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功能关系----能量守恒定律

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1、2015届修文中学高三一轮复习物理学案主备人：蒋田心审核人：吴登强复审人：蒋田心 2014年10月10日学案8课题：功能关系能量守恒定律教学目标：1、理解功是能量转化的量度 2、理解功能关系并能处理实际问题 3、掌握能的转化和能量守恒定律。本讲重点：会用功能关系和能量守恒解决物理问题本讲难点：会用功能关系和能量守恒解决物理问题1世纪教育网考点点拨：1.多种功能关系的理解 2、摩擦力做功问题 3、对能量守恒定律的理解和应用 4、传送带中的功能关系问题分析学习活动一：回顾旧知题型一、功能关系【典例1】 (多选)如图所示，在抗洪救灾中，一架直升机通过绳索，用恒力F竖直向上拉起一个漂在水面上的木箱，使其由水面开始加速上升到某一高度，若考虑空气阻力而不考虑空气浮力，则在此过程中，以下说法正确的有()中国教育出版网A力F所做功减去克服空气阻力所做的功等于重力势能的增量B木箱克服重力所做的功等于重力势能的增量C力F、重力、空气阻力三者合力所做的功等于木箱动能的增量D力F和空气阻力的合力所做的功等于木箱机械能的增量【变式跟踪1】 (多选)如图所示，质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲

2、上倾角为30的固定斜面，其运动的加速度为g，此物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体()A重力势能增加了mgh B重力势能增加了mghC动能损失了mgh D机械能损失了mgh规律总结：题型二能量转化与守恒定律的应用【典例2】如图所示在水平地面上固定一个半径为R的半圆形轨道，其中圆弧部分光滑，水平段长为L，一质量为m的小物块紧靠一根被压缩的弹簧固定在水平轨道的最右端，小物块与水平轨道间的动摩擦因数为，现突然释放小物块，小物块被弹出，恰好能够到达圆弧轨道的最高点A，取g10 m/s2，且弹簧长度忽略不计，求：(1)小物块的落点距O的距离；(2)小物块释放前弹簧具有的弹性势能【变式跟踪2】如图所示，光滑坡道顶端距水平面高度为h，质量为m的小物块A从坡道顶端由静止滑下，进入水平面上的滑道时无机械能损失，为使A制动，将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上，另一端恰位于坡道的底端O点已知在OM段，物块A与水平面间的动摩擦因数为，其余各处的摩擦不计，重力加速度为g，求：(1)物块滑到O点时的速度大小(2)弹簧为最大压缩量d时的弹性势能(设弹簧处于原长时弹性势能为零)(3)若物块

3、A能够被弹回到坡道上，则它能够上升的最大高度是多少？规律总结：题型三、摩擦力做功与能量的关系例4如图所示，AB为半径R0.8 m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M3 kg，车长L2.06 m，车上表面距地面的高度h0.2 m，现有一质量m1 kg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0.3，当车运动了t01.5 s时，车被地面装置锁定(g10 m/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。(2012重庆高考)如图所示为一种摆式摩擦因数测量仪，可测量轮胎与地面间动摩擦因数，其主要部件有：底部固定有轮胎橡胶片的摆锤和连接摆锤的轻质细杆。摆锤的质量为m，细杆可绕轴O在竖直平面内自由转动，摆锤重心到O点距离为L。测量时，测量仪固定于水平地面，将摆锤从与O等高的位置处静止释放。摆锤到最低点附近时，橡胶片紧压地面擦过一小段距离x(xL)，之后继续摆至与竖直方向成角的最高位置。若摆锤对地

4、面的压力可视为大小为F的恒力，重力加速度为g，求：(1)摆锤在上述过程中损失的机械能；(2)在上述过程中摩擦力对摆锤所做的功；(3)橡胶片与地面之间的动摩擦因数。类别比较静摩擦力滑动摩擦力不同点能量的转化方面一对摩擦力的总功方面相同点正功、负功、不做功方面题型四、传送带中的功能关系问题分析(2013常州模拟)如图所示，一质量为m2 kg的滑块从半径为R0.2 m的光滑四分之一圆弧轨道的顶端A处由静止滑下，A点和圆弧对应的圆心O点等高，圆弧的底端B与水平传送带平滑相接已知传送带匀速运行速度为v04 m/s，B点到传送带右端C点的距离为L2 m当滑块滑到传送带的右端C点时，其速度恰好与传送带的速度相同(g10 m/s2)求：(1)滑块到达底端B时对轨道的压力；(2)滑块与传送带间的动摩擦因数；(3)此过程中，由于滑块与传送带之间的摩擦而产生的热量Q.【应用】如图所示，绷紧的传送带与水平面的夹角30，皮带在电动机的带动下，始终保持v02 m/s的速率运行，现把一质量为m10 kg的工件(可看做质点)轻轻放在皮带的底端，经过时间1.9 s，工件被传送到h1.5 m的高处，取g10 m/s2，求：(1)工件与传送带间的动摩擦因数；(2)电动机由于传送工件多消耗的电能典例(15分)(2013山师附中模拟)如图546所示，水平传送带AB长L4.9 m，以v8 m/s的速度沿逆时针运动，B端与竖直面内的相切(传送带轮半径不计)。轨道BC的半径R3m，所对的圆心角53。现将可看成质点的质量m1kg的，物块经过B点后滑上圆轨道并从C点冲出，由D点滑上质量M2 kg的薄木板，C、D高度差为h。木板左端固定一处于原长的轻弹簧，轻弹簧右端距平台D端距离为d0.4 m，此过程中克服弹簧弹力做功1.5 J。已知物块与传送带、木板间的动摩擦因数均为10.5，木板与平台间的动摩擦因数20.2，g取10 m/s2，求：图546(1)物块在传送带上运动的时间；(2)物块到达C点的速度大小和平台距C点的高度h；(3)弹簧的最大形变量。规律总结：

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