功能關(guān)系能量守恒定律-ppt課件

1、功能關(guān)系與能量守恒定律功能關(guān)系功能關(guān)系 能量守恒定律能量守恒定律考點自清考點自清一、功能關(guān)系一、功能關(guān)系1.1.內(nèi)容內(nèi)容 (1) (1)功是功是 的量度的量度, ,即做了多即做了多少功就有少功就有 發(fā)生了轉(zhuǎn)化發(fā)生了轉(zhuǎn)化. . (2) (2)做功的過程一定伴隨做功的過程一定伴隨著著 , ,而且而且 必通過做功來實現(xiàn)必通過做功來實現(xiàn). .能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化多少能量多少能量能量的轉(zhuǎn)化能量的轉(zhuǎn)化能量的轉(zhuǎn)化能量的轉(zhuǎn)化2.2.功與對應(yīng)能量的變化關(guān)系功與對應(yīng)能量的變化關(guān)系名師點撥名師點撥每一種形式的能量的變化均對應(yīng)一定力的功每一種形式的能量的變化均對應(yīng)一定力的功. .合外力的功合外力的功( (所有外力的功所有

2、外力的功) ) 動能變化動能變化 重力做的功重力做的功 變化變化 彈簧彈力做的功彈簧彈力做的功 變化變化外力外力( (除重力、彈力除重力、彈力) )做的功做的功 變化變化一對滑動摩擦力做的總功一對滑動摩擦力做的總功 變化變化 電場力做的功電場力做的功 變化變化 分子力做的功分子力做的功 變化變化 重力勢能重力勢能彈性勢能彈性勢能機械能機械能內(nèi)能內(nèi)能電勢能電勢能分子勢能分子勢能二、能量守恒定律二、能量守恒定律1.1.內(nèi)容內(nèi)容: :能量既不會消滅能量既不會消滅, ,也也 . .它只會從一它只會從一 種形式種形式 為其他形式為其他形式, ,或者從一個物體轉(zhuǎn)移或者從一個物體轉(zhuǎn)移 到另一個物體到另一個物

3、體, ,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中, ,能量能量 的總量的總量 . .2.2.表達式表達式:E:E減減= .= .名師點撥名師點撥 EE增為末狀態(tài)的能量減去初狀態(tài)的能量增為末狀態(tài)的能量減去初狀態(tài)的能量, ,而而EE減減為初狀態(tài)的能量減去末狀態(tài)的能量為初狀態(tài)的能量減去末狀態(tài)的能量. .不會創(chuàng)生不會創(chuàng)生轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化保持不變保持不變EE增增重力勢能變化重力勢能變化Ep 彈性勢能變化彈性勢能變化Ep 動能的變化動能的變化Ek 機械能的變化機械能的變化E 電勢能變化電勢能變化Ep電能變化電能變化EIUt 電能轉(zhuǎn)化為機械能的量：電能轉(zhuǎn)化為機械能的量：E電電E機機 其它形式能轉(zhuǎn)化為電能：其它形

4、式能轉(zhuǎn)化為電能：E電電E其它其它 系統(tǒng)內(nèi)能的變化系統(tǒng)內(nèi)能的變化E內(nèi)內(nèi) 熱點聚焦熱點聚焦熱點一熱點一 幾種常見的功能關(guān)系幾種常見的功能關(guān)系1.合外力所做的功等于物體動能的增量合外力所做的功等于物體動能的增量,表達式表達式: W合合=Ek2-Ek1,即動能定理即動能定理.2.重力做正功重力做正功,重力勢能減少重力勢能減少;重力做負重力做負功功,重力勢重力勢 能增加能增加.由于由于“增量是終態(tài)量減去始增量是終態(tài)量減去始態(tài)量態(tài)量,所所 以重力的功等于重力勢能增量的負值以重力的功等于重力勢能增量的負值,表達式表達式: WG=-Ep=Ep1-Ep2.3.彈簧的彈力做的功等于彈性勢能增量彈簧的彈力做的功等于

5、彈性勢能增量的負值的負值,表表 達式達式:WF=-Ep=Ep1-Ep2.彈力做多少彈力做多少正功正功,彈性彈性 勢能減少多少勢能減少多少;彈力做多少負功彈力做多少負功,彈性勢彈性勢能增加能增加 多少多少.4.4.除系統(tǒng)內(nèi)的重力和彈簧的彈力外除系統(tǒng)內(nèi)的重力和彈簧的彈力外, ,其他力做的總其他力做的總 功等于系統(tǒng)機械能的增量功等于系統(tǒng)機械能的增量, ,表達式表達式:W:W其他其他=E.=E. (1) (1)除重力或彈簧的彈力以外的其他力做多少正除重力或彈簧的彈力以外的其他力做多少正 功功, ,物體的機械能就增加多少物體的機械能就增加多少. . (2) (2)除重力或彈簧的彈力以外的其他力做多少負除

6、重力或彈簧的彈力以外的其他力做多少負 功功, ,物體的機械能就減少多少物體的機械能就減少多少. . (3) (3)除重力或彈簧的彈力以外的其他力不做功除重力或彈簧的彈力以外的其他力不做功, , 物體的機械能守恒物體的機械能守恒. .特別提示特別提示1.1.在應(yīng)用功能關(guān)系解決具體問題的過程中在應(yīng)用功能關(guān)系解決具體問題的過程中, ,若只若只涉及動能的變化用涉及動能的變化用“1”,“1”,如果只涉及重力勢能的變?nèi)绻簧婕爸亓菽艿淖兓没谩?”,“2”,如果只涉及機械能變化用如果只涉及機械能變化用“4”,“4”,只涉及只涉及彈彈性勢能的變化用性勢能的變化用“3”.“3”.2.2.在應(yīng)用功能關(guān)系時在

7、應(yīng)用功能關(guān)系時, ,應(yīng)首先弄清研究對象應(yīng)首先弄清研究對象, ,明確明確力對力對“誰做功誰做功, ,就要對應(yīng)就要對應(yīng)“誰的位移誰的位移, ,從而引起從而引起“誰誰”的能量變化的能量變化. .在應(yīng)用能量的轉(zhuǎn)化和守恒時在應(yīng)用能量的轉(zhuǎn)化和守恒時, ,一定要明一定要明確存在哪些能量形式確存在哪些能量形式, ,哪種是增加的哪種是增加的, ,哪種是減少的哪種是減少的, ,然后再列式求解然后再列式求解. .熱點二熱點二 對能量守恒定律的理解和應(yīng)用對能量守恒定律的理解和應(yīng)用1.1.對定律的理解對定律的理解 (1) (1)某種形式的能減少某種形式的能減少, ,一定存在其他形式的能一定存在其他形式的能 添加添加,

8、,且減少量和增加量一定相等且減少量和增加量一定相等. . (2) (2)某個物體的能量減少某個物體的能量減少, ,一定存在其他物體的一定存在其他物體的 能量增加能量增加, ,且減少量和增加量一定相等且減少量和增加量一定相等. . 這也是我們列能量守恒定律方程式的兩條基本這也是我們列能量守恒定律方程式的兩條基本 思緒思緒. .2.2.應(yīng)用定律解題的步驟應(yīng)用定律解題的步驟 (1) (1)分清有多少形式的能如動能、勢能分清有多少形式的能如動能、勢能( (包括重包括重 力勢能、彈性勢能、電勢能力勢能、彈性勢能、電勢能) )、內(nèi)能等在變化、內(nèi)能等在變化. .(2)(2)明確哪種形式的能量增加明確哪種形式

9、的能量增加, ,哪種形式的能量減哪種形式的能量減少少, ,并且列出減少的能量并且列出減少的能量EE減和增加的能量減和增加的能量EE增增的表達式的表達式. .(3)(3)列出能量守恒關(guān)系式列出能量守恒關(guān)系式:E:E減減=E=E增增. .特別提示特別提示1.1.應(yīng)用能量守恒定律解決有關(guān)問題應(yīng)用能量守恒定律解決有關(guān)問題, ,關(guān)鍵是準(zhǔn)確關(guān)鍵是準(zhǔn)確分析有多少種形式的能量在變化分析有多少種形式的能量在變化, ,求出減少的總能求出減少的總能量量EE減和增加的總能量減和增加的總能量EE增增, ,然后再依據(jù)能量守然后再依據(jù)能量守恒定律列式求解恒定律列式求解. .2.2.高考考查該類問題高考考查該類問題, ,常綜

10、合平拋運動、圓周運常綜合平拋運動、圓周運動以及電磁學(xué)知識考查判斷、推理及綜合分析能力動以及電磁學(xué)知識考查判斷、推理及綜合分析能力. .熱點三熱點三 摩擦力做功的特點摩擦力做功的特點 靜摩擦力靜摩擦力 滑動摩擦力滑動摩擦力不不同同點點能量的能量的轉(zhuǎn)化方轉(zhuǎn)化方面面在靜摩擦力做功的在靜摩擦力做功的過程中過程中,只有機械能只有機械能從一個物體轉(zhuǎn)移到從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體另一個物體(靜摩擦靜摩擦力起著傳遞機械能力起著傳遞機械能的作用的作用)而沒有機械而沒有機械能轉(zhuǎn)化為其他形式能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量的能量 1.相互摩擦的物體通相互摩擦的物體通過摩擦力做功過摩擦力做功,將部分將部分機械能從一個物體轉(zhuǎn)機械

11、能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體移到另一個物體2.部分機械能轉(zhuǎn)化為部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能內(nèi)能,此部分能量就是此部分能量就是系統(tǒng)機械能的損失量系統(tǒng)機械能的損失量 類別類別比較比較不不同同點點一對摩一對摩擦力做擦力做功方面功方面 一對靜摩擦一對靜摩擦力所做功的力所做功的代數(shù)總和等代數(shù)總和等于零于零 一對相互作用的滑動摩擦力一對相互作用的滑動摩擦力對物體系統(tǒng)所做的總功對物體系統(tǒng)所做的總功, ,等于等于摩擦力與相對路程的乘積摩擦力與相對路程的乘積, ,即即W Wf f=-=-F Ff fl l相相表示物體克服摩表示物體克服摩擦力做功擦力做功, ,系統(tǒng)損失的機械能系統(tǒng)損失的機械能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能 相相同同

12、點點正負功、正負功、不做功不做功方面方面兩種摩擦力都可以對物體做正功、負功兩種摩擦力都可以對物體做正功、負功,還還可以不做功可以不做功 特別提示特別提示一對相互作用的滑動摩擦力做功所產(chǎn)生的熱量一對相互作用的滑動摩擦力做功所產(chǎn)生的熱量Q=FfQ=Ffl l相對相對, ,其中其中l(wèi) l相對是物體間相對路徑長度相對是物體間相對路徑長度. .如果兩物體如果兩物體同向運動同向運動,l,l相對為兩物體對地位移大小之差相對為兩物體對地位移大小之差; ;如果兩物如果兩物體反向運動體反向運動,l,l相對為兩物體對地位移大小之和相對為兩物體對地位移大小之和; ;如果一如果一個物體相對另一物體做往復(fù)運動個物體相對另

13、一物體做往復(fù)運動, ,則則l l相對為兩物體相相對為兩物體相對滑行路徑的總長度對滑行路徑的總長度. .題型題型1 1 功和能的相應(yīng)關(guān)系的理解功和能的相應(yīng)關(guān)系的理解 已知貨物的質(zhì)量為已知貨物的質(zhì)量為m,m,在某段時間內(nèi)起重機在某段時間內(nèi)起重機 將貨物以將貨物以a a的加速度加速升高的加速度加速升高h,h,則在這段時間內(nèi)則在這段時間內(nèi) 敘述正確的是敘述正確的是( (重力加速度為重力加速度為g)( )g)( ) A. A.貨物的動能一定增加貨物的動能一定增加mah-mghmah-mgh B. B.貨物的機械能一定增加貨物的機械能一定增加mahmah C. C.貨物的重力勢能一定增加貨物的重力勢能一定

14、增加mahmah D. D.貨物的機械能一定增加貨物的機械能一定增加mah+mghmah+mgh題型探究題型探究解析解析 準(zhǔn)確把握功和對應(yīng)能量變化之間的關(guān)系是準(zhǔn)確把握功和對應(yīng)能量變化之間的關(guān)系是解答此類問題的關(guān)鍵解答此類問題的關(guān)鍵, ,具體分析如下具體分析如下: :動能定理動能定理, ,貨物動能的增加量等于貨物合外力做的貨物動能的增加量等于貨物合外力做的功功mah,Amah,A錯誤錯誤; ;功能關(guān)系功能關(guān)系, ,貨物機械能的增量等于除貨物機械能的增量等于除重力以外的力做的功而不等于合外力做的功重力以外的力做的功而不等于合外力做的功,B,B錯誤錯誤; ;功能關(guān)系功能關(guān)系, ,重力勢能的增量對應(yīng)貨

15、物重力做的負功大重力勢能的增量對應(yīng)貨物重力做的負功大小小mgh,Cmgh,C錯誤錯誤; ;功能關(guān)系功能關(guān)系, ,貨物機械能的增量為起重機貨物機械能的增量為起重機拉力做的功拉力做的功m(g+a)h,Dm(g+a)h,D正確正確. . 答案答案 D D 規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié) 力學(xué)范圍內(nèi)力學(xué)范圍內(nèi), ,應(yīng)牢固掌握以下三條功能應(yīng)牢固掌握以下三條功能關(guān)系關(guān)系: :(1)(1)重力的功等于重力勢能的變化重力的功等于重力勢能的變化, ,彈力的功等于彈彈力的功等于彈性勢能的變化性勢能的變化. .(2)(2)合外力的功等于動能的變化合外力的功等于動能的變化. .(3)(3)除重力、彈力外除重力、彈力外, ,其他力的

16、功等于機械能的變化其他力的功等于機械能的變化. .運用功能關(guān)系解題時運用功能關(guān)系解題時, ,應(yīng)弄清楚重力做什么功應(yīng)弄清楚重力做什么功, ,合外合外力做什么功力做什么功, ,除重力、彈力外的力做什么功除重力、彈力外的力做什么功, ,從而判從而判斷重力勢能或彈性勢能、動能、機械能的變化斷重力勢能或彈性勢能、動能、機械能的變化. .變式練習(xí)變式練習(xí)1 1 如圖如圖1 1所示滑塊靜止于所示滑塊靜止于光滑水平面上光滑水平面上, ,與之相連的輕質(zhì)與之相連的輕質(zhì)彈簧處于自然伸直狀態(tài)彈簧處于自然伸直狀態(tài). .現(xiàn)用恒現(xiàn)用恒定的水平外力定的水平外力F F作用于彈簧右端作用于彈簧右端, ,在向右移動一段距離的過程中

17、在向右移動一段距離的過程中, ,拉力拉力F F做了做了10 J10 J的功的功. .上述過程中上述過程中 ( )( )A.A.彈簧的彈性勢能增加了彈簧的彈性勢能增加了10 J10 JB.B.滑塊的動能增加了滑塊的動能增加了10 J10 JC.C.滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機械能增加了滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機械能增加了10 J10 JD.D.滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒解析解析 拉力拉力F F做功既增加了彈性勢能做功既增加了彈性勢能, ,還增加了滑塊還增加了滑塊的動能的動能,A,A、B B錯誤錯誤; ;系統(tǒng)增加的機械能等于力系統(tǒng)增加的機械能等于力F F做的功做的功, ,C

18、 C對對,D,D錯錯. .圖圖1 1C圖圖5473(2021江蘇高考江蘇高考)如圖如圖547所示，兩質(zhì)量相等的物塊所示，兩質(zhì)量相等的物塊A、B通通過一輕質(zhì)彈簧連接，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)在物塊塊A上施加一個水平恒力，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的過程中，下列說法中正確的有()A當(dāng)當(dāng)A、B加速度相等時，系統(tǒng)的機械能最大加速度相等時，系統(tǒng)

19、的機械能最大B當(dāng)當(dāng)A、B加速度相等時，加速度相等時，A、B的速度差最大的速度差最大C當(dāng)當(dāng)A、B的速度相等時，的速度相等時，A的速度達到最大的速度達到最大D當(dāng)當(dāng)A、B的速度相等時，彈簧的彈性勢能最大的速度相等時，彈簧的彈性勢能最大【解析】【解析】(a)對對A、B在水平方向受力分析如圖在水平方向受力分析如圖(a)，F(xiàn)1為彈簧的拉力；當(dāng)加速度為彈簧的拉力；當(dāng)加速度大小相同為大小相同為a時，對時，對A有有FF1ma，對，對B(b)【答案】【答案】BCDBCD題型題型2 2 能量守恒定律的應(yīng)用能量守恒定律的應(yīng)用 如圖如圖2 2所示所示,A,A、B B、C C質(zhì)量分別質(zhì)量分別 為為mA=0.7 kg,mB

20、=0.2 kg,mC=0.1 kg,mA=0.7 kg,mB=0.2 kg,mC=0.1 kg, B B為套在細繩上的圓環(huán)為套在細繩上的圓環(huán),A,A與水平桌面與水平桌面 的動摩擦因數(shù)的動摩擦因數(shù)=0.2,=0.2,另一圓環(huán)另一圓環(huán)D D固定固定 在桌邊在桌邊, ,離地面高離地面高h2=0.3 m,h2=0.3 m,當(dāng)當(dāng)B B、C C從從 靜止下降靜止下降h1=0.3 m,Ch1=0.3 m,C穿環(huán)而過穿環(huán)而過,B,B被被D D擋住擋住, ,不計不計 繩子質(zhì)量和滑輪的摩擦繩子質(zhì)量和滑輪的摩擦, ,取取g=10 m/s2,g=10 m/s2,若開始時若開始時A A 離桌邊足夠遠離桌邊足夠遠. .試

21、求試求: : (1) (1)物體物體C C穿環(huán)瞬間的速度穿環(huán)瞬間的速度. . (2) (2)物體物體C C能否到達地面能否到達地面? ?如果能到達地面如果能到達地面, ,其速其速 度多大度多大? ?圖圖2 2思維導(dǎo)圖思維導(dǎo)圖解析解析 (1)由能量守恒定律得由能量守恒定律得(mB+mC)gh1= (mA+mB+mC)v12+mAgh1可求得可求得:(2)設(shè)物體設(shè)物體C到達地面的速度為到達地面的速度為v2,由能量守恒定律由能量守恒定律得得可求出可求出 故物體故物體C能到達地面能到達地面,到地面到地面的速度為的速度為21sm/6521v221222)(21)(21ghmvmmvmmghmACACAC

22、s,m/10662v. sm/1066答案答案sm/562) 1 (2)(2)物體物體C C能到達地面能到達地面, ,速度為速度為s /m1066拓展探究拓展探究 物體物體A A在水平桌面上滑行的最大距離是在水平桌面上滑行的最大距離是多少多少? ?解析解析 當(dāng)當(dāng)C C落地后落地后, ,物體物體A A繼續(xù)前進的距離為繼續(xù)前進的距離為x3,x3,由動由動能定理得能定理得: : 可得可得:x3=0.165 m,:x3=0.165 m,所以物體所以物體A A滑行的總距離為滑行的總距離為x=h1+h2+h3=0.765 m.x=h1+h2+h3=0.765 m.答案答案 0.765 m 0.765 m

23、運用能的轉(zhuǎn)化與守恒定律解題時運用能的轉(zhuǎn)化與守恒定律解題時, ,應(yīng)首應(yīng)首先弄清楚各種能量間的轉(zhuǎn)化關(guān)系先弄清楚各種能量間的轉(zhuǎn)化關(guān)系, ,這種轉(zhuǎn)化是靠做這種轉(zhuǎn)化是靠做功實現(xiàn)的功實現(xiàn)的. .因此因此, ,物體運動過程中各個力的功是解物體運動過程中各個力的功是解題的關(guān)鍵題的關(guān)鍵. .抓住能量轉(zhuǎn)化和各個力的功是解決這種抓住能量轉(zhuǎn)化和各個力的功是解決這種問題的基礎(chǔ)問題的基礎(chǔ). .,210223vmgxmAA方法提煉方法提煉變式練練變式練練2 2 如圖如圖3 3所示所示, ,傾角為傾角為3030的光滑斜面的的光滑斜面的下端有一水平傳送帶下端有一水平傳送帶, ,傳送帶正以傳送帶正以6 m/s6 m/s的速度運的

24、速度運動動, ,運動方向如圖所示運動方向如圖所示. .一個質(zhì)量為一個質(zhì)量為2 kg2 kg的物體的物體( (物物體可以視為質(zhì)點體可以視為質(zhì)點),),從從h=3.2 mh=3.2 m高處由靜止沿斜面下高處由靜止沿斜面下滑滑, ,物體經(jīng)過物體經(jīng)過A A點時點時, ,不管是從斜面到傳送帶還是從不管是從斜面到傳送帶還是從傳送帶到斜面?zhèn)魉蛶У叫泵? ,都不計其動能損失都不計其動能損失. .物體與傳送帶間物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為的動摩擦因數(shù)為0.5,0.5,物體向左最多能滑到傳送帶左物體向左最多能滑到傳送帶左右兩端右兩端ABAB的中點處的中點處, ,重力加速度重力加速度g=10 m/s2,g=10 m

25、/s2,那么那么: :圖圖3 3(1)(1)物體由靜止沿斜面下滑到斜面末端需要多長時間物體由靜止沿斜面下滑到斜面末端需要多長時間? ?(2)(2)傳送帶左右兩端傳送帶左右兩端ABAB間的距離間的距離l l至少為多少至少為多少? ?(3)(3)上述過程中物體與傳送帶組成的系統(tǒng)產(chǎn)生的摩擦熱上述過程中物體與傳送帶組成的系統(tǒng)產(chǎn)生的摩擦熱為多少為多少? ?(4)(4)物體隨傳送帶向右運動物體隨傳送帶向右運動, ,最后沿斜面上滑的最大高最后沿斜面上滑的最大高度度hh為多少為多少? ?解析解析 (1) (1) 可得可得t=1.6 s.t=1.6 s.(2)(2)由能的轉(zhuǎn)化和守恒得由能的轉(zhuǎn)化和守恒得: :2,

26、sin,sin2athmamg.m8 .12,2llmgmgh(3)(3)此過程中此過程中, ,物體與傳送帶間的相對位移物體與傳送帶間的相對位移x x相相= +v= +v帶帶t1,t1,又又 , ,而摩擦熱而摩擦熱Q=mgxQ=mgx相相, ,以上三式可聯(lián)立得以上三式可聯(lián)立得Q=160 J.Q=160 J.(4)(4)物體隨傳送帶向右勻加速物體隨傳送帶向右勻加速, ,當(dāng)速度為當(dāng)速度為v v帶帶=6 m/s=6 m/s時時向右的位移為向右的位移為x,x,則則mgx= mvmgx= mv帶帶2,2,即物體在到達即物體在到達A A點前速度與傳送帶相等點前速度與傳送帶相等, ,最后以最后以v v帶帶=

27、 =6 m/s6 m/s的速度沖上斜面的速度沖上斜面, ,由由 mv mv帶帶2=mgh,2=mgh,得得h=h=1.8 m.1.8 m.答案答案 (1)1.6 s (2)12.8 m (3)160 J (1)1.6 s (2)12.8 m (3)160 J(4)1.8 m(4)1.8 m2121212gtl21,2m6 . 3lx21題型題型3 3 功能關(guān)系在傳送帶類問題中的應(yīng)用功能關(guān)系在傳送帶類問題中的應(yīng)用 飛機場上運送行李的裝置為飛機場上運送行李的裝置為 一水平放置的環(huán)形傳送帶一水平放置的環(huán)形傳送帶, ,傳送帶傳送帶 的總質(zhì)量為的總質(zhì)量為M,M,其俯視圖如圖其俯視圖如圖4 4所示所示.

28、. 現(xiàn)開啟電動機現(xiàn)開啟電動機, ,傳送帶達到穩(wěn)定運傳送帶達到穩(wěn)定運 行的速度行的速度v v后后, ,將行李依次輕輕放到傳送帶上將行李依次輕輕放到傳送帶上. .若有若有 n n件質(zhì)量均為件質(zhì)量均為m m的行李需通過傳送帶運送給旅客的行李需通過傳送帶運送給旅客. . 假設(shè)在轉(zhuǎn)彎處行李與傳送帶無相對滑動假設(shè)在轉(zhuǎn)彎處行李與傳送帶無相對滑動, ,忽略皮忽略皮 帶輪、電動機損失的能量帶輪、電動機損失的能量. .求從電動機開啟求從電動機開啟, ,到運到運 送完行李需要消耗的電能為多少送完行李需要消耗的電能為多少? ?圖圖4 4【規(guī)律總結(jié)】傳送帶在日常生活和生產(chǎn)中應(yīng)用【規(guī)律總結(jié)】傳送帶在日常生活和生產(chǎn)中應(yīng)用非

29、常廣泛，近幾年高考中與傳送帶運動相聯(lián)系的非常廣泛，近幾年高考中與傳送帶運動相聯(lián)系的問題也多次出現(xiàn)傳送帶上的物體因其受到的摩問題也多次出現(xiàn)傳送帶上的物體因其受到的摩擦力的大小和方向具有不確定性，往往導(dǎo)致物體擦力的大小和方向具有不確定性，往往導(dǎo)致物體的運動有兩個或兩個以上的過程的運動有兩個或兩個以上的過程(本題屬臨界問題，本題屬臨界問題，只有一個過程只有一個過程)，因此要對各個過程進行做功和能，因此要對各個過程進行做功和能量轉(zhuǎn)化問題分析然后根據(jù)題目條件求解量轉(zhuǎn)化問題分析然后根據(jù)題目條件求解解析解析 設(shè)行李與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為設(shè)行李與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為,則傳則傳送帶與行李間由于摩擦產(chǎn)生的總熱

30、量送帶與行李間由于摩擦產(chǎn)生的總熱量Q=nmglQ=nmgl 由運動學(xué)公式得由運動學(xué)公式得: : 又又v=gtv=gt 聯(lián)立解得聯(lián)立解得: : 由能量守恒得由能量守恒得: : 所以所以 答案答案 22vtvtvtlll行傳221nmvQ 222121mvnMvQE2221nmvMvE2221nmvMv 本題共本題共8 8分分. .其中式各其中式各1 1分分, ,式各式各2 2分分. .摩擦力做功與產(chǎn)生內(nèi)能的關(guān)系摩擦力做功與產(chǎn)生內(nèi)能的關(guān)系: :(1)(1)靜摩擦力做功的過程中靜摩擦力做功的過程中, ,只有機械能的相互轉(zhuǎn)只有機械能的相互轉(zhuǎn)移移( (靜摩擦力起著傳遞機械能的作用靜摩擦力起著傳遞機械能的

31、作用),),而沒有內(nèi)能而沒有內(nèi)能的產(chǎn)生的產(chǎn)生. .(2)(2)滑動摩擦力做功的過程中滑動摩擦力做功的過程中, ,能量的轉(zhuǎn)化有兩個能量的轉(zhuǎn)化有兩個方向方向, ,一是相互摩擦的物體之間機械能的轉(zhuǎn)移一是相互摩擦的物體之間機械能的轉(zhuǎn)移; ;二二是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能, ,轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量值等于機械轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量值等于機械能的減少量能的減少量, ,表達式為表達式為Q=FQ=F滑滑ll相對相對. .【評價標(biāo)準(zhǔn)】【評價標(biāo)準(zhǔn)】【名師導(dǎo)析】【名師導(dǎo)析】自我批閱自我批閱(16(16分分) )如圖如圖5 5所示所示, ,質(zhì)量為質(zhì)量為m m的滑塊的滑塊, ,放在光滑的水放在光滑的水平平臺上平平臺上, ,平

32、臺右端平臺右端B B與水平傳送帶相接與水平傳送帶相接, ,傳送帶的傳送帶的運行速度為運行速度為v0,v0,長為長為L.L.今將滑塊緩慢向左壓縮固定今將滑塊緩慢向左壓縮固定在平臺上的輕彈簧在平臺上的輕彈簧, ,到達某處時突然釋放到達某處時突然釋放. .當(dāng)滑塊當(dāng)滑塊滑到傳送帶右端滑到傳送帶右端C C時時, ,恰好與傳送帶速度相同恰好與傳送帶速度相同. .滑塊滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為.(1)(1)試分析滑塊在傳送帶上的運動情況試分析滑塊在傳送帶上的運動情況. .圖圖5 5(2)(2)若滑塊離開彈簧時的速度大于傳送帶的速度若滑塊離開彈簧時的速度大于傳送帶的速度, ,求釋放滑

33、塊時求釋放滑塊時, ,彈簧具有的彈性勢能彈簧具有的彈性勢能. .(3)(3)若滑塊離開彈簧時的速度大于傳送帶的速度若滑塊離開彈簧時的速度大于傳送帶的速度, ,求滑塊在傳送帶上滑行的整個過程中產(chǎn)生的熱量求滑塊在傳送帶上滑行的整個過程中產(chǎn)生的熱量. .解析解析 (1) (1)若滑塊沖上傳送帶時的速度小于帶速若滑塊沖上傳送帶時的速度小于帶速, ,則滑塊在帶上由于受到向右的滑動摩擦力而做勻則滑塊在帶上由于受到向右的滑動摩擦力而做勻加速運動加速運動; ;若滑塊沖上傳送帶時的速度大于帶速若滑塊沖上傳送帶時的速度大于帶速, ,則滑塊由于受到向左的滑動摩擦力而做勻減速運則滑塊由于受到向左的滑動摩擦力而做勻減速

34、運動動.(4.(4分分) )(2)(2)設(shè)滑塊沖上傳送帶時的速度為設(shè)滑塊沖上傳送帶時的速度為v,v,在彈簧彈開過在彈簧彈開過程中程中由機械能守恒由機械能守恒 (2 (2分分) )2p21mvE 設(shè)滑塊在傳送帶上做勻減速運動的加速度大小為設(shè)滑塊在傳送帶上做勻減速運動的加速度大小為a a由牛頓第二定律由牛頓第二定律:mg=ma:mg=ma (2(2分分) )由運動學(xué)公式由運動學(xué)公式v2-v02=2aLv2-v02=2aL (1 (1分分) )解得解得 (1 (1分分) )(3)(3)設(shè)滑塊在傳送帶上運動的時間為設(shè)滑塊在傳送帶上運動的時間為t,t,則則t t時間內(nèi)傳送時間內(nèi)傳送帶的位移帶的位移l=v

35、0tl=v0t (1 (1分分) )v0=v-atv0=v-at (1(1分分) )滑塊相對傳送帶滑動的位移滑塊相對傳送帶滑動的位移l=L-ll=L-l (1 (1分分) )相對滑動生成的熱量相對滑動生成的熱量Q=mglQ=mgl (2 (2分分) )解得解得Q=mgL-mv0 Q=mgL-mv0 (1 (1分分) )答案答案 (1) (1)見解析見解析 (2) (2)(3)mgL-mv0(3)mgL-mv0mgLmvE20p21)2(020vgLv)2(020vgLvmgLmv20214(2021浙江高考浙江高考)某校物理興趣小組決定舉行遙控賽車比賽，比某校物理興趣小組決定舉行遙控賽車比賽，

36、比賽路徑如圖賽路徑如圖548所示，賽車從起點所示，賽車從起點A出發(fā)，沿水平直線軌道運動出發(fā)，沿水平直線軌道運動L后，由后，由B點進入半徑為點進入半徑為R的光滑豎直圓軌道，離開豎直圓軌道后繼續(xù)的光滑豎直圓軌道，離開豎直圓軌道后繼續(xù)在光滑平直軌道上運動到在光滑平直軌道上運動到C點，并能越過壕溝已知賽車質(zhì)量點，并能越過壕溝已知賽車質(zhì)量m0.1 kg，通電后以額定功率，通電后以額定功率P1.5 W工作，進入豎直圓軌道前受到的阻力工作，進入豎直圓軌道前受到的阻力恒為恒為0.3 N，隨后在運動中受到的阻力均可不計圖中，隨后在運動中受到的阻力均可不計圖中L10.00 m，R0.32 m，h1.25 m，s1

37、.50 m問：要使賽車完成比賽，電動機問：要使賽車完成比賽，電動機至少工作多長時間？至少工作多長時間？(取取g10 m/s2)圖圖548【答案】【答案】2.53 s2.53 s反思總結(jié)反思總結(jié)素能提升素能提升1.物體只在重力和一個不為零的向上的物體只在重力和一個不為零的向上的拉力作用下拉力作用下, 分別做了勻速上升、加速上升和減速分別做了勻速上升、加速上升和減速上升三種運上升三種運 動動.在這三種情況下物體機械能的變化在這三種情況下物體機械能的變化情況是情況是( ) A.勻速上升機械能不變勻速上升機械能不變,加速上升機械加速上升機械能增加能增加,減減 速上升機械能減小速上升機械能減小 B.勻速

38、上升和加速上升機械能增加勻速上升和加速上升機械能增加,減減速上升機械速上升機械 能減小能減小 C.由于該拉力與重力大小的關(guān)系不明由于該拉力與重力大小的關(guān)系不明確確,所以不能所以不能 確定物體機械能的變化情況確定物體機械能的變化情況 D.三種情況中三種情況中,物體的機械能均增加物體的機械能均增加 解析解析 在三種情況下在三種情況下,外力均對物體做外力均對物體做了正功了正功,所所 以物體的機械能均增加以物體的機械能均增加,故故D正確正確.D D2.2.從地面豎直上拋一個質(zhì)量為從地面豎直上拋一個質(zhì)量為m m的小球的小球, ,小球上升的最小球上升的最 大高度為大高度為H.H.設(shè)上升過程中空氣阻力設(shè)上升

39、過程中空氣阻力F F阻恒定阻恒定. .則對于則對于 小球的整個上升過程小球的整個上升過程, ,下列說法中錯誤的是下列說法中錯誤的是( )( ) A. A.小球動能減少了小球動能減少了mgHmgH B. B.小球機械能減少了小球機械能減少了F F阻阻H H C. C.小球重力勢能增加了小球重力勢能增加了mgHmgH D. D.小球的加速度大于重力加速度小球的加速度大于重力加速度g g 解析解析 小球上升過程受重力小球上升過程受重力G G和空氣阻力和空氣阻力F F阻阻, ,合合 力的功為力的功為W W合合=-(mg+F=-(mg+F阻阻)H,)H,因此小球動能減少因此小球動能減少(mg(mg +F

40、 +F阻阻)H,A)H,A錯錯; ;因空氣阻力做功為因空氣阻力做功為F F阻阻H,BH,B對對; ;重力做重力做 功為功為WG=-mgH,CWG=-mgH,C對對; ;小球受合力為小球受合力為F F合合=mg+F=mg+F阻阻 =ma,ag,D =ma,ag,D對對. .A A3.3.如圖如圖6 6所示所示, ,細繩的一端繞過定滑細繩的一端繞過定滑 輪與木箱相連輪與木箱相連, ,現(xiàn)以大小恒定的現(xiàn)以大小恒定的 力力F F拉動細繩拉動細繩, ,將靜置于將靜置于A A點的木點的木 箱經(jīng)箱經(jīng)B B點拉到點拉到C C點點(AB=BC),(AB=BC),地面地面 平直且與木箱的動摩擦因數(shù)處處相等平直且與木

41、箱的動摩擦因數(shù)處處相等. .設(shè)從設(shè)從A A到到 B B和從和從B B到到C C的過程中的過程中,F,F做功分別為做功分別為W1W1、W2,W2,克克 服摩擦力做功分別為服摩擦力做功分別為Q1Q1、Q2,Q2,木箱經(jīng)過木箱經(jīng)過B B、C C時的時的 動能和動能和F F的功率分別為的功率分別為EkBEkB、EkCEkC和和PBPB、PC,PC,則下列則下列 關(guān)系一定成立的有關(guān)系一定成立的有( )( ) A.W1W2 A.W1W2B.Q1Q2B.Q1Q2 C.EkBEkC C.EkBEkCD.PBPCD.PBPC圖圖6 6解析解析 從從A A到到B B的過程中細繩滑出滑輪右邊的長度的過程中細繩滑出滑

42、輪右邊的長度大于從大于從B B到到C C過程中細繩滑出滑輪右邊的長度過程中細繩滑出滑輪右邊的長度, ,由功由功的計算式的計算式W=FxW=Fx可知可知,A,A選項正確選項正確. .滑動摩擦力滑動摩擦力Ff=Ff=(mg-Fsin ),(mg-Fsin ),其中其中為繩與水平方向的夾角為繩與水平方向的夾角, ,隨隨著木箱向右運動著木箱向右運動,變大變大,Ff,Ff變小變小, ,由由Q=FfxQ=Ffx得得Q1Q1Q2.Q2.由動能定理可知由動能定理可知,EkB=W1-Q1,EkC=W1+W2-Q1-Q2,EkB=W1-Q1,EkC=W1+W2-Q1-Q2,則木箱經(jīng)則木箱經(jīng)B B、C C兩點時的動

43、能兩點時的動能EkBEkB、EkCEkC大小關(guān)系無法大小關(guān)系無法判別判別. .由于功率由于功率P=Fvcos ,P=Fvcos ,則則B B、C C兩點的功率大小兩點的功率大小關(guān)系也無法判斷關(guān)系也無法判斷. .答案答案 AB AB4.4.一物體懸掛在細繩下端一物體懸掛在細繩下端, ,由靜止開由靜止開 始沿豎直方向向下運動始沿豎直方向向下運動, ,運動過程運動過程 中中, ,物體的機械能與位移的關(guān)系圖物體的機械能與位移的關(guān)系圖 象如圖象如圖7 7所示所示, ,其中其中0 0 x1x1過程的圖象過程的圖象 為曲線為曲線,x1,x1x2x2過程的圖象為直線過程的圖象為直線, ,根據(jù)該圖象根據(jù)該圖象,

44、 ,下下 列說法正確的是列說法正確的是( )( ) A.0 A.0 x1x1過程中物體所受拉力一定是變力過程中物體所受拉力一定是變力, ,且不斷且不斷 減小減小 B.x1 B.x1x2x2過程中物體可能在做勻變速直線運動過程中物體可能在做勻變速直線運動 C.x1 C.x1x2x2過程中物體可能在做變加速直線運動過程中物體可能在做變加速直線運動 D.O D.Ox2x2過程中物體的動能可能在不斷增大過程中物體的動能可能在不斷增大圖圖7 7解析解析 選取物體開始運動的起點為重力零勢能點選取物體開始運動的起點為重力零勢能點, ,物體下降位移物體下降位移x,x,由動能定理得由動能定理得則物體的機械能為則

45、物體的機械能為 在在E-xE-x圖象中圖象中, ,圖象斜率的大小反映拉力的大小圖象斜率的大小反映拉力的大小,0,0 x1x1過程過程中中, ,斜率變大斜率變大, ,所以拉力一定變大所以拉力一定變大,A,A錯錯;x1;x1x2x2過程的過程的圖象為直線圖象為直線, ,拉力拉力F F不變不變, ,物體可能在做勻加速或勻減物體可能在做勻加速或勻減速直線運動速直線運動,B,B對對,C,C錯錯; ;如果全過程都有如果全過程都有mgF,mgF,則物體則物體的動能不斷增大的動能不斷增大, ,故故D D項也正確項也正確. .答案答案 BD BD, 0212mvFxmgx,)(212FxmgxmvE5.5.如圖

46、如圖8 8所示所示, ,一輕彈簧的左端固定一輕彈簧的左端固定, , 右端與一小球相連右端與一小球相連, ,小球處于光滑小球處于光滑 水平面上水平面上. .現(xiàn)對小球施加一個方向現(xiàn)對小球施加一個方向 水平向右的恒力水平向右的恒力F,F,使小球從靜止開始運動使小球從靜止開始運動, ,則小則小 球在向右運動的整個過程中球在向右運動的整個過程中( )( ) A. A.小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒 B. B.小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能逐漸增大小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能逐漸增大 C. C.小球的動能逐漸增大小球的動能逐漸增大 D. D.小球的動能先增大然后減小小球的動能先增大

47、然后減小圖圖8 8解析解析 小球在向右運動的整個過程中小球在向右運動的整個過程中, ,力力F F做正功做正功, ,由功能原理知小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能逐漸由功能原理知小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能逐漸增大增大, ,選項選項A A錯誤錯誤, ,選項選項B B正確正確; ;彈力一直增大彈力一直增大, ,當(dāng)彈當(dāng)彈力等于力等于F F時時, ,小球的速度最大小球的速度最大, ,動能最大動能最大, ,當(dāng)彈力大當(dāng)彈力大于于F F時時, ,小球開始減速運動小球開始減速運動, ,速度減小速度減小, ,動能減小動能減小, ,選選項項C C錯誤錯誤, ,選項選項D D正確正確. .答案答案 BD BD6.6.如圖如圖

48、9 9所示所示, ,光滑水平面光滑水平面ABAB與豎直面內(nèi)的半圓形導(dǎo)軌與豎直面內(nèi)的半圓形導(dǎo)軌 在在B B點相切點相切, ,半圓形導(dǎo)軌的半徑為半圓形導(dǎo)軌的半徑為R.R.一個質(zhì)量為一個質(zhì)量為m m的的 物體將彈簧壓縮至物體將彈簧壓縮至A A點后由靜止釋放點后由靜止釋放, ,在彈力作用下在彈力作用下 物體獲得某一向右的速度后脫離彈簧物體獲得某一向右的速度后脫離彈簧, ,當(dāng)它經(jīng)過當(dāng)它經(jīng)過B B點點 進入導(dǎo)軌的瞬間對軌道的壓力為其重力的進入導(dǎo)軌的瞬間對軌道的壓力為其重力的8 8倍倍, ,之后之后 向上運動恰能到達最高點向上運動恰能到達最高點C.(C.(不計空氣阻力不計空氣阻力) )試求試求: : (1) (1)物體在物體在A A點時彈簧的彈性勢能點時彈簧的