功能关系能量守恒定律.ppt

第31页，共59页，星期日，2025年，2月5日例3、如下图所示，AB为倾角θ＝37°的斜面轨道，轨道的AC部分光滑，CB部分粗糙．BP为圆心角等于143°、半径R＝1m的竖直光滑圆弧形轨道，两轨道相切于B点，P、O两点在同一竖直线上，轻弹簧一端固定在A点，另一端在斜面上C点处，现有一质量m＝2kg的物块在外力作用下将弹簧缓慢压缩到D点后(不拴接)释放，物块经过C点后，从C点运动到B点过程中的位移与时间的关系为x＝12t－4t2(式中x单位是m，t单位是s)，假设物块第一次经过B点后恰能到达P点，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.试求：(1)若CD长为1m，试求物块从D点运动到C点的过程中，弹簧对物块所做的功；(2)B、C两点间的距离xBC；（3）μ(4)若在P处安装一个竖直弹性挡板，小物块与挡板碰撞时间极短且无机械能损失，小物块与弹簧相互作用不损失机械能，试通过计算判断物块在第一次与挡板碰撞后的运动过程中是否会脱离轨道？第32页，共59页，星期日，2025年，2月5日第33页，共59页，星期日，2025年，2月5日第34页，共59页，星期日，2025年，2月5日第35页，共59页，星期日，2025年，2月5日第36页，共59页，星期日，2025年，2月5日第37页，共59页，星期日，2025年，2月5日此类题目综合性较强，难度中等偏上，是历年高考的热点。失分情况比较严重，针对这种情况，对此类问题可按如下两条思路进行分析：六、综合应用动力学和能量观点处理多过程问题1、若一个物体参与了多个运动过程，而运动过程只涉及运动和力的问题或只要求分析物体的动力学特点而不涉及能量问题，则常常用牛顿运动定律和运动学规律求解．2、若一个物体参与了多个运动过程，若该过程涉及能量转化问题，并且具有功能关系的特点，则往往用动能定理、机械能守恒定律或能量守恒定律求解．第38页，共59页，星期日，2025年，2月5日例1、如图所示，一倾角为37°的传送带以恒定速度运行．现将一质量m＝1kg的小物体抛上传送带，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图b所示，取沿传送带向上为正方向，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：(1)0～8s内物体位移的大小；(2)物体与传送带间的动摩擦因数；(3)0～8s内物体机械能增量及与传送带摩擦产生的热量Q.答案：(1)14m(2)0.875(3)90J126J第39页，共59页，星期日，2025年，2月5日第40页，共59页，星期日，2025年，2月5日0～6s内传送带运动距离s1＝4×6m＝24m，物体位移s2＝(2＋4)×2÷2m＝6m，相对位移Δs＝s1－s2＝18m，产生热量Q＝μmgcosθΔs＝126J.第41页，共59页，星期日，2025年，2月5日例2、如图所示，AB为半径R＝0.8m的1/4光滑圆弧轨道，下端B恰与小车右端平滑对接．小车质量M＝3kg，车长L＝2.06m，车上表面距地面的高度h＝0.2m，现有一质量m＝1kg的滑块，由轨道顶端无初速度释放，滑到B端后冲上小车．已知地面光滑，滑块与小车上表面间的动摩擦因数μ＝0.3，当车运动了t0＝1.5s时，车被地面装置锁定(g取10m/s2)．试求：(1)滑块到达B端时，轨道对它支持力的大小；(2)车被锁定时，车右端距轨道B端的距离；(3)从车开始运动到被锁定的过程中，滑块与车面间由于摩擦而产生的内能大小．答案：(1)30N(2)1m(3)6J第42页，共59页，星期日，2025年，2月5日关于功能关系能量守恒定律第1页，共59页，星期日，2025年，2月5日第四节功能关系能量守恒定律（约5课时）第2页，共59页，星期日，2025年，2月5日一、功和能有本质区别能是反映物体具有做功本领的物理量，是状态量，它和一个时刻相对应.功是反映物体间在相互作用过程中能量变化多少的物理量，是过程量，它和一段位移（一段时间）相对应.功不是能。注意：第3页，共59页，星期日，2025年，2月5日二、功和能的联系：2、做功的过程就是能量转化的过程，做了多少功就有多少能量发生转化。1、功和能单位相同(焦耳)功和能不能相互转化。注意：（能量的转化必须通过做功来完成）（功是能量转化的量度）第4页，共59页，星期日，2025年，2月5日3、几种常见的功能关系（1）重力做功等于物体重力