功能关系-机械能守恒定律课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,【基础知识】,一、势能,1、定义：_,_,2、重力势能：,(1)定义：_,_,(2)定义式：,E,P,=_,由于物体间或物体各部分间的相互作用,而使物体具有的(由它们的相对位置决定的)能量,由于物体和地球的相互作用而使物,体(和地球)具有的能量,mgh,(3)重力做功与重力势能的关系：,_,_,3、弹性势能：,定义：_,弹力做功与弹性势能的关系：,_,_,重力做正功，重力势能减小；重力做负功，重力势能增加；,W,G,E,P,弹力做正功，弹性势能减小；弹力做负功，弹性势能增加；,W,F,E,P,物体由于发生弹性形变而具有的能,二、机械能守恒定律,1、定义：_,_,_,2、机械能守恒的条件：_,_,几种具体情形：(1)_；,(2)_；,(3)_。,在只有重力或(和)弹簧弹力做功的,条件下，物体的势能和动能相互转化，但机械,能的总量保持不变,只有重力或(和)弹簧弹,力做功，物体只发生势能和动能的相互转化,只受重力或(和)弹簧弹力,除重力与弹力外，其他力不做功,除重力与弹力外，其他力做功代数和为零,3、机械能守恒定律的表达式：,(1),E,k,0,+,E,P,0,=,E,k,t,+,E,P,t,初、末状态机械能相等,E,k,=,E,P,变化的动能等于变化的势能,(3) ,E,A,=,E,B,系统由,A,、,B,组成，则,A,变化的机械能等于,B,变化的机械能,4、系统机械能守恒的条件：,外力只有重力和,(或)弹簧弹力做功，内力不能有如滑动摩擦力,做功将机械能转化为其他形式能的情况,【知识应用分析】,题1、如图示，斜面体置于光滑水平面上，其光滑斜面上有一物体由静止沿斜面下滑，在物体下滑过程中，下列说法中正确的是 A、物体的重力势能减少，动能增加 B、斜面体的机械能不变 C、斜面对物体的作用力垂直于接触面，不做功D、物体和斜面组成的系统机械能守恒,若斜面不光滑，情况又怎样？,(一)单个物体机械能守恒,题2、如图示，小球从,A,点开始自由下落到,B,点时触到固定在地板上的竖直轻弹簧的上端点，随之将弹簧压缩到,C,点后，再被弹回到,B,点，问： (1)小球从,A,点到,B,点的过程中，小球的机械能是否守恒？ (2)小球从,B,点到,C,点、再被 弹回到,B,点的过程中，小球 机械能是否守恒？小球和 弹簧组成的系统机械能 是否守恒？,A,B,C,题3、如图示，,A,、,B,两球质量相等，,A,球用不能伸长的轻绳系于,O,1,点，,B,球用轻弹簧系于,O,2,点，,O,1,与,O,2,点在同一水平面上，分别将,A,、,B,球拉到与悬点等高处，使绳和轻弹簧均处于水平，弹簧处于自然状态，将两球分别由静止开始释放，当两球到达各自悬点的正下方时，两球仍处在同一水平面，则 A、两球到达各自悬点正下方时，两球动能相等 B、两球到达各自悬点正下方时，,A,球动能较大 C、两球到达各自悬点正下方时，,B,球动能较大 D、两球到达各自悬点正下方时，,A,球损失的重力势能较多,A,B,O,1,O,2,题4、甲、乙两球质量相同，悬线一长一短，如将两球从图示位置同一水平面无初速释放，不计阻力，则小球通过最低点的时刻 A、甲球的动能较乙球的大 B、两球受到的拉力大小相等 C、两球的向心加速大小相等 D、相对同一参考面，两球机械能相等,O,1,甲,乙,O,2,题5、用一根长为,l,的细线拴一个质量为,m,的小球悬挂在天花板上,O,点，现使细线偏离竖直方向,角后，从A处无初速释放，如图示，试求： (1)小球摆到最低点,C,时的速度； (2)小球摆到左方最高点的高度； (3)若在悬点正下方,P,处有一钉子，,OP,=,l,3，则小球碰钉后向左摆动过程中能达到的最大高度有何变化？,C,O,A,l,P,题7、如图示，在倾角为30的斜面上，沿水平方向抛出一小球，抛出时小球的动能为6J，则小于落回斜面时的动能为_J。,v,0,30,题6、枪竖直向上以初速度,v,0,发射子弹，忽略空气阻力，当子弹离枪口距离为_时，子弹的动能是其重力势能的一半,(二)系统机械能守恒,题1、如图示一轻弹簧左端固定在长木板m,2,的左端，右端与小木块m,1,连接，且m,1,、m,2,及m,2,与地面间接触面光滑，开始时m,1,和m,2,均静止，现同时对m,1,、m,2,施加等大反向的水平恒力F,1,和F,2,，从两物体开始运动以后的整个运动过程中，关于m,1,、m,2,和弹簧组成的系统说法正确的是 A、由于F,1,、F,2,等大反向，故系统机械能守恒 B、由于F,1、,F,2,分别对m,1、,m,2,做正功，故系统的动能增加 C、由于F,1、,F,2,分别对m,1、,m,2,做正功，故系统的机械能增加 D、当弹簧的弹力大小与F,1、,F,2,大小相等时，m,1、,m,2,的动能最大,O,1,F,1,F,2,m,1,m,2,题2、如图示，长为,l,的轻杆,AC,可绕,A,端在竖直平面内无摩擦地转动，在,C,端和杆上的,B,处各固定有质量均为,m,的小球，,AB,=2,l,3现将杆接到水平位置后从静止释放，求杆的,C,端到达最低位置时的速度和这一过程中杆对,C,球所做的功,A,题3、一辆小车静止在光滑的水平导轨上，一个小球用细绳悬挂在车上，由图示位置无初速释放，则小球在下摆过程中，下列说法正确的是,A、绳对小球的拉力不做功,B、绳对小球的拉力做正功,C、小球受到的合力不做功,D、绳对小球的拉力做负功,题4、如图示，半径为r、质量不计的圆盘与地面垂直，圆盘可绕其中心O处的水平光滑轴转动，在盘的最右边缘处固定一个质量为m的小球A，在O点的正下方离O点r2处固定一个质量也为m的小球B，放开盘让其自由转动，问：(1) A球转到最低点时的线速度是多少？ (2)在转动过程中半径OA向左偏离竖直方向的最大角度是多少？,O,B,A,题5、轻绳一端挂一质量为M的物体，另一端系在质量为m的圆环上，圆环套在竖直固定的细杆上 ，定滑轮与细杆相距0.3m，将环拉至与滑轮在同一水平高度上，再将环由静止释放，圆环沿杆向下滑动的最大位移为0.4m，若不计一切摩擦，求： (1)物体与环的质量比 (2)圆环下落0.3m时速度大小,三、功能关系,1、基本关系：_,2、功能关系的和几种表现形式：,(1)动能定理：_,(2)重力做功与重力势能的关系：_,(3)弹力做功与弹性势能的关系：_,3、能的转化和守恒定律：_,_,_,4、摩擦力做功与产生内能的关系： (1)静摩擦力做功不会将机械能转化为内能 (2)滑动摩擦力做功与产生内能的关系： 如图示，地面光滑，,m,以初速度,v,0,滑上,M,，,m,、,M,间摩擦力为,f,，则由动能定理得,f s,1,= ,f s,2,= 而,Q=,E,=,f,(,s,1,s,2,),= ,v,0,m,M,s,2,s,1,v,1,v,2,题1、一物体静止在升降机的地板上，在升降机加速上升的过程中，地板对物体的支持力所做的功等于 A、物体势能的增加量 B、物体动能的增加量 C、物体动能的增加量加上势能的增加量 D、物体动能的增加量加上克服重力所做的功,题2、一木块静止在光滑的水平面上，被水平方向飞来的子弹击中，在子弹进入木块的深度为2cm的过程中，木块相对于桌面移动了1cm，设木块对子弹的阻力恒定，则产生的热能和子弹损失动能之比为_。,题3、质量为,m,的物体，从静止开始以2,g,的加速度竖直向下运动,h,，不主空气阻力，则 A、物体的重力势能减少了2,mgh,B、物体的机械能保持不变 C、物体的动能增加了2,mgh,D、物体的机械能增加了,mgh,题4、在水平地面上平铺了,n,块砖，每块砖的质量为,m,，厚度为,h,，若将砖一块一块地叠放起来，至少需要做多少功？,题5、如图示，小滑块从左边斜面,A,点由静止开始滑下，经过一段圆弧面后滑上右边斜面,B,点时速度恰好为零，已知圆弧面光滑，如滑块从,B,点以某一速度,v,沿斜面开始下滑，到达,A,点时的速度也恰好为零，求,A,、,B,两点间的高度差。,A,B,h,题6、面积很大的水池，水深为,H,，水面上浮着一正方体木块，木块边长为,a,，密度为水的密度的12，质量为,m,，开始时木块静止，有一半没入水中，如图示，现用力,F,将木块缓慢地压到池底，不计水的摩擦，求 (1,)从木块刚好完全没入水中到停在池底的过程中，池水势能的改变量 (2)从开始到木块刚好完全没入水中的过程中，力,F,所做的功,题7、“和平号”空间站已于2001年3月成功地坠落在南太平洋海域，坠落过程可简化为从一个近圆轨道开始，经过与大气摩擦，空间站的绝大部分经过升温、熔化，最后汽化而销毁，剩下的残片坠入大海，此过程中空间站原来的机械能中，除一部分用于销毁和一部分被残片带走外，还有一部分能量E通过其他方式散失，(不考虑坠落过程中化学瓜的能量),(1)试导出以下列各物理量的符号表示散失能量E 的公式,(接下页),(接上页),(2)算出E 的数值(结果保留两位有效数字) 坠落开始时空间站的质量,M,=1.1710,5,kg； 轨道离地面的高度,h,=146km； 地球半径,R,=6.410,6,m； 坠落范围内重力加速度可看做g=10ms,2,； 入海残片的质量,m,=1.210,4,kg； 入海残片的温度升高,T,=3000K； 入海残片的入海速度为声速,v,=340ms； 空间站材料每1kg升温1K平均所需能量,c,=1.010,3,J； 每销毁1kg材料平均所需能量,=1.010,7,J,题8、一个圆柱形的竖直的井里存在一定量的水，井的侧面和底部是密闭的，在井中固定地插着一根两端开口的薄壁圆管，管和井共轴，管下端未触及井底，在圆管内有一不漏气的活塞，它可沿圆管上下滑动，开始时，管内外水面相齐，且活塞恰好接触水面，如图示，现用卷扬机通过绳子对活塞施加一个向上的力,F,，使活塞缓慢向上移动，已知管筒半,r,=0.100m，井的半径,R=,2,r,，水的密度,=1.0010,3,kgm,3,，大气压,p,0,=1.0010,5,Pa，求活塞上升9.00m过程中拉力所做的功(井和管足够长，不计活塞质量，不计摩擦，重力加速度,g,=10ms,2,),题8图,A,D,B,C,L, , ,题9图,精品课件,！,精品课件,！,题9、一传送带装置示意图如图示，其中传送带经过,AB,区域时是水平的，经过,BC,区域时变为圆弧形，经过,CD,区域时是倾斜的，,AB,、,CD,都与,BC,相切，现将大量的质量均为,m,的小贷箱一个一个在,A,处放到传送带上，放置时初速度为零，经传送带运送到,D,处，,D,和,A,的高度差为,h,，稳定工作时传送带速度不变，,CD,段上各箱等距排列，相邻两箱的距离为,L,，每个箱子在,A,处投放后，在到达,B,之前已经相对传送带静止，且以后也不再滑动，已知在一段相当长的时间,T,内，共运送小货箱的数目为,N,，这个装置由电动机带动，传送带与轮子无相对滑动，不计轮轴处的摩擦，求电动机的平均输出功率,P,。,