届高考物理总复习（第1轮）福建专版教学教案：第5章第4讲 功能关系.ppt

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1、机械能4功能关系第五章1.能的概念一个物体能够，这个物体就具有能量.2.规律各种不同形式的能量可以，而且在转化的过程中能量.对外做功相互转化守恒3.功能关系做功的过程就是的过程，物体就有多少形式的能为其他形式的能.功是能量转化的.(1)重力做正功，重力势能；重力做负功，重力势能.(2)弹力做，弹性势能减少；弹力做，弹性势能.(3)除重力(或弹簧弹力)外，其他力做的总功等于.能量转化做了多少功转化量度减少增加正功负功增加物体机械能的改变量4.能量既不会，也不会凭空消失，它只能从一种形式为另一种形式，或从一个物体到另一个物体，而在转

2、化和转移的过程中，能量的总量.凭空产生转化转移保持不变正确理解功能关系如图5-4-1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，其运动的加速度为g，此物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体()A.重力势能增加了mghB.重力势能增加了mghC.动能损失了mghD.机械能损失了mgh图5-4-1设物体受到摩擦阻力为F，由牛顿第二定律得F+mgsin30°=mg,解得F=mg重力势能的变化由重力做功决定，故ΔEp=mgh动能的变化由合外力做功决定，故ΔEk=(F+mgsin30°)s=m

3、as==mgh机械能的变化由重力以外的其他力做功决定，故ΔE机械=F·s==mgh综合以上分析可知，B项正确.(1)利用功能关系解题首先要搞清力对“谁”做功，引起哪种能量的转化，从而实现问题的转化.(2)“功是能量转化的量度”，但“功”不是“能”.一个质量为m的物体以a=2g(g为当地的重力加速度)的加速度由静止竖直向上运动，则在此物体上升h高度的过程中，物体的()A.动能增加了mghB.重力势能增加了mghC.机械能减少了2mghD.机械能增加了2mgh物体具有a=2g向上的加速度，根据牛顿第二定律：F-mg=2mg，得物体除

4、重力外，还受到外力F=3mg作用，方向竖直向上．由动能定理知△Ek=W合=ma×h=2mgh，选项A错误；由重力做功WG=-mgh知，重力势能增加mgh，选项B正确；由W外=F×h=3mgh知，机械能增加3mgh，选项D错误．灵活应用功能关系倾斜雪道的长为25m，顶端高为15m，下端经过一小段圆弧过渡后与很长的水平雪道相接，如图5-4-2所示.一滑雪运动员在倾斜雪道的顶端以水平速度v0＝8m/s飞出，在落到倾斜雪道上时，运动员靠改变姿势进行缓冲使自己只保留沿斜面的分速度而不弹起.图5-4-2除缓冲外运动员可视为质点，过渡轨道光滑

5、，其长度可忽略.设滑雪板与雪道的动摩擦因数μ＝0.2，求运动员在水平雪道上滑行的距离(取g＝10m/s2).如右图选坐标，斜面的方程为：y=xtanθ=x①运动员飞出后做平抛运动x=v0t②y=gt2③联立①②③式，得飞行时间t=1.2s落点的x坐标：x1＝v0t＝9.6m落点离斜面顶端的距离：s1==12m落点距地面的高度：h1=(L-s1)sinθ=7.8m接触斜面前的x方向分速度：vx=8m/sy方向分速度：vy=gt=12m/s沿斜面的速度大小为：vB=vxcosθ+vysinθ=13.6m/s设运动员在水平雪道上运动的

6、距离为s2，由功能关系得：解得：s2＝74.8m(1)熟悉几种常用的功能关系有利于对问题做出快速判断和求解，但不要混淆.(2)既可用“功”来量度“能”，也可用“能”来量度“功”，要注意问题的灵活转化.如图5-4-3所示，一物体质量m=2kg.在倾角为θ=37°的斜面上的A点以初速度v0=3m/s下滑，A点距弹簧上端B的距离AB=4m.当物体到达B后将弹簧压缩到C点，最大压缩量BC=0.2m，然后物体又被弹簧弹上去，弹到的最高位置为D点，D点距A点AD=3m.挡板及弹簧质量不计，g取10m/s2.求：(1)物体与斜面间的动摩擦因数

7、μ.(2)弹簧的最大弹性势能Epm.图5-4-3功能关系和传送带问题如图5-4-4所示，质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对静止这一过程，图5-4-4下列说法正确的是()A.电动机做的功为mv2B.摩擦力对物体做的功为mv2C.传送带克服摩擦力做的功为mv2D.电动机增加的功率为μmgv选D.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

8、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；由功率公式易知传送带增加的功率为μmgv.故D对.要把握功能关系，能量的增加是由做功引起的如图5-4-5所示，皮带的