高中物理人教版 (新课标)必修22.功复习ppt课件

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第4节功能关系 能的转化和守恒定律考点1：机械能的变化等于除重力(或弹力)以外的力做的功【例1】已知货物的质量为m，在某段时间内起重机将货物以a的加速度加速升高h，则在这段时间内叙述正确的是(重力加速度为g)(　　)A．货物的动能一定增加mah-mghB．货物的机械能一定增加mahC．货物的重力势能一定增加mahD．货物的机械能一定增加mah+mgh切入点：运用动能定理、功能关系分析．【解析】准确把握功和对应能量变化之间的关系是解答此类问题的关键，具体分析如下： 续表答案： D点评：在应用功能关系时，应首先弄清研究对象，明确力对“谁”做功，就要对应“谁”的位移，从而引起“谁”的能量变化，在应用能量的转化和守恒时，一定要明确存在哪些能量形式，哪些是增加的？哪些是减少的？然后再列式求解．考点2：能的转化和守恒定律的应用(1)滑环第一次通过圆弧轨道O2的最低点F处时对轨道的压力；(2)滑环通过圆弧轨道O1最高点A的次数；(3)滑环克服摩擦力做功所通过的总路程．图5­4­1切入点：分析有哪些力做功，能量是怎样转化的．点评：运用能的转化与守恒定律解题时，应首先弄清楚各种能量间的转化关系，这种转化是靠做功实现的，因此，物体运动过程中各个力的功是解题的关键，抓住能量转化和各个力的功是解决这种问题的基础．题型一：摩擦力做功过程中的能量转化【例3】(2009•合肥模拟)如图5­4­2所示，水平长传送带始终以速度v=3m/s匀速运动．现将一质量为m=1kg的物块放于左端(无初速度)．最终物块与传送带一起以3m/s的速度运动，在物块由速度为零增加至v=3m/s的过程中，求：图5­4­2(1)物块从速度为零增至3m/s的过程中，由于摩擦而产生的热量；(2)由于放了物块，带动传送带的电动机多消耗多少电能？【解析】(1)小物块刚放到传送带上时其速度为零，将相对传送带向左滑动，受到一个向右的滑动摩擦力，使物块加速，最终与传送带达到相同速度v.题型二：功能关系的综合应用【例4】如图5­4­3所示，一物体质量m=2kg.在倾角为θ=37°的斜面上的A点以初速度v0=3m/s下滑，A点距弹簧上端B的距离AB=4m.当物体到达B后将弹簧压缩到C点，最大压缩量BC=0.2m，然后物体又被弹簧弹上去，弹到的最高位置为D点，D点距A点AD=3m.挡板及弹簧质量不计，g取10m/s2，求：(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ.(2)弹簧的最大弹性势能Epm.图5­4­3点评：(1)由于摩擦力的存在，因此机械能不守恒，所以要用功能关系求解．(2)弹簧被压缩最短时，具有最大弹性势能，即题目中的C点．1.游乐场中的一种滑梯如图5­4­4所示．小朋友从轨道顶端由静止开始下滑，沿水平轨道滑动了一段距离后停下来，则( )A．下滑过程中支持力对小朋友做功B．下滑过程中小朋友的重力势能增加C．整个运动过程中小朋友的机械能守恒D．在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功　图5­4­4D【解析】重力做正功，重力势能减少，B错；支持力不做功，摩擦力做负功，所以机械能不守恒，A、C皆错，D正确．A．m=MB．m=2MC．木箱不与弹簧接触时，上滑的加速度等于下滑的加速度D．在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能图5­4­5答案：B3.(2011•上海)如图5­4­6(a)，磁铁A、B的同名磁极相对放置，置于水平气垫导轨上．A固定于导轨左端，B的质量m=0.5kg，可在导轨上无摩擦滑动．将B放在A附近某一位置由静止释放，由于能量守恒，可通过测量B在不同位置处的速度，得到B的势能随位置x的变化规律，见图(c)中曲线Ⅰ.若将导轨右端抬高，使其与水平面成一定角度[如图(b)所示]，则B的总势能曲线如图(c)中Ⅱ所示，将B在x=20.0cm处由静止释放，求：(解答时必须写出必要的推断说明．取g=9.8m/s2)图5­4­6(1)B在运动过程中动能最大的位置；(2)运动过程中B的最大速度和最大位移；(3)图(c)中直线Ⅲ为曲线Ⅱ的渐近线，求导轨的倾角．(4)若A、B异名磁极相对放置，导轨的倾角不变，在图(c)上画出B的总势能随x的变化曲线．【解析】(1)势能最小处动能最大 由图线Ⅱ得 x=6.1cm(在5.9cm～6.3cm间均视为正确) (2)由图读得释放处势能Ep=0.90J，此即B的总能量．出于运动中总能量守恒，因此在势能最小处动能最大，由图象得最小势能为0.47J，则最大动能为 Ekm=0.9J-0.47J=0.43J (Ekm在0.42J～0.44J间均视为正确) (4)若异名磁极相对放置，A，B间相互作用势能为负值，总势能随x的变化曲线如图．4.(2011•辽宁沈阳)如图5­4­7所示，甲、乙两种粗糙面不同的传送带倾斜于水平地面放置．以同样恒定速率v向上运动．现将一质量为m的小物体(视为质点)轻轻放在A处，小物体在甲传送带上到达B处时恰好达到传送带的速率v；在乙传送带上到达离B竖直高度为h的C处时达到传送带的速率v.已知B处离地面高度均为H，则在物体从A到B的运动过程中( )A．两种传送带对小物体做功相等B．将小物体传送到B处，两种传送带消耗的电能相等C．两种传送带与小物体之间的动摩擦因数不同D．将小物体传送到B处，两种系统产生的热量相等图5­4­7答案：AC5.(2011•广东六校联考)2010年广州亚运会上，刘翔重归赛场，以打破亚运记录的方式夺得110米跨栏的冠军．他采用蹲踞式起跑，在发令枪响后，左脚迅速蹬离起跑器，在向前加速的同时提升身体重心．如图5­4­8所示，假设质量为m的运动员，在起跑时前进的距离s内，重心升高量为h，获得的速度为v，阻力做功为W阻，则在此过程中( )图5­4­8答案：BD6.如图5­4­9所示，质量m=1kg的物块从h=0.8m高处沿光滑斜面滑下，到达底部时通过光滑圆弧BC滑至水平传送带CD上，CD部分长L=2m.传送带在皮带轮带动下以v=4m/s的速度逆时针传动，物块与传送带间动摩擦因数μ=0.3.求：(1)物块滑到C、D两点时的速度大小各为多少？(2)物块从C滑到D的过程中，皮带对物块做多少功？(3)物块从C滑到D的过程中，因摩擦产生的热量是多少？ 图5­4­9