专题做功和能量的转化.doc

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1、专题做功和能量的转化知识点回顾力和运动的相互关系是贯穿高中的一条主线，它要求用物体受力与运动方式总是相互联系的观点处理物理问题。能量则是贯穿高中的另一条主线，因为透过物体形形色色的运动方式，每一种运动形式的本质都是其对应的能量转化，而在转化过程中一定符合能量守恒。因此从能量的观点，利用功能关系或能量转化与守恒的方法处理问题问题，也能使物理问题变得方便、简洁。知识点讲解题型一：处理变加速运动高中物理常见的功与能量的转化公式物理意义W合=ΔEk合外力做的功等于物体动能该变量W除G=ΔE机除重力以外的外力

2、做功等于物体机械能的该变量Wf=ΔE内滑动摩擦力在相对位移中做的功等于系统内能的该变量WG=ΔEP重力对物体所做的功等于物体重力势能改版的负值W电=ΔE电电场力对电荷做的功等于电荷电势能改变的负值W电流=ΔE焦纯电阻电路中电流做的功等于电路产生的焦耳热W安=ΔE焦感应电流所受到的安培力做的功等于电路中产生的焦耳热由于利用功能关系处理问题时，不一定要考虑物体运动的具体细节，只要搞清物体运动过程中参与做功的力、各力做功的位移及做功的正负，另外搞清有多少类型的能量发生了转化，因此，利用能量关系在处理诸如变

3、加速运动、曲线运动等物理问题时，优势更显突出。18/18【例1】如图所示，在竖直平面内有一个半径为R且光滑的四分之一圆弧轨道AB，轨道下端B与水平面BCD相切，BC部分光滑且长度大于R，C点右边粗糙程度均匀且足够长。现用手捏住一根长也为R、质量为m的柔软匀质细绳的上端，使绳子的下端与A点等高，然后由静止释放绳子，让绳子沿轨道下滑。重力加速度为g。求：（1）绳子前端到达C点时的速度大小；（2）若绳子与粗糙平面间的动摩擦因数为μ（μ<1），绳子前段在过C点后，滑行一段距离后停下，求这段距离。【难度】★★

4、★【答案】（1）（2）【解析】绳子由释放到前段C点过程中，由机械能守恒得：解得：（2）绳子前段在过C点后，滑行一段距离停下来，设这段距离为s，因可能s≤R，也可能s>R，故要对上述可能的两种情况进行分类讨论。①设绳子停下时，s≤R绳子前端滑过C点后，其受到的摩擦力均匀增大，其平均值为，由动能定理得，，把代入上式解得：。因为μ<1，得，与条件s≤R矛盾，故设绳子停下时s≤R不成立，即绳子停下时只能满足s>R②设绳子停下时，s>R所以绳子前端滑过C点后，其摩擦力先均匀增大，其平均值为，前端滑行R后摩擦力

5、不变，其值为μmg，由动能定理得：，把代入上式解得：18/18点评：变加速运动——利用动能定理求解课堂练习1、质量为m=2.0kg的物体从原点出发沿x轴运动，当x＝0时物体的速度为4.0m/s。作用在物体上的合力F随位移的变化情况如图所示。则在第1个1m的位移内合力对物体做的功W＝_____J；在x＝0至x＝5.0m位移内，物体具有的最大动能是_____J。x/mFx/N123454－4O【难度】★★【答案】2；182、如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连。弹簧处于自然长度时物

6、块位于O点（图中未标出）。物块的质量为m，AB＝a，物块与桌面间的动摩擦因数为μ。现用水平向右的力将物块从O点拉至A点，拉力做的功为W。撤去拉力后物块由静止向左运动，经O点到达B点时速度为零。重力加速度为g。则上述过程中（）（多选）A．物块在A点时，弹簧的弹性势能等于W－μmgaB．物块在B点时，弹簧的弹性势能小于W－μmgaC．经O点时，物块的动能小于W－μmgaD．物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在B点时弹簧的弹性势能【难度】★★★【答案】BC18/183、如图所示，固定于同一条竖直线上的A

7、、B是两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量分别为＋Q和－Q，A、B相距为2d。MN是竖直放置的光滑绝缘细杆，另有一个穿过细杆的带电小球p，质量为m、电荷量为+q（可视为点电荷，不影响电场的分布）。现将小球p从与点电荷A等高的C处由静止开始释放，小球p向下运动到距C点距离为d的O点时，速度为v。已知MN与AB之间的距离为d，静电力常量为k，重力加速度为g。求：（1）C、O间的电势差UCO；（2）O点处的电场强度E的大小；（3）小球p经过O点时的加速度；（4）小球p经过与点电荷B等高的D点时的速度。【难度

8、】★★【答案】（1）（2）（3）（4）【解析】（1）小球p由C运动到O时，由动能定理得：（2）小球p经过O点时受力如图：由库仑定律得：它们的合力为：O点处的电场强度（3）由牛顿第二定律得：解得：（4）小球p由O运动到D的过程，由动能定理得：由电场特点可知：联立解得：18/18题型二：多种能量参与转化【例1】游乐场中有一种叫“空中飞椅”的设施，其基本装置是将绳子上端固定在转盘的边缘上，绳子下端连接座椅，人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋，若将人和座椅看成质点，简化为如图