計算“受力因子”來衡量作用于游客身上的力,“受力因子”等于座椅施加給游客的力除以游客自身的重力,可以利用傳感器直接顯示數(shù)值。下圖為過山車簡化原理圖:左邊部分是裝有彈射系統(tǒng)的彈射區(qū),中間部分是作為娛樂主體的回旋區(qū),右邊部分是軌道末端的制動區(qū)。某位質量m=60 kg的游客坐過山車運動過程中,在軌道A處時“受力因子”顯示為7,在軌道B處時“受力因子”顯
9、示為0.5,在軌道C處時“受力因子”顯示為0.6。已知大回環(huán)軌道半徑r=10 m,重力加速度g取10 m/s2,則:-17-基礎夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升(1)該游客在C處時是超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)?(2)求該游客從A處運動到B處過程中損失的機械能。(3)試分析在設計時能否將彈射區(qū)和制動區(qū)的位置互換?并說明理由。答案 (1)失重狀態(tài)(2)1 500 J(3)不能;理由見解析。-18-基礎夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升解析 (1)因C處受力因子顯示0.6,即游客對座椅的壓力為0.6mg,故處于失重狀態(tài)。設游客機械能損失為E,則E=EkA-(EkB+2mgr),計算得
10、E=1 500 J。(3)不能。因為大回環(huán)的最高點比C點高,若將彈射區(qū)和制動區(qū)的位置互換,從左邊出發(fā)先經(jīng)過C點,繼續(xù)運動速度不斷減小,進入大回環(huán)軌道不一定能到達最高點B點,會發(fā)生脫離軌道的情況,所以不能互換。-19-基礎夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升1.如圖所示,輕質彈簧一端固定,另一端與一質量為m、套在粗糙豎直固定桿A處的圓環(huán)相連,彈簧水平且處于原長。圓環(huán)從A處由靜止開始下滑,經(jīng)過B處的速度最大,到達C處的速度為零,AC=h。圓環(huán)在C處獲得一豎直向上的速度v,恰好能回到A。彈簧始終在彈性限度內,重力加速度為g。則圓環(huán)()B -20-基礎夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提
11、升-21-基礎夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升2.如圖所示,光滑水平面AB與豎直面內的半圓形導軌在B點相切,半圓形導軌的半徑為r。一個質量為m的物體將彈簧壓縮至A點后由靜止釋放,在彈力作用下物體獲得某一向右的速度后脫離彈簧,當它經(jīng)過B點進入導軌的瞬間對軌道的壓力為其重力的8倍,之后向上運動恰能到達最高點C,C、O、B三點的同一豎直線上。不計空氣阻力,試求: (1)物體在A點時彈簧的彈性勢能。(2)物體從B點運動至C點的過程中產(chǎn)生的內能。-22-基礎夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升-23-基礎夯實精準歸納題組突破強化提升核心剖析歸納提升1.應用能量守恒定律解題的基本思路(1)分清有多少種形式的能量,如動能、勢能(包括重力勢能、彈性勢能、電勢能)、內能等在變化。(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E減和增加的能量E增的表達式。(3)列出能量守恒關系式:E減=E增。2.能量守恒定律確立的兩類重要事實:確認了永動機的不可能性和發(fā)現(xiàn)了各種自然現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系與轉化。
物理第六章 機械能及其守恒定律 17 功能關系和能量守恒定律
