功能关系.ppt

＝Fcos vθ．
3．功能关系:功是能量转化的量度的物理本质．那么， 什么功对应着什么能量的转化呢？
(1)外力对物体所做的总功等于物体动能的增量，
即W总＝ΔEk． (动能定理)
(2)重力(或弹簧的弹力)对物体所做的功等于物体重力 势能(或弹性势能)的增量的负值，
即W重＝－ΔEp(或W弹＝－ΔEp)．
A．小球的机械能守恒 B．重力对小球不做功 C．绳的张力对小球不做功 D．在任何一段时间内，小球克服摩擦力所做的功是等 于小球动能的减少
． [答案] C
3．图示为某探究活动小组设计的节能运输系统．斜面 轨道的倾角为30°，质量为M的木箱与轨道间的动摩擦因数
为 3 ．木箱在轨道顶端时，自动装货装置将质量为m的货物 6
mg－f mg＋f
mg mg＋f
mg－f mg＋f
mg mg＋f
一匹马拉着质量为 60 kg 的雪橇，从静止开始用 80 s 的 时间沿平直冰面跑完 1000 m．设在运动过程中雪橇受到的阻 力保持不变，已知雪橇在开始运动的 8 s 时间内做匀加速直 线运动，从第 8 s 末开始，马拉雪橇做功的功率保持不变， 使雪橇继续做直线运动，最后一段时间雪橇做的是匀速直线 运动，速度大小为 15 m/s；开始运动的 8 s 内马拉雪橇的平 均功率是 8 s 后功率的一半．求：整个运动过程中马拉雪橇 做功的平均功率和雪橇在运动过程中所受阻力的大小．
二、动能定理、机械能守恒定律的应用 1．对于单个平动的物体：W总＝ΔEk，W总指物体所受的 所有外力做的总功． 2．系统只有重力、弹力作为内力做功时，机械能守 恒． (1)用细绳悬挂的物体绕细绳另一端做圆周运动时，细绳 对物体不做功． (2)轻杆绕一端自由下摆，若轻杆上只固定一个物体，则 轻杆对物体不做功；若轻杆上不同位置固定两个物体，则轻 杆分别对两物体做功． (3)对于细绳连接的物体，若细绳存在突然绷紧的瞬间， 则物体(系统)的机械能减少． 3．单个可当做质点的物体机械能守恒时，既可用机械 能守恒定律解题，也可用动能定理解题，两种方法等效．发 生形变的物体和几个物体组成的系统机械能守恒时，一般用 机械能守恒定律解题，不方便应用动能定理解题．
图2－3
• 一小物体以EK1=100J的初动能滑上斜面,当 动能减少EK=80J,机械能减少E=32J,则当物 体滑回原出发点时动能为多少?
四、高中物理常见的功能关系 1．摩擦生热——等于摩擦力与两接触面相对滑动的路 程的乘积，即Q＝f·s相． ●例5 如图2－6所示，绷紧的传送带与水平面的夹角θ ＝30°，皮带在电动机的带动下始终以v0＝2 m/s的速率运 行．现把一质量m＝10 kg的工件(可看做质点)轻轻放在皮带 的底端，经时间t＝1.9 s，工件被传送到h＝1.5 m的皮带顶 端．取g＝10 m/s2．求： (1)工件与皮带间的动摩擦因数μ． (2)电动机由于传送工件而多消耗的电能．
以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的小物块．假定物 块所受的空气阻力f大小不变．已知重力加速度为g，则物块 上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为
()
A．2g(1v＋02mfg)和 v0 B．2g(1v＋02mfg)和 v0 C．2g(1v＋02m2fg)和 v0
D．2g(1v＋02m2fg)和 v0
(4)除重力(或弹簧的弹力)以外的力对物体所做的功等 于物体机械能的增量，
即W其他＝ΔE机．(功能原理)
(5)当除重力(或弹簧弹力)以外的力对物体所做的功等于 零时，则有ΔE机＝0，即机械能守恒．
(6)一对滑动摩擦力做功与内能变化的关系是：“摩擦所 产生的热”等于滑动摩擦力跟物体间相对路程的乘积，即Q ＝fs相对．一对滑动摩擦力所做的功的代数和总为负值，表示 除了有机械能在两个物体间转移外，还有一部分机械能转化
功能关系 1．中学物理中常见的能量
动
能 Ek＝
1 mv2;
2
重力势能 Ep＝mgh;
弹性势能 E弹＝
1 2
kx2;
2．常见力的功和功率的计算：
恒力做功W＝Fscos θ；重力做功W＝mgh；
一对滑动摩擦力做的总功Wf＝－fs路； 功率恒定时牵引力所做的功W＝Pt；
瞬时功率P＝Fvcosθ；
平均功率＝ W t
●例3 如图2－3所示，质量为m1的物体A经一轻质弹簧 与下方地面上的质量为m2的物体B相连，弹簧的劲度系数为 k，A、B都处于静止状态．一条不可伸长的轻绳绕过两个轻 滑轮，一端连物体A，另一端连一轻挂钩．开始时各段绳都 处于伸直状态，A上方的一段沿竖直方向．若在挂钩上挂一 质量为m3的物体C，则B将刚好离地．若将C换成另一个质量 为m1＋m3的物体D，仍从上述初始位置由静止状态释放，则 这次B刚离地时D的速度大小是多少？(已知重力加速度为g)
装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速度滑下，当轻弹 簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下，然后木 箱恰好被弹回到轨道顶端，再重复上述过程．下列选项正确 的是[2009年高考·山东理综卷]( )
为内能，这就是“摩擦生热”的实质．
2．机械能的变化——除重力、弹簧的弹力以外的力做的功等于系统机械能的变 化．
(16)能量转化和守恒定律．对于所有参与相互作用的物 体所组成的系统，无论什么力做功，可能每一个物体的能量 的数值及形式都发生变化，但系统内所有物体的各种形式能 量的总和保持不变．
4．运用能量观点分析、解决问题的基本思路 (1) 选 定 研 究 对 象 ( 单 个 物 体 或 一 个 系 统 ) ， 弄 清 物 理 过 程． (2)分析受力情况，看有什么力在做功，弄清系统内有多 少种形式的能在参与转化． (3)仔细分析系统内各种能量的变化情况及变化的数量． (4)列方程ΔE减＝ΔE增或E初＝E末求解．
图2－6
经典考题
动量与功能问题可以与高中物理所有的知识点综合，是 高考的重点，试题难度大，需要多训练、多总结归纳．
1．如图所示，一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的O 点，另一端系一小球，给小球一足够大的初速度，使小球在 斜 面 上 做 圆 周 运 动 ， Biblioteka Baidu 此 过 程 中 [2008 年 高 考 ·海 南 物 理 卷]( )