高中物理第五章第讲功能关系能量守恒定律PPT课件
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功能关系PPT教学课件
(2)电动机做功使小物体机械能增加,同时小物体与传送带间 因摩擦产生热能Q.
而由v=at,得t=0.4 s. 相对位移为l'=vt-l1=0.2 m, 摩擦生热Q=Ffl'=μmgl'cosθ=15 J. 故电动机做的功为270 J.
答案:(1)255 J (2)270 J
题型三能量守恒定律的应用
A.电动机多做的功为mv2 B.摩擦力对物体做的功为mv2 C.传送带克服摩擦力做的功为mv2 D.电动机增加的功率为μmgv 答案:D
解析:由能量守恒,电动机做的功等于物体获得的动能和由于 摩擦而产生的热量,故A错.对物体受力分析知,仅有摩擦力 对物体做功,由动能定理知,B错;传送带克服摩擦力做功等 于摩擦力与传送带对地位移的乘积,而易知这个位移是木 块对地位移的两倍,即W=mv2,故C错;由功率公式易知电动 机增加的功率为μmgv,故D对.
名师提示:一对相互作用的滑动摩擦力做功所产生的热量
Q=Ffx相对,其中x相对是物体间相对路径长度,如果两物体同向 运动,x相对为两物体对地位移大小之差;如果两物体反向运 动,x相对为两物体对地位移大小之和;如果一个物体相对另 一物体做往复运动,则x相对为两物体相对滑行路径的总长度.
疑难点二.机械能守恒定律与能量守恒定律有什么区别和联 系?
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-mgh B.货物的机械能一定增加mah C.货物的重力势能一定增加mah D.货物的机械能一定增加mah+mgh
解析:货物所受合外力为ma,所以根据动能定理知货物动能增 加mah,A项错误.货物重力势能的增加量为mgh,C项错误.货 物机械能的增加量等于其动能和势能增量之和,即 mah+mgh,B项错,D项对.
能量守恒定律课件(23张ppt)
的限制。
热力学第二定律
热力学第二定律指出，不可能从 单一热源吸收热量并完全转换为 有用的功而不产生其他影响。这
限制了热机的效率。
电磁波的产生与传播
电磁波的产生
电磁波是由电荷或电流的振动产生的波动现象。振荡的电 荷或电流产生电场，而振荡的电场产生磁场，两者相互激 发形成电磁波。
电磁波的传播
电磁波在空间中以波动的形式传播，其传播速度等于光速。 电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播。
能量守恒定律具有方向性、守恒 性、不可创性和不可逾越性。
能量守恒定律的重要性
科学研究基础
人类生活影响
能量守恒定律是物理学、化学、生物学 等学科研究的基础，为科学家们提供了 研究物质运动和相互作用的共同框架。
能量守恒定律深刻影响着人类的生产和生 活方式，如能源利用、交通出行、工业生 产等，推动着人类社会的进步和发展。
微观领域
在微观领域，能量守恒定律适用 于原子和分子的运动和相互作用 ，如化学反应、核反应等。
相对论领域
在相对论领域，能量守恒定律适用 于高速运动和高能物理现象，如相
对论效应和量子力学效应等。
02
能量守恒定律的原理
能量转换与守恒
能量是物体做功的能力，可以 表现为多种形式，如机械能、 电能、化学能等。
03
节能意义
节能有助于减少能源消耗，降低环境污染，促进可持续发展。
动力机械与热机
动力机械
动力机械是利用能量转换原理将 一种形式的能量转换为另一种形 式的能量的机械装置。例如，内 燃机将燃料化学能转换为机械能。
热机
热机是一种将热能转换为机械能 的装置，如蒸汽机、汽轮机、内 燃机等。热机的效率受卡诺循环
能量守恒定律课件
热力学第二定律
热力学第二定律指出，不可能从 单一热源吸收热量并完全转换为 有用的功而不产生其他影响。这
限制了热机的效率。
电磁波的产生与传播
电磁波的产生
电磁波是由电荷或电流的振动产生的波动现象。振荡的电 荷或电流产生电场，而振荡的电场产生磁场，两者相互激 发形成电磁波。
电磁波的传播
电磁波在空间中以波动的形式传播，其传播速度等于光速。 电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播。
能量守恒定律具有方向性、守恒 性、不可创性和不可逾越性。
能量守恒定律的重要性
科学研究基础
人类生活影响
能量守恒定律是物理学、化学、生物学 等学科研究的基础，为科学家们提供了 研究物质运动和相互作用的共同框架。
能量守恒定律深刻影响着人类的生产和生 活方式，如能源利用、交通出行、工业生 产等，推动着人类社会的进步和发展。
微观领域
在微观领域，能量守恒定律适用 于原子和分子的运动和相互作用 ，如化学反应、核反应等。
相对论领域
在相对论领域，能量守恒定律适用 于高速运动和高能物理现象，如相
对论效应和量子力学效应等。
02
能量守恒定律的原理
能量转换与守恒
能量是物体做功的能力，可以 表现为多种形式，如机械能、 电能、化学能等。
03
节能意义
节能有助于减少能源消耗，降低环境污染，促进可持续发展。
动力机械与热机
动力机械
动力机械是利用能量转换原理将 一种形式的能量转换为另一种形 式的能量的机械装置。例如，内 燃机将燃料化学能转换为机械能。
热机
热机是一种将热能转换为机械能 的装置，如蒸汽机、汽轮机、内 燃机等。热机的效率受卡诺循环
能量守恒定律课件
高三复习能量守恒定律.ppt
能量守恒定律
基础整合
1.功是能量转化的量度 做功的过程对应能量的转化，做多少功就有多 少能量发生了转化，即功是能量转化的量度. 2.能量守恒定律 （1）内容：能量既不会消灭，也不会创生，它 只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体 转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能 量的总量保持不变，这个规律叫做能量守恒定律.
θ=30°，其上 A、B 两点间的距离为 l=5 m，传送带在电动机 的带动下以 v=1 m/s 的速度匀速运动，现将一质量为 m=10 kg 的小物体（可视为质点）轻放在传送带的 A 点，已知小物体 与传送带之间的动摩擦因数为 μ= 3 ，在传送带将小物体从
2
A 点传送到 B 点的过程中，求：
（1）传送带对小物体做的功.
过程中（ BD ）
A.外力 F 做的功等于系统动能增量 B.B 对 A 的摩擦力所做的功等于 A 的动能增量 C.A 对 B 的摩擦力所做的功等于 B 对 A 的摩擦力
所做的功
D.外力 F 对 B 所做的功等于 B 的动能的增量与 B
克服摩擦力所做功之和
解析：滑动摩擦力做的功大小等于滑动摩擦力
大小乘以相对路程，即 W=Ff·d 相，故选项 C 错误.
（1）小球到 C 点时速度 v0 的大小； （2）小球在 C 点对环的作用力大小.
（g 取 10 m/s2）
思路点拨：小球从 B 到 C 的过程中重力和弹簧
的弹力做功，重力势能、弹性势能及动能相互转化， 利用能量守恒定律求解.
解析：（1）小球在 B 点时弹簧的长度为 l1=R=l0
所以在此位置时弹簧处于自然状态，弹簧的弹
重力和摩擦力做负功.支持力不做功，
由动能定理得：WF－WG－Wf=1 mv2－0.
基础整合
1.功是能量转化的量度 做功的过程对应能量的转化，做多少功就有多 少能量发生了转化，即功是能量转化的量度. 2.能量守恒定律 （1）内容：能量既不会消灭，也不会创生，它 只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体 转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能 量的总量保持不变，这个规律叫做能量守恒定律.
θ=30°，其上 A、B 两点间的距离为 l=5 m，传送带在电动机 的带动下以 v=1 m/s 的速度匀速运动，现将一质量为 m=10 kg 的小物体（可视为质点）轻放在传送带的 A 点，已知小物体 与传送带之间的动摩擦因数为 μ= 3 ，在传送带将小物体从
2
A 点传送到 B 点的过程中，求：
（1）传送带对小物体做的功.
过程中（ BD ）
A.外力 F 做的功等于系统动能增量 B.B 对 A 的摩擦力所做的功等于 A 的动能增量 C.A 对 B 的摩擦力所做的功等于 B 对 A 的摩擦力
所做的功
D.外力 F 对 B 所做的功等于 B 的动能的增量与 B
克服摩擦力所做功之和
解析：滑动摩擦力做的功大小等于滑动摩擦力
大小乘以相对路程，即 W=Ff·d 相，故选项 C 错误.
（1）小球到 C 点时速度 v0 的大小； （2）小球在 C 点对环的作用力大小.
（g 取 10 m/s2）
思路点拨：小球从 B 到 C 的过程中重力和弹簧
的弹力做功，重力势能、弹性势能及动能相互转化， 利用能量守恒定律求解.
解析：（1）小球在 B 点时弹簧的长度为 l1=R=l0
所以在此位置时弹簧处于自然状态，弹簧的弹
重力和摩擦力做负功.支持力不做功，
由动能定理得：WF－WG－Wf=1 mv2－0.
功能关系 能量守恒定律PPT课件
弹簧弹力的功
(1)弹力做正功，弹性势能_减__少___ 弹性势能变化 (2)弹力做负功，弹性势能_增__加___
(3)W弹＝－ΔEp＝Ep1－Ep2
过好双基关 研透命题点 课时限时练
过好双基关
创新设计
只有重力、弹 簧弹力做功
机械能 _不__变__化___
机械能守恒，ΔE＝__0__
除重力和弹簧 弹力之外的其 他力做的功
过好双基关 研透命题点 课时限时练
过好双基关
【自测 1】 (多选)(2020·广东佛山市模拟)如图 1 所示，
质量为 m 的物体(可视为质点)以某一速度从 A 点冲上
倾角为 30°的固定斜面，其减速运动的加速度为34g， 此物体在斜面上能够上升的最大高度为 h，则在这个
过程中物体(AB )
A.重力势能增加了 mgh C.动能损失了 mgh
不同点
化为其他形式的能
能量就是系统__机_械___能的损失量
一对摩擦力的 一对静摩擦力所做功的代数和 一对滑动摩擦力做功的代数和总是
总功方面 总__等__于_零___
__负__值__
正功、负功、
相同点
两种摩擦力对物体可以做正功，也可以做负功，还可以不做功
不做功方面
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过好双基关
过好双基关 研透命题点 课时限时练
研透命题点
命题点一 功能关系的理解 命题点二 功能关系的综合应用 命题点三 摩擦力做功与能量转化 命题点四 能量守恒定律的理解和应用
过好双基关 研透命题点 课时限时练
研透命题点
命题点一 功能关系的理解
创新设计
1.只涉及动能的变化用动能定理分析。 2.只涉及重力势能的变化，用重力做功与重力势能变化的关系分析。 3.只涉及机械能的变化，用除重力和弹簧的弹力之外的其他力做功与机械能变化
高考一轮复习：5.4《功能关系、能量守恒定律》ppt课件
(1)合外力做功等于物体动能的改变,即 W 合=Ek2-Ek1=ΔEk。(动能定理) (2)重力做功等于物体重力势能的减少,即 WG=Ep1-Ep2=-ΔEp。 (3)弹簧弹力做功等于弹性势能的减少,即 W 弹=Ep1-Ep2=-ΔEp。
(4)除了重力和弹簧弹力之外的其他力所做的总功,等于物体机械能的
D.力 F 和阻力的合力所做的功等于木箱机械能的增量
解析 答案
第五章
第四节 功能关系 能量守恒定律
-1100-
考点一 对功能关系的理解
几种常见的功能关系及其表达式
力做功
能的变化
定量关系
合力的功 重力的功
动能变化 重力势能变化
W=Ek2-Ek1=ΔEk (1)重力做正功,重力势能减少 (2)重力做负功,重力势能增加
机械能变化
一对相互作用 的滑动摩擦 力的总功
内能变化
(1)其他力做多少正功,物体的机械能就 增加多少 (2)其他力做多少负功,物体的机械能就 减少多少
(3)W=ΔE (1)作用于系统的一对滑动摩擦力一定 做负功,系统内能增加 (2)Q=Ff·L 相对
考点一
考点二
考点三
第五章
第四节 功能关系 能量守恒定律
答案:(1)30 N (2)1 m (3)6 J
考点一
考点二
考点三
第五章
第四节 功能关系 能量守恒定律
-题的方法
(1)正确分析物体的运动过程,做好受力情况分析。 (2)利用运动学公式,结合牛顿第二定律分析物体的速度关系及位移关 系。 (3)公式 Q=Ff·l 相对中 l 相对为两接触物体间的相对位移,若物体在传送带 上做往复运动时,则 l 相对为总的相对路程。
第四节 功能关系 能量守恒定律
(4)除了重力和弹簧弹力之外的其他力所做的总功,等于物体机械能的
D.力 F 和阻力的合力所做的功等于木箱机械能的增量
解析 答案
第五章
第四节 功能关系 能量守恒定律
-1100-
考点一 对功能关系的理解
几种常见的功能关系及其表达式
力做功
能的变化
定量关系
合力的功 重力的功
动能变化 重力势能变化
W=Ek2-Ek1=ΔEk (1)重力做正功,重力势能减少 (2)重力做负功,重力势能增加
机械能变化
一对相互作用 的滑动摩擦 力的总功
内能变化
(1)其他力做多少正功,物体的机械能就 增加多少 (2)其他力做多少负功,物体的机械能就 减少多少
(3)W=ΔE (1)作用于系统的一对滑动摩擦力一定 做负功,系统内能增加 (2)Q=Ff·L 相对
考点一
考点二
考点三
第五章
第四节 功能关系 能量守恒定律
答案:(1)30 N (2)1 m (3)6 J
考点一
考点二
考点三
第五章
第四节 功能关系 能量守恒定律
-题的方法
(1)正确分析物体的运动过程,做好受力情况分析。 (2)利用运动学公式,结合牛顿第二定律分析物体的速度关系及位移关 系。 (3)公式 Q=Ff·l 相对中 l 相对为两接触物体间的相对位移,若物体在传送带 上做往复运动时,则 l 相对为总的相对路程。
第四节 功能关系 能量守恒定律
功能关系-能量守恒定律_图文
3.
(1) _______ _ ________ ________ ____________
(2) E1 E2 ΔE ________. ΔE
各种力做功
对应能 的变化
定量的关系
ΔE 0
W ΔE
W ΔEp
摩擦力做功与能量的关系 1.
静摩擦力
滑动摩擦力
W Ff·x
静摩擦力
滑动摩擦力
1. (2015·徐州模拟) 30 1
kg 2.5 m/s2 1 m (
g 10 m/s2)( )
D
A.
B. 10 J
C. 5 J
D. 2.5 J
BD
可画出此过程铅块和木板对应的v-t图象如图所示，同理可 画出图乙对应的运动图象，需注意铅块滑上第2块木板时加速度 的变化，通过图象可以看出第二次铅块不能到达木板2的右端， C项错误；第一次两者之间的相对位移大于第二次的相对位移 ，第一次产生的热量较多，D项正确．
BCD
6. (2015·海安、南外、金陵三校联考) AB L1 1 m BC L2 2 m v 2 m/s m 1 kg h 1 mD O OAx 0.1 m μ 0.25 g 10 m/s2.
木板的位移Δx是木板对地位移x木的两倍多，设子弹与木板间的 摩擦力为f，则对木板而言，摩擦力做正功，动能增加，表达式
为fx木＝Ek木＝50J，子弹与木板间的摩擦产生内能，表达式为 f·Δx＝E内，对比两式可知，产生的内能大于100J，A、B、C选 项错误，D项正确．
机械能守恒定律——功能关系、能量守恒课件
3、(多选)如图1所示，质量为m的小车在水平恒力F推动下，从山坡底部
A处由静止运动至高为h的B处，获得的速度为v，AB的水平距离为s，重
力加速度为g.下列说法正确的是(
)
A.小车克服重力所做的功是mgh
B.合力对小车做的功是 mv2 2
C.推力对小车做的功是Fs－mgh
D.阻力对小车做的功是 m2v2＋mgh－Fs
功能关系、能量守恒定律
能量守恒
1．内容能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式， 或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变．
2．表达式ΔE减＝ΔE增．
3．基本思路(1)某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加，且减少量和增加 量一定相等；(2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加 量一定相等．
弹力做正功，弹性势能减少；弹力做负功，弹性势能增加 W弹＝Ep1－Ep2＝－ΔEp
机械能守恒ΔE＝0
除重力和弹力之 外的力做功
一对滑动摩 擦力的总功
机械能变化 内能变化
除重力和弹力之外的力做多少正功，物体的机械能就增加多 少；除重力和弹力之外的力做多少负功，物体的机械能就减 少多少 W除G、弹力外＝ΔE
2、静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤 去恒力。不计空气阻力，在整个上升过程中，物体机械能随时间变化关 系是( )
3、 某物体沿光滑斜面由静止开始下滑至斜面底端的过程中，若不计空 气阻力，下列图像中能正确表示该物体的机械能E随位移X变化规律的 是（ ）
4、物体以100J的初动能从固定的斜面底端向上运动,当它过斜面 上的M点时,其动能减少了80J, 机械能减少了32J.如果物体从斜 面上返回底端,则物体到达底端时的动能为( )
功能关系能量守恒定律PPT课件
(2)明确哪种形式的能量增加,哪种形式的能量减 少,并且列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增 的表达式. (3)列出能量守恒关系式:ΔE减=ΔE增. 特别提示 1.应用能量守恒定律解决有关问题,关键是准确 分析有多少种形式的能量在变化,求出减少的总能 量ΔE减和增加的总能量ΔE增,然后再依据能量守 恒定律列式求解. 2.高考考查该类问题,常综合平抛运动、圆周运 动以及电磁学知识考查判断、推理及综合分析能力.
一对相互作用的滑动摩擦力
一对静摩擦 对物体系统所做的总功,等于
不 一对摩
力所做功的 摩擦力与相对路程的乘积,即
同 点
擦力做 功方面
代数总和等 Wf=-Ff·l相表示物体克服摩源自于零擦力做功,系统损失的机械能
转变成内能
相 同
正负功、 不做功
两种摩擦力都可以对物体做正功、负功,还 可以不做功
点
方面
特别提示
4.除系统内的重力和弹簧的弹力外,其他力做的总 功等于系统机械能的增量,表达式:W其他=ΔE. (1)除重力或弹簧的弹力以外的其他力做多少正 功,物体的机械能就增加多少. (2)除重力或弹簧的弹力以外的其他力做多少负 功,物体的机械能就减少多少. (3)除重力或弹簧的弹力以外的其他力不做功, 物体的机械能守恒.
热点三 摩擦力做功的特点
类别 比较
静摩擦力
滑动摩擦力
在静摩擦力做功的 1.相互摩擦的物体通
过程中,只有机械能 过摩擦力做功,将部分
不 能量的 从一个物体转移到 机械能从一个物体转
同 转化方 另一个物体(静摩擦 移到另一个物体
点面
力起着传递机械能 2.部分机械能转化为
的作用)而没有机械 内能,此部分能量就是 能转化为其他形式 系统机械能的损失量 的能量
功能关系及能量守恒(课件)高一物理(人教版2019必修第二册)
常见命题点
命题点一：功能关系的理解
1.只涉及动能的变化用动能定理分析. 2.只涉及重力势能的变化，用重力做功与重力势能变化 的关系分析. 3.只涉及机械能的变化，用除重力和弹簧的弹力之外的 其他力做功与机械能变化的关系分析.
常见题型
命题点二：功能关系的综合应用
例.如图，建筑工地上载人升降机用不计质量的细钢绳跨过定滑轮与一电动机 相连，通电后电动机带动升降机沿竖直方向先匀加速上升后匀速上升。摩擦
(2)小球落地点C与B的水平距离s为多少？
(3) 若H一定，R多大时小球落地点C与B水平距离s最远？该水
平距离的最大值是多少？
常见题型
命题点三：摩擦力做功与能量转化
2.滑动摩擦力做功的特点 (1)滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功. (2)相互间存在滑动摩擦力的系统内，一对滑动摩擦力做功将产生两种可能效 果： ①机械能全部转化为内能； ②有一部分机械能在相互摩擦的物体间转移，另外一部分转化为内能.
常见题型
除了重力和弹力之外，系统中其他内 外力做功的代数和。
这个功能关系具有普遍意义
三、功能关系
E机 mgx cos 想一想：机械能减小了，是消失了吗？
能量守恒：
E机 Q
Q mgx cos
摩擦生热等于克服摩擦力做功?
三、功能关系
M
mv
地面光滑
动能定理：
x1 x2
mgx2 Ek1 mgx1 Ek2
时会触发闭合装置将圆轨道封闭。(取g=10 m/s2,sin 53°=0.8,cos
53°=0.6)求:
(1)小物块与水平面间的动摩擦因数μ1; (2)弹簧具有的最大弹性势能Ep; (3)要使小物块进入竖直圆轨道后不脱
高考物理(新课标)功能关系 能量守恒定律 课件
2.相对滑动物体能量的求解方法 (1)正确分析物体的运动过程，做好受力情况分析． (2)利用运动学公式，结合牛顿第二定律分析物体的速度关系及位移关系． (3)公式 Q＝Ff· l 相对中 l 相对为两接触物体间的相对位移，若物体在传送带上做往复运动 时，则 l 相对为总的相对路程．
典例剖析 【例 2】 如图 5－4－5 所示，木块 A 放在木块 B 的左端，用恒力 F 将 A 拉至 B 的 ) 右端，第一次将 B 固定在地面上，F 做功为 W1，生热为 Q1；第二次让 B 可以在光滑地面 上自由滑动，仍将 A 拉到 B 右端，这次 F 做功为 W2，生热为 Q2；则应有(
答案 知识点 1 (2)能量转化 (3)动能 知识点 2 1．产生 2．ΔE 增 转化 转移 转化或转移 保持不变 多少能量 能量的转化 能量转化 机械能 重力势能 弹性势能 电势能
温 馨 提 示
请做：自主测评
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总结提炼 功是能量转化的量度，不同力做功，改变对应形式的能 (1)在应用功能关系解决具体问题的过程中，若只涉及动能的变化用动能定理分析． (2)只涉及重力势能的变化用重力做功与重力势能变化的关系分析． (3)只涉及机械能变化用除重力和弹力之外的力做功与机械能变化的关系分析． (4)只涉及电势能的变化用电场力做功与电势能变化的关系分析．
【解析】 木箱加速上移的过程中，拉力 F 做正功，重力和摩擦力做负功．支持力 不做功，由动能定理得： 1 2 WF－WG－Wf＝ mv －0. 2 1 即 WF＝WG＋Wf＋ mv2. 2 A，B 错误，D 正确，又因木箱克服重力做功 WG，等于木箱重力势能的增加，故 C 正确．
【答案】 CD
即学即练 1 已知货物的质量为 m， 在某段时间内起重机将货物以加速度 a 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－mgh B．货物的机械能一定增加 mah C．货物的重力势能一定增加 mah D．货物的机械能一定增加 mah＋mgh )
功能关系能量守恒定律课件
功能关系能量守恒定律
[典例 1] 如图所示，AB 为半径 R＝0.8 m 的 14光滑圆弧轨道，下端 B 恰与小车右端平滑 对接．小车质量 m0＝3 kg，车长 l＝2.06 m，车上表面距地面 的高度 h＝0.2 m．现有一质量 m＝1 kg 的滑块，由轨道顶端无 初速释放，滑到 B 端后冲上小车．已知地面光滑，滑块与小车 上表面间的动摩擦因数 μ＝0.3，当车运动了 1.5 s 时，车被地面 装置锁定．(g 取 10 m/s2)试求：
功能关系能量守恒定律
核心要点突破
1．两种摩擦力做功的比较
类别 比较
静摩擦力
滑动摩擦力
在静摩擦力做功的过程 相互摩擦的物体通过滑
中，只有机械能从一个物 动摩擦力做功，部分机 能量的
体转移到另一个物体，而 械能从一个物体转移到 转化方面
没有机械能转化为其他形 另一个物体，部分机械
式的能量
能转化为内能
功能关系能量守恒定律
功能关系能量守恒定律
2．[功能关系的冬奥会雪上项目夺冠的运动员．他在一次自由式滑雪空中技巧
比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他
做功 1 900 J，他克服阻力做功 100 J．韩晓鹏在此过程中( )
A．动能增加了 1 900 J
B．动能增加了 2 000 J
功能关系能量守恒定律
(1)滑块到达 B 端时，轨道对它支持力的大小； (2)车被锁定时，车右端距轨道 B 点的距离； (3)从车开始运动到被锁定的过程中，滑块与车面间由于摩擦而 产生的内能大小．
功能关系能量守恒定律
[思路点拨] (1)滑块从 A 点到 B 点的运动为圆周运动，满足机 械能守恒的条件．B 点为圆轨道的最低点，重力和支持力的合 力提供向心力． (2)滑块在小车上的运动，属于滑块—木板模型．滑块和小车的 所受摩擦力及运动示意图如图所示：
[典例 1] 如图所示，AB 为半径 R＝0.8 m 的 14光滑圆弧轨道，下端 B 恰与小车右端平滑 对接．小车质量 m0＝3 kg，车长 l＝2.06 m，车上表面距地面 的高度 h＝0.2 m．现有一质量 m＝1 kg 的滑块，由轨道顶端无 初速释放，滑到 B 端后冲上小车．已知地面光滑，滑块与小车 上表面间的动摩擦因数 μ＝0.3，当车运动了 1.5 s 时，车被地面 装置锁定．(g 取 10 m/s2)试求：
功能关系能量守恒定律
核心要点突破
1．两种摩擦力做功的比较
类别 比较
静摩擦力
滑动摩擦力
在静摩擦力做功的过程 相互摩擦的物体通过滑
中，只有机械能从一个物 动摩擦力做功，部分机 能量的
体转移到另一个物体，而 械能从一个物体转移到 转化方面
没有机械能转化为其他形 另一个物体，部分机械
式的能量
能转化为内能
功能关系能量守恒定律
功能关系能量守恒定律
2．[功能关系的冬奥会雪上项目夺冠的运动员．他在一次自由式滑雪空中技巧
比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他
做功 1 900 J，他克服阻力做功 100 J．韩晓鹏在此过程中( )
A．动能增加了 1 900 J
B．动能增加了 2 000 J
功能关系能量守恒定律
(1)滑块到达 B 端时，轨道对它支持力的大小； (2)车被锁定时，车右端距轨道 B 点的距离； (3)从车开始运动到被锁定的过程中，滑块与车面间由于摩擦而 产生的内能大小．
功能关系能量守恒定律
[思路点拨] (1)滑块从 A 点到 B 点的运动为圆周运动，满足机 械能守恒的条件．B 点为圆轨道的最低点，重力和支持力的合 力提供向心力． (2)滑块在小车上的运动，属于滑块—木板模型．滑块和小车的 所受摩擦力及运动示意图如图所示：
高中物理第五章第讲功能关系能量守恒定律PPT课件
由能量守恒定律得
1 2
mv2=Ep+μmgd
以上各式联立得Ep=mgh-μmgd。
(3)物块A被弹回的过程中,克服摩擦力所做的功仍为 W=μmgd 由能量守恒定律得Ep=μmgd+mgh′。 所以物块A能够上升的最大高度为 h′=h-2μd。 答案：(1) 2 g(h2)mgh-μmgd (3)h-2μd
又h=1 gt′2,x=v′t′
2
可得:x=0.16m
答案：能 0.16m
【总结提升】求解相对滑动物体的能量问题的方法 (1)正确分析物体的运动过程,做好受力情况分析。 (2)利用运动学公式,结合牛顿第二定律分析物体的速度关系及 位移关系பைடு நூலகம் (3)公式Q=Ff·l相对中l相对为两接触物体间的相对位移,若物体在 传送带上做往复运动时,则l相对为总的相对路程。
【变式备选】如图所示,一表面光滑的木板 可绕固定的水平轴O转动,木板从水平位置 OA转到位置OB的过程中,木板上重为5N的 物块从靠近转轴的位置由静止开始滑到图中虚线所示位置,在 这一过程中,物块的重力势能减少了4J。则以下说法正确的是 (取g=10m/s2)( ) A.物块的竖直高度降低了0.8m B.由于木板转动,物块下降的竖直高度必大于0.8m C.物块获得的动能为4J D.由于木板转动,物块的机械能必定增加
(1)滑块到达B端时,轨道对它支持力的大小; (2)车被锁定时,车右端距轨道B端的距离; (3)从车开始运动到被锁定的过程中,滑块与车面间由于摩擦而 产生的内能大小。 【解题探究】(1)如何判断车运动1.5s时,滑块是否已相对车静 止了? 提示：求出二者共速所用的时间,与1.5s进行分析比较。 (2)如何求出因摩擦而产生的内能大小? 提示：Q=μmgl相对。
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的总功方面 功的代数和等于零 W=-Ff·l相对,即摩擦时 产生的热量
相 正功、负功、两种摩擦力对物体可以做正功、负功,还
【典例透析 2】如图所示,AB为半径R=0.8m 的1/4光滑圆弧轨道,下端B恰与小车右端平 滑对接。小车质量M=3kg,车长L=2.06m,车 上表面距地面的高度h=0.2m,现有一质量m=1kg的滑块,由轨道 顶端无初速度释放,滑到B端后冲上小车。已知地面光滑,滑块 与小车上表面间的动摩擦因数μ=0.3,当车运动了t0=1.5s时, 车被地面装置锁定(g=10m/s2)。试求:
球克
服摩擦力做的功等于它的机械能的减少量,D对。
考点 2 摩擦力做功与能量的关系(三年4考) 【考点解读】两种摩擦力的做功情况比较
对比分析
比较
类别
静摩擦力
滑动摩擦力
能量的转化 只有能量的转移, 既有能量的转移,又有
方面
而没有能量的转化 能量的转化
不
同
一对滑动摩擦力所做功
点 一对摩擦力 一对静摩擦力所做 的代数和不为零,总功
【解析】(1)由机械能守恒定律和牛顿第二定律得 mFNgB-Rm=12 gm =vvBRmB2 2, 则:FNB=30N。 (2)设m滑上小车后经过时间t1与小车同速,共同速度大小为v 对滑块有:μmg=ma1,v=vB-a1t1 对于小车:μmg=Ma2,v=a2t1 解得:v=1m/s,t1=1s,因t1<t0
考点 1 功能关系的理解和应用(三年6考) 【考点解读】几种常见的功能关系及其表达式
深化理解
【典例透析 1】(2013·芜湖模拟)质量为m的物体从静止开
始以 g 的加速度竖直上升h,对该过程下列说法中正确的是
2
()
A.物体的机械能增加 1 mgh
2
B.物体的机械能减少 3 mgh
2
C.重力对物体做功mgh
【解析】选D。从P到B重力做功WG=mghPB=2mgR,A错;在B 点的合小 重 力球 力 做提 功供W向=Δ心E力k=12,由mvmB2g=12m m,vCRgB 错R2 得。12 又vB因,为根g32W 据R 动G-能W定f=理ΔE, k,故 克服摩擦力做功Wf=WG-ΔEk=2mgR- mgR= mgR,B错。小
【变式训练】(2013·池州模拟)如图所示,在竖直 平面内有一半径为R的圆弧轨道,半径OA水平、OB 竖直,一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止 开始自由下落,小球沿轨道到达最高点B时恰好对 轨道没有压力。已知AP=3R,重力加速度为g,则小 球从P到B的运动过程中( ) A.重力做功3mgR B.克服摩擦力做功0.5mgR C.合外力做功mgR D.机械能减少1.5mgR
第4讲 功能关系 能量守恒定律
知识点 1 功能关系 Ⅱ 1.功是_能__量__转__化__的量度,即做了多少功就有多少_能__量__发生了 转化。 2.做功的过程一定伴随着_能__量__的__转__化__,而且_能__量__的__转__化__必须 通过做功来实现。
知识点 2 能量守恒定律 1.内容 能量既不会凭空_产__生__,也不会凭空消失,它只能从一种形式 _转__化__为另一种形式,或者从一个物体_转__移__到另一个物体,在 _转__化__或__转__移__的过程中,能量的总量_保__持__不__变__。 2.表达式 ΔE减=_Δ__E_增_。
(1)滑块到达B端时,轨道对它支持力的大小; (2)车被锁定时,车右端距轨道B端的距离; (3)从车开始运动到被锁定的过程中,滑块与车面间由于摩擦而 产生的内能大小。 【解题探究】(1)如何判断车运动1.5s时,滑块是否已相对车静 止了? 提示：求出二者共速所用的时间,与1.5s进行分析比较。 (2)如何求出因摩擦而产生的内能大小? 提示：Q=μmgl相对。
mg=ma, 3
3
2
2
求出拉力F3 = mg,竖直上升h过程拉力做功W=Fh= mgh,所
2
以机
1
2
械能增加 mgh,故A、B均错。此过程中重力做负功,WG=-
mgh,
故C错。由动能定理Fh-mgh=ΔEk,可得ΔEk= mgh,故D正确。
【总结提升】功能关系问题选择题的解答技巧 对各种功能关系熟记于心,力学范围内,应牢固掌握以下三条功 能关系: (1)重力的功等于重力势能的变化,弹力的功等于弹性势能的变 化; (2)合外力的功等于动能的变化; (3)除重力、弹力外,其他力的功等于机械能的变化。 运用功能关系解题时,应弄清楚重力做什么功,合外力做什么功, 除重力、弹力外的力做什么功,从而判断重力势能或弹性势能、 动能、机械能的变化。
分析：物体本身就具有内能,故(1)错;在真空中自由下落的小球 重力做功,但小球的机械能守恒,故(2)错;能量在转化或转移的过 程中,其总量保持不变,故(3)、(4)均错;虽然能量转化过程中总 量守恒,但能量的转化具有方向性,会产生能量耗散,故需要节约 能源,(5)错,(6)对;滑动摩擦力做功会引起机械能向内能转化,(7) 对。
故滑块与小车同速后,小车继续向左匀速行驶了0.5s,则小车右
端距B端的距离为 l车= v t1+v(t0-t1)。
2 解得l车=1m (3)Q=μmgl相对=μmgvB(2vt1 v2)t。1 解得Q=6J
D.物体的动能增加 1 mgh
2
【解题探究】(1)物体应该受到几个力,才能以 g 的加速度竖直
上升?
2
提示：受到的力有重力、向上的拉力。
(2)各力做功情况如何?哪些力做功可引起机械能的变化?
提示：重力做负功,拉力做正功,除重力以外的力做功可引起物体受到向上的拉力F,据F-
【思考辨析】 (1)力对物体做了多少功,物体就有多少能。( ) (2)力对物体做功,物体的总能量一定增加。( ) (3)能量在转化或转移的过程中,其总量有可能增加。( ) (4)能量在转化或转移的过程中,其总量会不断减少。( ) (5)能量在转化或转移的过程中总量保持不变,故没有必要节约 能源。( ) (6)能量的转化和转移具有方向性,且现在可利用的能源有限, 故必须节约能源。( ) (7)滑动摩擦力做功时,一定会引起能量的转化。( )