功能關(guān)系 機(jī)械能守恒定律

功能關(guān)系機(jī)械能守恒定律第1頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月【基礎(chǔ)知識】一、勢能1、定義：_________________________________________________________________________2、重力勢能：(1)定義：___________________________________________________________(2)定義式：EP=_________由于物體間或物體各部分間的相互作用而使物體具有的(由它們的相對位置決定的)能量由于物體和地球的相互作用而使物體(和地球)具有的能量mgh第2頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)重力做功與重力勢能的關(guān)系：______________________________________________________________________________3、彈性勢能：定義：_________________________________彈力做功與彈性勢能的關(guān)系：_________________________________________________________________重力做正功，重力勢能減??；重力做負(fù)功，重力勢能增加；WG＝－△EP彈力做正功，彈性勢能減??；彈力做負(fù)功，彈性勢能增加；WF＝－△EP物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能第3頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月二、機(jī)械能守恒定律1、定義：_______________________________________________________________________________________2、機(jī)械能守恒的條件：__________________________________________________________幾種具體情形：(1)_______________________；(2)_____________________________________；(3)_____________________________________。在只有重力或(和)彈簧彈力做功的條件下，物體的勢能和動能相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變只有重力或(和)彈簧彈力做功，物體只發(fā)生勢能和動能的相互轉(zhuǎn)化只受重力或(和)彈簧彈力除重力與彈力外，其他力不做功除重力與彈力外，其他力做功代數(shù)和為零第4頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月3、機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式：(1)Ek0+EP0=Ekt+EPt

初、末狀態(tài)機(jī)械能相等△Ek=△EP變化的動能等于變化的勢能

(3)△EA=△EB

系統(tǒng)由A、B組成，則A變化的機(jī)械能等于B變化的機(jī)械能4、系統(tǒng)機(jī)械能守恒的條件：外力只有重力和(或)彈簧彈力做功，內(nèi)力不能有如滑動摩擦力做功將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式能的情況第5頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月【知識應(yīng)用分析】題1、如圖示，斜面體置于光滑水平面上，其光滑斜面上有一物體由靜止沿斜面下滑，在物體下滑過程中，下列說法中正確的是A、物體的重力勢能減少，動能增加B、斜面體的機(jī)械能不變C、斜面對物體的作用力垂直于接觸面，不做功D、物體和斜面組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒若斜面不光滑，情況又怎樣？(一)單個物體機(jī)械能守恒第6頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月題2、如圖示，小球從A點(diǎn)開始自由下落到B點(diǎn)時觸到固定在地板上的豎直輕彈簧的上端點(diǎn)，隨之將彈簧壓縮到C點(diǎn)后，再被彈回到B點(diǎn)，問：(1)小球從A點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中，小球的機(jī)械能是否守恒？(2)小球從B點(diǎn)到C點(diǎn)、再被彈回到B點(diǎn)的過程中，小球機(jī)械能是否守恒？小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒？ABC第7頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月題3、如圖示，A、B兩球質(zhì)量相等，A球用不能伸長的輕繩系于O1點(diǎn)，B球用輕彈簧系于O2點(diǎn)，O1與O2點(diǎn)在同一水平面上，分別將A、B球拉到與懸點(diǎn)等高處，使繩和輕彈簧均處于水平，彈簧處于自然狀態(tài)，將兩球分別由靜止開始釋放，當(dāng)兩球到達(dá)各自懸點(diǎn)的正下方時，兩球仍處在同一水平面，則A、兩球到達(dá)各自懸點(diǎn)正下方時，兩球動能相等B、兩球到達(dá)各自懸點(diǎn)正下方時，A球動能較大C、兩球到達(dá)各自懸點(diǎn)正下方時，B球動能較大D、兩球到達(dá)各自懸點(diǎn)正下方時，A球損失的重力勢能較多ABO1O2第8頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月題4、甲、乙兩球質(zhì)量相同，懸線一長一短，如將兩球從圖示位置同一水平面無初速釋放，不計阻力，則小球通過最低點(diǎn)的時刻A、甲球的動能較乙球的大B、兩球受到的拉力大小相等C、兩球的向心加速大小相等D、相對同一參考面，兩球機(jī)械能相等O1甲乙O2第9頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月題5、用一根長為l的細(xì)線拴一個質(zhì)量為m的小球懸掛在天花板上O點(diǎn)，現(xiàn)使細(xì)線偏離豎直方向α角后，從A處無初速釋放，如圖示，試求：(1)小球擺到最低點(diǎn)C時的速度；(2)小球擺到左方最高點(diǎn)的高度；(3)若在懸點(diǎn)正下方P處有一釘子，OP=l／3，則小球碰釘后向左擺動過程中能達(dá)到的最大高度有何變化？COAlP第10頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月題7、如圖示，在傾角為30°的斜面上，沿水平方向拋出一小球，拋出時小球的動能為6J，則小于落回斜面時的動能為_______J。v030°題6、槍豎直向上以初速度v0發(fā)射子彈，忽略空氣阻力，當(dāng)子彈離槍口距離為_________時，子彈的動能是其重力勢能的一半第11頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)系統(tǒng)機(jī)械能守恒題1、如圖示一輕彈簧左端固定在長木板m2的左端，右端與小木塊m1連接，且m1、m2及m2與地面間接觸面光滑，開始時m1和m2均靜止，現(xiàn)同時對m1、m2施加等大反向的水平恒力F1和F2，從兩物體開始運(yùn)動以后的整個運(yùn)動過程中，關(guān)于m1、m2和彈簧組成的系統(tǒng)說法正確的是A、由于F1、F2等大反向，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒B、由于F1、F2分別對m1、m2做正功，故系統(tǒng)的動能增加C、由于F1、F2分別對m1、m2做正功，故系統(tǒng)的機(jī)械能增加D、當(dāng)彈簧的彈力大小與F1、F2大小相等時，m1、m2的動能最大O1F1F2m1m2第12頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月題2、如圖示，長為l的輕桿AC可繞A端在豎直平面內(nèi)無摩擦地轉(zhuǎn)動，在C端和桿上的B處各固定有質(zhì)量均為m的小球，AB=2l／3現(xiàn)將桿接到水平位置后從靜止釋放，求桿的C端到達(dá)最低位置時的速度和這一過程中桿對C球所做的功A第13頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月題3、一輛小車靜止在光滑的水平導(dǎo)軌上，一個小球用細(xì)繩懸掛在車上，由圖示位置無初速釋放，則小球在下擺過程中，下列說法正確的是A、繩對小球的拉力不做功B、繩對小球的拉力做正功C、小球受到的合力不做功D、繩對小球的拉力做負(fù)功第14頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月題4、如圖示，半徑為r、質(zhì)量不計的圓盤與地面垂直，圓盤可繞其中心O處的水平光滑軸轉(zhuǎn)動，在盤的最右邊緣處固定一個質(zhì)量為m的小球A，在O點(diǎn)的正下方離O點(diǎn)r／2處固定一個質(zhì)量也為m的小球B，放開盤讓其自由轉(zhuǎn)動，問：(1)A球轉(zhuǎn)到最低點(diǎn)時的線速度是多少？(2)在轉(zhuǎn)動過程中半徑OA向左偏離豎直方向的最大角度是多少？OBA第15頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月題5、輕繩一端掛一質(zhì)量為M的物體，另一端系在質(zhì)量為m的圓環(huán)上，圓環(huán)套在豎直固定的細(xì)桿上，定滑輪與細(xì)桿相距0.3m，將環(huán)拉至與滑輪在同一水平高度上，再將環(huán)由靜止釋放，圓環(huán)沿桿向下滑動的最大位移為0.4m，若不計一切摩擦，求：(1)物體與環(huán)的質(zhì)量比(2)圓環(huán)下落0.3m時速度大小第16頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月三、功能關(guān)系1、基本關(guān)系：______________________2、功能關(guān)系的和幾種表現(xiàn)形式：(1)動能定理：_____________________(2)重力做功與重力勢能的關(guān)系：_____________(3)彈力做功與彈性勢能的關(guān)系：_____________3、能的轉(zhuǎn)化和守恒定律：____________________________________________________________________________________________________第17頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月4、摩擦力做功與產(chǎn)生內(nèi)能的關(guān)系：(1)靜摩擦力做功不會將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(2)滑動摩擦力做功與產(chǎn)生內(nèi)能的關(guān)系：如圖示，地面光滑，m以初速度v0滑上M，m、M間摩擦力為f，則由動能定理得－fs1=－fs2=而Q=△E=f(s1－s2)=－－v0mMs2s1v1v2第18頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月題1、一物體靜止在升降機(jī)的地板上，在升降機(jī)加速上升的過程中，地板對物體的支持力所做的功等于A、物體勢能的增加量B、物體動能的增加量C、物體動能的增加量加上勢能的增加量D、物體動能的增加量加上克服重力所做的功題2、一木塊靜止在光滑的水平面上，被水平方向飛來的子彈擊中，在子彈進(jìn)入木塊的深度為2cm的過程中，木塊相對于桌面移動了1cm，設(shè)木塊對子彈的阻力恒定，則產(chǎn)生的熱能和子彈損失動能之比為__________。第19頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月題3、質(zhì)量為m的物體，從靜止開始以2g的加速度豎直向下運(yùn)動h，不主空氣阻力，則A、物體的重力勢能減少了2mghB、物體的機(jī)械能保持不變C、物體的動能增加了2mghD、物體的機(jī)械能增加了mgh題4、在水平地面上平鋪了n塊磚，每塊磚的質(zhì)量為m，厚度為h，若將磚一塊一塊地疊放起來，至少需要做多少功？第20頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月題5、如圖示，小滑塊從左邊斜面A點(diǎn)由靜止開始滑下，經(jīng)過一段圓弧面后滑上右邊斜面B點(diǎn)時速度恰好為零，已知圓弧面光滑，如滑塊從B點(diǎn)以某一速度v沿斜面開始下滑，到達(dá)A點(diǎn)時的速度也恰好為零，求A、B兩點(diǎn)間的高度差。AB△h第21頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月題6、面積很大的水池，水深為H，水面上浮著一正方體木塊，木塊邊長為a，密度為水的密度的1／2，質(zhì)量為m，開始時木塊靜止，有一半沒入水中，如圖示，現(xiàn)用力F將木塊緩慢地壓到池底，不計水的摩擦，求(1)從木塊剛好完全沒入水中到停在池底的過程中，池水勢能的改變量(2)從開始到木塊剛好完全沒入水中的過程中，力F所做的功第22頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月題7、“和平號”空間站已于2001年3月成功地墜落在南太平洋海域，墜落過程可簡化為從一個近圓軌道開始，經(jīng)過與大氣摩擦，空間站的絕大部分經(jīng)過升溫、熔化，最后汽化而銷毀，剩下的殘片墜入大海，此過程中空間站原來的機(jī)械能中，除一部分用于銷毀和一部分被殘片帶走外，還有一部分能量E′通過其他方式散失，(不考慮墜落過程中化學(xué)瓜的能量)(1)試導(dǎo)出以下列各物理量的符號表示散失能量E′的公式(接下頁)第23頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月(接上頁)(2)算出E′的數(shù)值(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)墜落開始時空間站的質(zhì)量M=1.17×105kg；軌道離地面的高度h=146km；地球半徑R=6.4×106m；墜落范圍內(nèi)重力加速度可看做g=10m／s2；入海殘片的質(zhì)量m=1.2×104kg；入海殘片的溫度升高△T=3000K；入海殘片的入海速度為聲速v=340m／s；空間站材料每1kg升溫1K平均所需能量c=