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功能关系和能量守恒一、能量1.能量的概念一个物体能够对外做功,我们就说这个物体具有能量,例如:运动的物体可以推动与它接触的另一物体一起向前运动;流动的河水、被举高的重物、被压缩的弹簧........都能对外做功,因此都具有能量。2.常见的能量形式机械能内能电能核能化学能太阳能3.能量的转化各种不同形式的能量可以相互转化,而
且在转化过程中总量保持不变,也就是说当
某种形式的能减少时,一定存在其他形式能
量增加,且减少量等于增加量。4.功是能量转化的量度能量的转化是通过做功来实现的,力对
物体做了多少功,就有多少能量发生转化。提醒:功和能是两个密切相关但又有本
质区别的物理量。功是过程量,能是状态量,
做功过程伴随着能量的转化。但绝对不能误认为:功就是能,能就是功;功可以转化为能。二、能量守恒定律1.内容:能量既不会凭空产生,也不会凭
空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,
或者从一个物体转移到另一个物体,在转化和
转移的过程中,能的总量保持不变。2.表达式(1)E初=E末(2)E增=E减3.适用范围能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律,
是各种自然现象中普遍适用的一条规律。(1)合力的功等于:
W合=(2)重力的功等于:
WG=(3)弹力的功等于:
W弹=三、功和能的关系(1)合力的功等于物体动能的增量
W合=?Ek=EK2?EK1;(2)重力的功等于:
WG=(3)弹力的功等于:
W弹=三、功和能的关系(1)合力的功等于物体动能的增量:
W合=?Ek=EK2?EK1;(2)重力的功等于重力势能增量的负值
WG=??EP重;(3)弹力的功等于:
W弹=三、功和能的关系(1)合力的功等于物体动能的增量:
W合=?Ek=EK2?EK1;(2)重力的功等于重力势能增量的负值
WG=??EP重;(3)弹力的功等于弹性势能增量的负值
W弹=??EP弹;三、功和能的关系 例1:如图所示,人拉着绳的一端由A走到B,使质量为m的物体匀速上升,已知A、B两点的水平距离为s,求人对物体做的功?60?30?mAsB(1)合力的功等于物体动能的增量:
W合=?Ek=EK2?EK1;(2)重力的功等于重力势能增量的负值
WG=??EP重;(3)弹力的功等于弹性势能增量的负值
W弹=??EP弹;(4)除重力和弹力以外的力做的总功等于
系统机械能的增量:W其它=?E=E2?E1.三、功和能的关系1.滑板、滑块模型中的功能关系例2.如图所示,质量为m的小铁块A以水平速
度v0冲上质量为M,长为l,置于光滑水平面上C
的木板B,正好不从木板上掉下,已知A、B间的
动摩擦因数为μ,此时木板对地位移为s,求这
一过程中:(1)木板增加的动能;(2)小铁块减少的动能;(3)系统机械能的减少量;(4)系统产生的热量.典例分析常见的几种功能关系功能的变化表达式重力做功做负功,增加;做正功,减少?WG=-?Ep?弹力做功做负功,增加;做正功,减少W弹=-?Ep合力做功做正功,增加;做负功,减少W合=?Ek除重力(系统弹力)外其它力做功做正功,增加;做负功,减少W其他=?Ek一对滑动摩擦力做的总功机械能减少,内能增加Q=FfS相对举一反三例3.如图所示,质量为m的物体(可视为质点)
以某一速度由底端冲上倾角为30°的固定斜面,个过程中,则物体()
A.重力势能增加了mgh
B.动能减少了mgh上升的最大高度为h,其加速度大小为。在这C.动能减少了D.机械能损失了2.对功能关系的综合考查AC例4.如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端与一质
量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连,弹簧水
平且处于原长,圆环从A处由静止开始下滑,
经过B处的速度最大,到达C处的速度为零,
AC=h,圆环在C处获得一竖直向上的速度v,
恰好能回到A,弹簧始终在弹性限度内,重
力加速度为g,则圆环()A.下滑过程中,加速度一直减小B.下滑过程中,克服摩擦力做的功为3.运用能量守恒定律分析问题C.在C处,弹簧的弹性势能为D.上滑经过B的速度大于下滑经过B的速度BD例5.图示为某探究活动小组设计的节能运输系统,
斜面轨道倾角为30°,质量为M的木箱与轨道的动摩4.动能定理与能量守恒解题的规范擦因数为。木箱在轨
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