功能关系

力学专题之:日照市高三一轮研讨会物理公开课主讲:岳进成功能关系情境:一质量为m的物体做自由落体运动在下落过程中,经过A、B两点,已知A、B两点之间的距离为h.hABEP=0hBhA思考：在此过程中重力做功为多少？结论:物体受到的力做的功是物体重力势能转化的量度WG=-ΔEP解：由功的定义可知WG=mghEPBEPAWG=-WG=mghA-mghBhABEP=0hBhA解：由功的定义可知结论:物体受到的重力做的功是物体重力势能转化的量度WG=-ΔEP思考：在此过程中重力做功为多少？WG=-ΔEPWG=-ΔEP情境:一质量为m的物体做自由落体运动在下落过程中,经过A、B两点,已知A、B两点之间的距离为h.解：由功的定义可知WG=mghEPBEPAWG=-WG=mghA-mghB功是能量转化的量度结论1:物体重力做的功是物体重力势能转化的量度WG=-ΔEPWG0WG0EP减小EP增大功是能量转化的量度结论1:物体重力做的功是物体重力势能转化的量度WG=-ΔEPWG0WG0结论2:物体做的功是物体弹性势能转化的量度EP减小EP增大功是能量转化的量度结论1:物体重力做的功是物体重力势能转化的量度WG=-ΔEPWG0WG0EP减小EP增大结论2:物体弹力做的功是物体弹性势能转化的量度W弹=-ΔEP′W弹0W弹0EP′增大EP′减小解:由机械能守恒定律可知，在此过程中物体机械能守恒故：ΔE＝０hAB拓展1：求在此过程中物体机械能的变化量ΔE.情境:一质量为m的物体做自由落体运动在下落过程中,经过A、B两点,已知A、B两点之间的距离为h.拓展2：若在此过程中物体受到一个竖直向上的手的拉力，已知物体在A、B两点的速度分别为vA、vB。求这个拉力在此过程中所做的功W。解:由动能定理可以得出：又WG=mgh=mghA-mghB（2）1221mvB2-mgh+W=mvA2（1）1221mvB2--mghmvA2W=hABEP=0hBhA情境:一质量为m的物体做自由落体运动在下落过程中,经过A、B两点,已知A、B两点之间的距离为h.E2E1-W=mvB2+mghB)-(mvA2+mghA)(3)1212（W=整理得：结论:物体受到的力做的功是物体机械能转化的量度mvB2+mghB)-(mvA2+mghA)(3)1212（W=整理得：结论:物体受到的除重力（弹簧弹力）以外的其它力做的功是物体机械能转化的量度E2E1-W=E2E1-W=功是能量转化的量度结论1:物体重力做的功是物体重力势能转化的量度WG=-ΔEPWG0WG0EP减小EP增大结论2:物体弹力做的功是物体弹性势能转化的量度W弹=-ΔEP′W弹0W弹0EP′增大EP′减小结论3:物体受到的除重力（弹簧弹力）以外的其它力做的功是物体机械能转化的量度W其=E2-E1W其0E增大E减小W其0拓展3：若在此过程中物体受一个竖直向上的手的拉力，已知物体在A、B两点的速度分别为vA、vB。求这个拉力在此过程中所做的功W。解:由动能定理可以得出：1221mvB2-mgh+W=mvA2（1）hABEP=0hBhA情境:一质量为m的物体做自由落体运动在下落过程中,经过A、B两点,已知A、B两点之间的距离为h.W合外=ΔEk结论:物体受到的力做的功是物体动能转化的量度结论:物体受到的合外力做的功是物体动能转化的量度拓展3：若在此过程中物体受一个竖直向上的手的拉力，已知物体在A、B两点的速度分别为vA、vB。求这个拉力在此过程中所做的功W。解:由动能定理可以得出：1221mvB2-mgh+W=mvA2（1）hABEP=0hBhA情境:一质量为m的物体做自由落体运动在下落过程中,经过A、B两点,已知A、B两点之间的距离为h.W合外=ΔEkW合外=ΔEk功是能量转化的量度结论1:物体重力做的功是物体重力势能转化的量度WG=-ΔEPWG0WG0EP减小EP增大结论2:物体弹力做的功是物体弹性势能转化的量度W弹=-EP′W弹0W弹0EP′增大EP′减小结论3:物体受到的除重力（弹簧弹力）以外的其它力做的功是物体机械能转化的量度W其=ΔEW其0E增大E减小W其0结论4:物体受到的合外力做的功是物体动能转化的量度W合外=ΔEkW合外0W合外0Ek增大Ek减小巩固练习1、质量为m的物体，在距地面h高处以g/3的加速度由静止竖直下落到地面，下列说法中正确的是（）A.物体的重力势能减少mghB.物体的机械能减少mghC.物体的动能增加mghD.重力做功mghB、C、Dhma=g/3313132例1：物体从某一高度自由下落,落在直立于地面的轻弹簧上,如图所示,在A点物体开始与弹簧接触,到B点时,物体的速度为零,然后被弹回,下列说法正确的是()(A)物体从A下降到B的过程中,动能不断减小,弹性势能不断增大(B)物体从B上升到A的过程中,重力势能不断减小,弹性势能不断增大(C)物体从A到B以及从B上升到A的过程中,机械能都不变(D)物体在从A到B的过程中,到达B点时总势能最大C、D不断减小不断增大动能不断减小ABmgmgFmgFmgF巩固练习A.木块的重力势能增加了FhB.系统的机械能增加了FhC.拉力做的功为FhD.木块的动能增加了FhFmB、C2、一质量为m的木块放在地面上，用一根轻弹簧连着木块，如图示，用恒力F拉弹簧，使木块离开地面，如果力F的作用点向上移动的距离为h，则下列说法正确的是（）MmMm例2:如图所示,在光滑的水平面上,有一质量为M的长木板以一定的初速度向右匀速运动,将质量为m的小铁块无初速地轻放到木板最右端,小铁块与木板之间的动磨擦因数为μ,小铁块在木板上相对滑动L时与木板保持相对静止,在此过程中长木板对地位移为x1,求这个过程中:(1)小铁块的动能变化(2)长木板的动能变化(3)系统增加的热量mFfM-Ff例2:如图所示,在光滑的水平面上,有一质量为M的长木板以一定的初速度向右匀速运动,将质量为m的小铁块无初速地轻放到木板最右端,小铁块与木板之间的动磨擦因数为μ,小铁块在木板上相对滑动L时与木板保持相对静止,在此过程中长木板对地位移为x1,求这个过程中:(1)小铁块的动能变化(2)长木板的动能变化(3)系统增加的热量mFfM-Ff例2:如图所示,在光滑的水平面上,有一质量为M的长木板以一定的初速度向右匀速运动,将质量为m的小铁块无初速地轻放到木板最右端,小铁块与木板之间的动磨擦因数为μ,小铁块在木板上相对滑动L时与木板保持相对静止,在此过程中长木板对地位移为x1,求这个过程中:(1)小铁块的动能变化(2)长木板的动能变化(3)系统增加的热量MmMMmm例2:如图所示,在光滑的水平面上,有一质量为M的长木板以一定的初速度向右匀速运动,将质量为m的小铁块无初速地轻放到木板最右端,小铁块与木板之间的动磨擦因数为μ,小铁块在木板上相对滑动L时与木板保持相对静止,在此过程中长木板对地位移为x1,求这个过程中:(1)小铁块的动能变化(2)长木板的动能变化(3)系统增加的热量MMmmx1L(1)由动能定理可知:小铁块变化的动能Ek为:μmg(x1-L)=ΔEk(2)由动能定理可知:长木板变化的动能Ek´为:-μmgx1=ΔEk´解:例2:如图所示,在光滑的水平面上,有一质量为M的长木板以一定的初速度向右匀速运动,将质量为m的小铁块无初速地轻放到木板最右端,小铁块与木板之间的动摩擦因数为μ,小铁块在木板上相对滑动L时与木板保持相对静止,在此过程中长木板对地位移为x1,求这个过程中:(1)小铁块的动能变化(2)长木板的动能变化(3)系统增加的热量摩擦力做正功,表示铁块动能增加摩擦力做负功,表示长木板动能减少结论5:力做的总功是系统增加的内能的量度。Ffd=Q（d为这两个物体间相对移动的路程）(3)由能量守恒可知,系统产生的热量Q为:MMmmx1L(1)由动能定理可知:小铁块变化的动能Ek为:μmg(x1-L)=ΔEk(2)由动能定理可知:长木板变化的动能Ek´为:-μmgx1=ΔEk´解:摩擦力做正功,表示铁块动能增加摩擦力做负功,表示长木板动能减少Q=ΔEk´-ΔEk=μmgx1-μmg(x1-L)=μmgL结论5:一对互为作用力反作用力的滑动摩擦力做的总功是系统增加的内能的量度。Ffd=Q（d为这两个物体间相对移动的路程）(3)由能量守恒可知,系统产生的热量Q为:MMmmx1L(1)由动能定理可知:小铁块变化的动能Ek为:μmg(x1-L)=ΔEk(2)由动能定理可知:长木板变化的动能Ek´为:-μmgx1=ΔEk´解:摩擦力做正功,表示铁块动能增加摩擦力做负功,表示长木板动能减少Q=ΔEk´-ΔEk=μmgx1-μmg(x1-L)=μmgL功是能量转化的量度结论1:物体重力做的功是物体重力势能转化的量度结论2:物体弹力做的功是物体弹性势能转化的量度结论3:物体受到的除重力（弹簧弹力）以外的其它力做的功是物体机械能转化的量度结论4:物体受到的合外力做的功是物体动能转化的量度结论5:一对互为作用力反作用力的滑动摩擦力做的总功是系统增加的内能的量度。Ffd=Q（d为这两个物体间相对位移）３、电机带动水平传送带以速度v匀速传动,一质量为m的小木块由静止轻放在传送带上,若小木块与传送带之间的动摩擦因数为μ如图所示,当小木块与传送带相对静止时，求：（1）小木块的位移；（2）传送带转过的路程;（3）小木块获得的动能；（4）摩擦过程产生的热量；（5）电机带动传送带匀速转动输出的总能量.vAv巩固练习