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1、
2022年高三物理“機(jī)械能”第8課時(shí) 功能關(guān)系復(fù)習(xí)學(xué)案
【基礎(chǔ)知識(shí)梳理】
一、功和能的關(guān)系
(1)能量的轉(zhuǎn)化必須通過 才能實(shí)現(xiàn).
做功的過程是能量轉(zhuǎn)化的過程,某種力做功往往與某一具體的能量變化相聯(lián)系,例如:重力做功→重力勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化;彈簧彈力做功→彈性勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化;滑動(dòng)摩擦力做功→機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;電場(chǎng)力做功→電勢(shì)能與其它形式能相互轉(zhuǎn)化;安培力做功→電能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化等.
(2)功是能量轉(zhuǎn)化的量度.即某種力做了多少功,一定伴隨多少相應(yīng)能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化.例如做功與機(jī)械能轉(zhuǎn)化中有以下幾條最基本的關(guān)系:
①重力勢(shì)能的變化由 的功來量度,表
2、達(dá)式:
具體闡述:
②彈性勢(shì)能的變化由 的功來量度,表達(dá)式:
具體闡述:
③動(dòng)能的變化由 的功來量度,表達(dá)式:
具體闡述:
3、
④機(jī)械能的變化由 的功來量度,表達(dá)式:
具體闡述:
思考:質(zhì)量為m的物體下落過程中,經(jīng)過高度h1處速度為v1,下落至高度h2處速度為v2,空氣阻力恒為f ,求由h1下落到h2過程中機(jī)械能的變化,該能的變化等于該過程中哪個(gè)力的功?
【典
4、型例題】
例1、通過繩索用恒力F豎直向上拉起一個(gè)靜止在水平面上的木箱,使其由水平面開始加速上升到某一高度,若空氣阻力恒定,則在此過程中,下列說法哪些是對(duì)的?____
A.力F所做的功減去克服阻力所做的功等于重力勢(shì)能的增量
B.木箱克服重力所做的功等于重力勢(shì)能的增量
C.力F、重力、阻力,三者的合力所做的功等于木箱重力勢(shì)能的增量
D.力F和阻力的合力所做的功等于木箱機(jī)械能的增量
分析:
變式訓(xùn)練1、質(zhì)量為m的物體在距地面h高處以g/3的加速度由靜止豎直下落到地面,下面說法中正確的是( )
A.物體的重力勢(shì)能減少mgh/3
B.物體的機(jī)械能減少2mgh/3
5、C.物體的動(dòng)能增加mgh/3
D.物體的重力做功mgh
例2、將物體以60 J的初動(dòng)能豎直向上拋出,當(dāng)它上升至某點(diǎn)P時(shí),動(dòng)能減少為10J,機(jī)械能損失10 J,若空氣阻力大小不變,則物體落回拋出點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為_____J.
二、摩擦力做功和內(nèi)能的關(guān)系
例3、原來靜止在光滑水平桌面上的木塊,被水平飛來的子彈擊中,當(dāng)子彈深入木塊S1深度時(shí),木塊相對(duì)桌面移動(dòng)了S2,然后子彈和木塊以共同速度運(yùn)動(dòng),設(shè)阻力恒為f,對(duì)這一過程,下列說法正確的是:______
A、子彈與木塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒守恒;B、子彈機(jī)械能的減少量為f S1;
C、系統(tǒng)損失的機(jī)械能等于f (S1+S2); D
6、、系統(tǒng)機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能的量等于f S1。
總結(jié):
滑動(dòng)摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化
(1)滑動(dòng)摩擦力可以對(duì)物體做正功,也可以對(duì)物體做負(fù)功,還可以不做功.
(2)滑動(dòng)摩擦力做功的過程中,能量的轉(zhuǎn)化有兩個(gè)方面:一是相互摩擦的物體之間機(jī)械能的轉(zhuǎn)移;二是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量值等于機(jī)械能的減少量.
(3)相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi),一對(duì)滑動(dòng)摩擦力所做功的總和總是負(fù)值,其絕對(duì)值等于滑動(dòng)摩擦力與相對(duì)位移的乘積,即恰好等于系統(tǒng)損失的機(jī)械能,也等于系統(tǒng)增加的內(nèi)能,表達(dá)式為Q=f s相對(duì). (s為這兩個(gè)物體間相對(duì)移動(dòng)的路程).
【課后鞏固】
( )1.質(zhì)量為m的滑塊沿著高為h,長(zhǎng)為l的粗糙斜面勻速下
7、滑,在滑塊從斜面頂端滑至底端的過程中,下列幾種說法中:
?、僦亓?duì)滑塊所做的功為mgh ②滑塊的機(jī)械能守恒 ③滑塊的重力勢(shì)能減少了mgh
?、芑瑝K克服摩擦力所做的功為mgh
上述說法中正確的是
A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④
( )2.某人以平行斜面的拉力F將物體沿斜面拉動(dòng),拉力大小等于物體所受摩擦力,則
A.物體做勻速運(yùn)動(dòng) B.合外力對(duì)物體做功為零
C.物體的機(jī)械能保持不變 D.物體機(jī)械能減少
( ) 3.下列說法中正確的是
A. 外力對(duì)物體做功的代數(shù)和等于物體機(jī)械能的變化量
B. 重力對(duì)物體做
8、的功在數(shù)值上等于物體重力勢(shì)能的變化量
C. 除重力和彈力外,其他力對(duì)物體所做的總功等于物體重力勢(shì)能的變化量
D. 重力做功不引起物體機(jī)械能的變化
( )4.一物體靜止在升降機(jī)的地板上,在升降機(jī)加速上升的過程中,地板對(duì)物體的支持力所做的功等于
A.物體勢(shì)能的增加量 B.物體動(dòng)能的增加量
C.物體動(dòng)能的增加量加上物體勢(shì)能的增加量D.物體動(dòng)能的增加量加上克服重力所做的功
( )5.一豎直彈簧下端固定于水平地面上,小球從彈簧的正上方高為h的地方自由下落到彈簧上端,如圖所示,經(jīng)幾次反彈以后小球最終在彈簧上靜止于某一點(diǎn)A處,則
A.h愈大,彈簧在A點(diǎn)的壓縮量愈大
9、B.彈簧在A點(diǎn)的壓縮量與h無關(guān)
C.h愈大,最終小球靜止在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能愈大
D.小球第一次到達(dá)A點(diǎn)時(shí)彈簧彈性勢(shì)能比最終小球靜止在A點(diǎn)時(shí)彈簧彈性勢(shì)能大
( )6.如圖3-18所示,輕質(zhì)彈簧豎直放置在水平地面上,它的正上方有一金屬塊從高處自由下落,從金屬塊自由下落到第一次速度為零的過程中
A.重力先做正功,后做負(fù)功
B.彈力沒有做正功
C.金屬塊的動(dòng)能最大時(shí),彈力與重力相平衡
D.金屬塊的動(dòng)能為零時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能最大。
( )7.一物塊由靜止開始從粗糙斜面上的某點(diǎn)加速下滑到另一點(diǎn),在此過程中重力對(duì)物體塊做的功等于 ?。ā 。?
A.物塊動(dòng)能的增加量
10、
B.物塊重力勢(shì)能的減少量與物塊克服摩擦力做的功之和
C.物塊重力勢(shì)能的減少量和物塊動(dòng)能的增加是以及物塊克服摩擦力做的功之和
D.物塊動(dòng)能的增加量與物塊克服摩擦力做的功之和
( )8.水平傳送帶以速度v勻速傳動(dòng),一質(zhì)量為m的小物塊A由靜止輕放在傳送帶上,若小物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為m ,如圖7-35所示,在小木塊與傳送帶相對(duì)靜止時(shí),系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的能量為( )
A.mv2 B.2mv2 C.mv2 D.mv2
過程:
( )9.如圖,卷揚(yáng)機(jī)的繩索通過定滑輪用力F拉位于粗糙面上的木箱,使之沿斜面加速向上移動(dòng)。在移動(dòng)過程中,下列說法正確的是
A.F對(duì)木箱做的功等于木箱增加的動(dòng)能與木箱克服摩擦力所做的功之和
B.F對(duì)木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和
C.木箱克服重力所做的功等于木箱增加的重力勢(shì)能
D.F對(duì)木箱做的功等于木箱增加的機(jī)械能與木箱克服摩擦力做的功之和
分析:
B
A
F
10、如右圖,木塊A放在木塊B上左端,用恒力F將A拉至B的右端,第一次將B固定在地面上,F(xiàn)做的功為W1,產(chǎn)生的熱量為Q1;第二次讓B可以在地面上自由滑動(dòng),這次F做的功為W2,產(chǎn)生熱量為Q2,則有W1 W2,Q1 Q2;