功能關(guān)系能量守恒定律-wenkub.com
2025-05-08 14:07 本頁面
【正文】 如果全過程都有 mgF,則物體 的動(dòng)能不斷增大 ,故 D項(xiàng)也正確 . 答案 BD ,021 2 ??? mvFxm g x,)(21 2 Fxm g xmvE ????? 8所示 ,一輕彈簧的左端固定 , 右端與一小球相連 ,小球處于光滑 水平面上 .現(xiàn)對(duì)小球施加一個(gè)方向 水平向右的恒力 F,使小球從靜止開始運(yùn)動(dòng) ,則小 球在向右運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中 ( ) 圖 8 解析 小球在向右運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中 ,力 F做正功 , 由功能原理知小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能逐漸 增大 ,選項(xiàng) A錯(cuò)誤 ,選項(xiàng) B正確 。因空氣阻力做功為 F阻 H,B對(duì) 。l相對(duì) . 【 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 】 【 名師導(dǎo)析 】 自我批閱 (16分 )如圖 5所示 ,質(zhì)量為 m的滑塊 ,放在光滑的水 平平臺(tái)上 ,平臺(tái)右端 B與水平傳送帶相接 ,傳送帶的 運(yùn)行速度為 v0,長(zhǎng)為 在平臺(tái)上的輕彈簧 ,到達(dá)某處時(shí)突然釋放 .當(dāng)滑塊 滑到傳送帶右端 C時(shí) ,恰好與傳送帶速度相同 .滑塊 與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 μ . (1)試分析滑塊在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)情況 . 圖 5 (2)若滑塊離開彈簧時(shí)的速度大于傳送帶的速度 , 求釋放滑塊時(shí) ,彈簧具有的彈性勢(shì)能 . (3)若滑塊離開彈簧時(shí)的速度大于傳送帶的速度 , 求滑塊在傳送帶上滑行的整個(gè)過程中產(chǎn)生的熱量 . 解析 (1)若滑塊沖上傳送帶時(shí)的速度小于帶速 , 則滑塊在帶上由于受到向右的滑動(dòng)摩擦力而做勻 加速運(yùn)動(dòng) 。 的光滑斜面的 下端有一水平傳送帶 ,傳送帶正以 6 m/s的速度運(yùn) 動(dòng) ,運(yùn)動(dòng)方向如圖所示 .一個(gè)質(zhì)量為 2 kg的物體 (物 體可以視為質(zhì)點(diǎn) ),從 h= m高處由靜止沿斜面下 滑 ,物體經(jīng)過 A點(diǎn)時(shí) ,不管是從斜面到傳送帶還是從 傳送帶到斜面 ,都不計(jì)其動(dòng)能損失 .物體與傳送帶間 的動(dòng)摩擦因數(shù)為 ,物體向左最多能滑到傳送帶左 右兩端 AB的中點(diǎn)處 ,重力加速度 g=10 m/s2,則 : 圖 3 (1)物體由靜止沿斜面下滑到斜面末端需要多長(zhǎng)時(shí)間 ? (2)傳送帶左右兩端 AB間的距離 l至少為多少 ? (3)上述過程中物體與傳送帶組成的系統(tǒng)產(chǎn)生的摩擦熱 為多少 ? (4)物體隨傳送帶向右運(yùn)動(dòng) ,最后沿斜面上滑的最大高 度 h′ 為多少 ? 解析 (1) 可得 t= s. (2)由能的轉(zhuǎn)化和守恒得 : 2,s i n,s i n2athmamg ?? ?.,2 ?? llmgm g h ?(3)此過程中 ,物體與傳送帶間的相對(duì)位移 x相 = +v帶 功能關(guān)系 ,貨物機(jī)械能的增量為起重機(jī) 拉力做的功 m(g+a)h,D正確 . 答案 D 規(guī)律總結(jié) 力學(xué)范圍內(nèi) ,應(yīng)牢固掌握以下三條功能 關(guān)系 : (1)重力的功等于重力勢(shì)能的變化 ,彈力的功等于彈 性勢(shì)能的變化 . (2)合外力的功等于動(dòng)能的變化 . (3)除重力、彈力外 ,其他力的功等于機(jī)械能的變化 . 運(yùn)用功能關(guān)系解題時(shí) ,應(yīng)弄清楚重力做什么功 ,合外 力做什么功 ,除重力、彈力外的力做什么功 ,從而判 斷重力勢(shì)能或彈性勢(shì)能、動(dòng)能、機(jī)械能的變化 . 變式練習(xí) 1 如圖 1所示 滑塊靜止于 光滑水平面上 ,與之相連的輕質(zhì) 彈簧處于自然伸直狀態(tài) .現(xiàn)用恒 定的水平外力 F作用于彈簧右端 , 在向右移動(dòng)一段距離的過程中 ,拉力 F做了 10 J的功 . 上述過程中 ( ) 10 J 10 J 10 J 解析 拉力 F做功既增加了彈性勢(shì)能 ,還增加了滑塊 的動(dòng)能 ,A、 B錯(cuò)誤 。如果兩物 體反向運(yùn)動(dòng) ,l相對(duì) 為兩物體對(duì)地位移大小之和 。重力做負(fù)功 ,重力勢(shì) 能增加 .由于“增量”是終態(tài)量減去始態(tài)量 ,所 以重力的功等于重力勢(shì)能增量的負(fù)值 ,表達(dá)式 : WG=Δ Ep=Ep1Ep2. ,表 達(dá)式 :WF=Δ Ep= ,彈性 勢(shì)能減少多少 。 l 相對(duì) ， 且 F 滑 l c os α . ② 有兩類不同的力：一類是與勢(shì)能相關(guān)聯(lián)的力，比如重力、彈簧的彈力以及電場(chǎng)力等，它們的功與路徑無關(guān)，只與位移有關(guān)或者說只與始末點(diǎn)的位置有關(guān)，即 W ＝ F l，式中 l 為沿力 F 方向的分位移 . 另一類是滑動(dòng)摩擦力、空氣阻力等，在曲線運(yùn)動(dòng)或往返運(yùn)動(dòng)時(shí)，這類力的功等于力和路程 ( 不是位移 )的積，即 W ＝－ Ff l 相對(duì) ＝ Δ E 損＝ Q 內(nèi)能. 4. 什么是平均功率和瞬時(shí)功率，寫出求解平均功率和瞬時(shí)功率 的公式，并指明公式中各字母的含義 . 答案 ( 1) 平均功率：平均功率應(yīng)明確是哪一過程中的平均功率，其計(jì)算公式為 P ＝Wt( 一般公式 ) P ＝ F 彈力做多少負(fù)功 ,彈性勢(shì)能增加 多少 . ,其他力做的總 功等于系統(tǒng)機(jī)械能的增量 ,表達(dá)式 :W其他 =Δ E. (1)除重力或彈簧的彈力以外的其他力做多少正 功 ,物體的機(jī)械能就增加多少 . (2)除重力或彈簧的彈力以外的其他力做多少負(fù) 功 ,物體的機(jī)械能就減少多少 . (3)除重力或彈簧的彈力以外的其他力不做功 , 物體的機(jī)械能守恒 . 特別提示 ,若只 涉及動(dòng)能的變化用 “ 1”,如果只涉及重力勢(shì)能的變 化用 “ 2”,如果只涉及機(jī)械能變化用 “ 4”,只涉及彈 性勢(shì)能的變化用 “ 3”. ,應(yīng)首先弄清研究對(duì)象 ,明確 力對(duì) “ 誰 ” 做功 ,就要對(duì)應(yīng) “ 誰 ” 的位移 ,從而引起“ 誰 ” 的能量變化 .在應(yīng)用能量的轉(zhuǎn)化和守恒時(shí) ,一定要明 確存在哪些能量形式 ,哪種是增加的 ,哪種是減少的 , 然后再列式求解 . 熱點(diǎn)二 對(duì)能量守恒定律的理解和應(yīng)用 (1)某種形式的能減少 ,一定存在其他形式的能 增加 ,且減少量和增加量一定相等 . (2)某個(gè)物體的能量減少 ,一定存在其他物體的 能量
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