高一物理功能關(guān)系

1、第七章 機(jī)械能守恒定律 功能原理,人教版必修2,重力做的功,WGmgh1mgh2 mg(h1 h2 ) mgh mgh1mgh2,一重力做功,一重力做功,1、重力做功的特點(diǎn)是與運(yùn)動(dòng)的具體路徑無(wú)關(guān)，只與初末狀態(tài)物體的高度差有關(guān)，不論光滑路徑還是粗糙路徑，也不論是直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)，只要初末狀態(tài)的高度差相同，重力做的功就相同,WG=Ep1-Ep2,2、重力所做功等于重力勢(shì)能的減少量,重力做正功重力勢(shì)能減少，而且重力做了多少功，重力勢(shì)能就減少了多少,重力做負(fù)功重力勢(shì)能增加，而且克服重力做了多少功，重力勢(shì)能就增加多少,在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不

2、變,內(nèi)容,EK2+EP2=EK1+EP1 即E2=E1,E減=E增,mgh2+mv22/2=mgh1+mv12/2,二機(jī)械能守恒,機(jī)械能守恒的條件,在具體判斷機(jī)械能是否守恒時(shí)，一般從以下兩方面考慮： 對(duì)于某個(gè)物體，只受重力（彈力）做功；受其它力，而其它力不做功，則該物體的機(jī)械能守恒。 對(duì)于由兩個(gè)或兩個(gè)以上物體(包括彈簧在內(nèi)組成的系統(tǒng)，如果系統(tǒng)只有重力做功或彈力做功，物體間只有動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能之間的相互轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)與外界沒有機(jī)械能的轉(zhuǎn)移，系統(tǒng)內(nèi)部沒有機(jī)械能與其他形式能的轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的機(jī)械能就守恒,質(zhì)量為m的物體下落過程中，經(jīng)過高度h1處速度為v1，下落至高度h2處速度為v2，空氣阻力恒為f ，

3、分析由h1下落到h2過程中機(jī)械能的變化。 根據(jù)動(dòng)能定理，有,下落過程中重力對(duì)物體做功，重力做功在數(shù)值上等于物體重力勢(shì)能的變化量。取地面為參考平面，有,由以上兩式可以得到,三功能原理,功是能量轉(zhuǎn)換的量度,例1.如圖所示，設(shè)在傾角為=30o的固定斜面底端有一物體m，初速度為 ，受沿斜面向上的拉力F作用，滑動(dòng)摩擦力為f。求物體沿斜面向上位移時(shí)的速度。若a=5m/s2，方向沿斜面向下，機(jī)械能如何變化,應(yīng)用功能原理，其表達(dá)式為,若以物體為研究對(duì)象，將上式變形為,若物體加速度a=5m/s2，方向沿斜面向下，物體向上運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能如何變化,例2滑塊以速率v0靠慣性沿固定斜面由底端向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)

4、速度變?yōu)関1 (v1v0)，若滑塊向上運(yùn)動(dòng)的位移中點(diǎn)為A，取斜面底端重力勢(shì)能為零，則 A上升時(shí)機(jī)械能減小，下降時(shí)機(jī)械能增大。 B上升時(shí)機(jī)械能增大，下降時(shí)機(jī)械能減小。 C上升過程中動(dòng)能和勢(shì)能相等的位置在A點(diǎn)上方 D上升過程中動(dòng)能和勢(shì)能相等的位置在A點(diǎn)下方,C,例3.一個(gè)小物塊從斜面底端沖上足夠長(zhǎng)的斜面后，返回到斜面底端，已知小物塊的初動(dòng)能為E，它 返回斜面底端的速度大小為，克服摩擦阻力做功為E/2若小物塊沖上斜面的初動(dòng)能變?yōu)?E，則有 A返回斜面底端的動(dòng)能為E B返回斜面底端時(shí)的動(dòng)能為3E/2 C返回斜面底端的速度大小為2 D返回斜面底端的速度大小為,例題4】一質(zhì)量均勻不可伸長(zhǎng)的繩索，重為G，A

5、、B兩端固定在天花板上，如圖所示今在最低點(diǎn)C施加一豎直向下的力將繩拉至D點(diǎn)，在此過程中，繩索AB的重心位置（ ） A逐漸升高B逐漸降低 C先降低后升高D始終不變,例題5】物體以100 J的初動(dòng)能從斜面的底端向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它通過斜面上的M點(diǎn)時(shí)，其動(dòng)能減少80 J，機(jī)械能減少32 J如果物體能從斜面上返回底端，則物體到達(dá)底端時(shí)的動(dòng)能為_,例6.如圖所示，AB為一長(zhǎng)為l并以速度v順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的傳送帶，BCD部分為一半徑為r、豎直放置的 粗糙半圓形軌道，直徑BD恰好豎直，并與傳送帶相切于B點(diǎn)現(xiàn)將一質(zhì)量為m的小滑塊無(wú)初速地放在傳送帶的左端A點(diǎn)上，已知滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因 數(shù)為( )求： (1)滑塊到

6、達(dá)B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小； (2)滑塊恰好能到達(dá)D點(diǎn)，求滑塊在粗糙半圓形軌道中克服摩擦力所做的功； (3)滑塊從D點(diǎn)再次掉到傳送帶上的某點(diǎn)E，求AE的距離,解：(1)設(shè)滑塊在摩擦力作用下從A到B一直被加速，且設(shè)剛好到達(dá)B點(diǎn)前的速度為 則 故滑塊在傳送帶上是先加速后勻速，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)與傳送帶速度相同為v 由牛頓第二定律， 由牛頓第三定律知其對(duì)軌道的壓力為,3)滑塊從D點(diǎn)再次掉到傳送帶上E點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)， 即,故AE的距離為l2r,例7.如圖所示，AB為傾角37的斜面軌道，軌道的 AC部分光滑，CB部分粗糙BP為圓心角等于143、 半徑R1 m的豎直光滑圓弧形軌道，兩軌道相切于B 點(diǎn)，P、O兩點(diǎn)在同一

7、豎直線上，輕彈簧一端固定在A 點(diǎn)，另一端在斜面上C點(diǎn)處，現(xiàn)有一質(zhì)量m2 kg的 物塊在外力作用下將彈簧緩慢壓縮到D點(diǎn)后(不拴接) 釋放，物塊經(jīng)過C點(diǎn)后，從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過程中的位 移與時(shí)間的關(guān)系為x12t4t2(式中x單位是m，t單位是 （s)，假設(shè)物塊第一次經(jīng)過B點(diǎn)后恰能到達(dá)P點(diǎn)， sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2.試求,1)若CD1 m，試求物塊從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中，彈簧對(duì)物塊所做的功； (2)B、C兩點(diǎn)間的距離xBC； (3)若在P處安裝一個(gè)豎直彈性擋板，小物塊與擋板碰撞時(shí)間極短且無(wú)機(jī)械能損失，小物塊與彈簧相互作用不損失機(jī)械能，試通過計(jì)算判斷物塊在第一次與擋板碰撞后的運(yùn)動(dòng)過程中是否會(huì)脫離軌道,解:(1)由x12t4t2 知，物塊在C點(diǎn)速度為v012 m/s 設(shè)物塊從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中，彈簧對(duì)物塊所 做的功為W，由動(dòng)能定理得： Wmgsin 37CD 代入數(shù)據(jù)得：W mgsin 37CD156 J,2)由x12t4t2 知，物塊從C運(yùn)動(dòng)到B過程中的加速 度大小為a8 m/s2 物塊在P點(diǎn)的速度滿足 物塊從B運(yùn)動(dòng)到P的過程中機(jī)械能守恒，則有 物塊從C運(yùn)動(dòng)到B的過程中有 由以上各式解得,3)若物塊到達(dá)與O點(diǎn)等高的位置Q點(diǎn)時(shí)速度為0，則物塊不會(huì)脫離軌道 設(shè)物塊第一次從圓弧軌道返回并與彈