功能关系功能关系精.ppt
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1、第1页,本讲稿共30页功能关系功能关系第二专题:第二专题:2022/10/62022/10/6第2页,本讲稿共30页一、对功能关系的认识一、对功能关系的认识1.1.功能观点功能观点:做功必然伴随着能量的转化,当一种形式的能减小:做功必然伴随着能量的转化,当一种形式的能减小时,必有另一种形式的能增加,功是能量变化时,必有另一种形式的能增加,功是能量变化(转化转化)的量度。的量度。2.2.功能对应功能对应:一种形式能的变化对应着一种类型的功,与其它:一种形式能的变化对应着一种类型的功,与其它类型的功无关。类型的功无关。3.3.功能效应功能效应:功是表示力的空间积累效应的大小,有力有位移:功是表示力
2、的空间积累效应的大小,有力有位移才有功,因而功与动力学问题相联系。能量变化是力做功才有功,因而功与动力学问题相联系。能量变化是力做功时体现的效应,势能的变化直接体现在相互作用体系中各时体现的效应,势能的变化直接体现在相互作用体系中各个对象之间的相对位置的变化;动能的变化直接反映在物个对象之间的相对位置的变化;动能的变化直接反映在物体运动快慢的变化。体运动快慢的变化。2022/10/62022/10/6第3页,本讲稿共30页二、解题思路和方法二、解题思路和方法基本方法:基本方法:抓点、分段、析过程;抓点、分段、析过程;求功、标能、找关系。求功、标能、找关系。基本思路:基本思路:1.确定研究对象、
3、研究过程;确定研究对象、研究过程;2.分析运动过程、受力情况;分析运动过程、受力情况;3.分析能量变化、做功情况;分析能量变化、做功情况;4.选择功能关系、列式求解。选择功能关系、列式求解。2022/10/62022/10/6第4页,本讲稿共30页三、典型例题分析三、典型例题分析例例1.滑滑雪雪者者从从A点点由由静静止止沿沿斜斜面面滑滑下下,沿沿一一平平台台滑滑过过后后水水平平飞飞离离B点点,最最后后落落到到地地面面,空空间间几几何何尺尺度度(H、h和和L)如如图图所所示示。斜斜面面、平平台台与与滑滑雪雪板板之之间间的的动动摩摩擦擦因因数数均均为为。假假设设滑滑雪雪者者由由斜斜面面底底端端进进
4、入入平平台台后后立立即即沿沿水水平平方方向向运运动动,且且速速度度大大小小不不变变。求:求:(1)滑雪者从滑雪者从A到到B的过程中,克服的过程中,克服摩擦力做的功;摩擦力做的功;(2)滑雪者离开滑雪者离开B点时的速度大小;点时的速度大小;(3)滑雪者从滑雪者从B点开始做平抛运动点开始做平抛运动,到达地面时的速度大小到达地面时的速度大小2022/10/62022/10/6第5页,本讲稿共30页例例2.(2010全国卷全国卷224)如图,)如图,MNP为整直面为整直面内一固定轨道,其圆弧段内一固定轨道,其圆弧段MN与水平段与水平段NP相切相切于于N、P端固定一竖直挡板。端固定一竖直挡板。M相对于相
5、对于N的高度的高度为为h,NP长度为长度为s。一木块自。一木块自M端从静止开始端从静止开始沿轨道下滑,与挡板发生一次完全弹性碰撞后沿轨道下滑,与挡板发生一次完全弹性碰撞后停止在水平轨道上某处。若在停止在水平轨道上某处。若在MN段的摩擦可段的摩擦可忽略不计,物块与忽略不计,物块与NP段轨道间的滑动摩擦因段轨道间的滑动摩擦因数为数为,求物块停止的地方与,求物块停止的地方与N点距离的可能点距离的可能值。值。2022/10/62022/10/6第6页,本讲稿共30页例例3.(2010上上海海物物理理30)如如图图,ABC和和ABD为为两两个个光光滑滑固固定定轨轨道道,A、B、E在在同同一一水水平平面面
6、,C、D、E在在同同一一竖竖直直线线上上,D点点距距水水平平面面的的高高度度h,C点点高高度度为为2h,一一滑滑块块从从A点点以初速度分别沿两轨道滑行到以初速度分别沿两轨道滑行到C或或D处后水平抛出。处后水平抛出。(1)求滑块落到水平面时,落点与求滑块落到水平面时,落点与E点间的距离点间的距离SC和和SD。(2)为实现为实现SCSD,v0应满足什么条件?应满足什么条件?2022/10/62022/10/6第7页,本讲稿共30页例例4.(2010江江苏苏卷卷8)如如图图所所示示,平平直直木木板板AB倾倾斜斜放放置置,板板上上的的P点点距距A端端较较近近,小小物物块块与与木木板板间间的的动动摩摩擦
7、擦因因数数由由A到到B逐逐渐渐减减小小,先先让让物物块块从从A由由静静止止开开始始滑滑到到B。然然后后,将将A着着地地,抬抬高高B,使使木木板板的的倾倾角角与与前前一一过过程程相相同同,再再让让物物块块从从B由由静静止止开开始始滑滑到到A。上上述述两两过过程程相相比较,下列说法中一定正确的有比较,下列说法中一定正确的有()A.物块经过物块经过P点的动能,前一过程较小点的动能,前一过程较小B.物块从顶端滑到物块从顶端滑到P点的过程中因摩擦点的过程中因摩擦产生的热量,前一过程较少产生的热量,前一过程较少C.物块滑到底端的速度,前一过程较大物块滑到底端的速度,前一过程较大D.物块从顶端滑到底端的时间
8、,前一过程较长物块从顶端滑到底端的时间,前一过程较长AD2022/10/62022/10/6第8页,本讲稿共30页例例5.(2010江江苏苏卷卷14)在在游游乐乐节节目目中中,选选手手需需要要借借助助悬悬挂挂在在高高处处的的绳绳飞飞越越到到水水面面的的浮浮台台上上,小小明明和和小小阳阳观观看看后后对对此此进进行行了了讨讨论论。如如图图所所示示,他他们们将将选选手手简简化化为为质质量量m=60kg的的质质点点,选选手手抓抓住住绳绳由由静静止止开开始始摆摆动动,此此时时绳绳与与竖竖直直方方向向夹夹角角=53,绳绳的的悬悬点点O距距水水面面的的高高度度为为H=3m.不不计计空空气气阻阻力力和和绳绳的
9、的质质量量,浮浮台台露露出出水水面面的的高高度度不不计计,水足够深。取水足够深。取g=10m/s2,sin53=0.8。(1)求选手摆到最低点时绳拉力大小求选手摆到最低点时绳拉力大小F;(2)若绳长若绳长l=2m,选手摆到最高点时松选手摆到最高点时松手落入手中。设水碓选手的平均浮手落入手中。设水碓选手的平均浮力,平均阻力,求选手落入水中的力,平均阻力,求选手落入水中的深度;深度;(3)若若选选手手摆摆到到最最低低点点时时松松手手,小小明明认认为为绳绳越越长长,在在浮浮台台上上的的落落点点距距岸岸边边越越远远;小小阳阳认认为为绳绳越越短短,落落点点距距岸岸边边越越远远,请请通通过过推推算算说说明
10、你的观点。明你的观点。(1)1080N;(2)(3)1.5m2022/10/62022/10/6第9页,本讲稿共30页1.如图所示,空间有一水平如图所示,空间有一水平匀强电场,在竖直平面内匀强电场,在竖直平面内有初速度为有初速度为v0的带电微粒,的带电微粒,沿图中虚线由沿图中虚线由A运动到运动到B,其能量变化情况是其能量变化情况是()A.动能减少,重力势能增加,电势能减少动能减少,重力势能增加,电势能减少B.动能减少,重力势能增加,电势能增加动能减少,重力势能增加,电势能增加C.动能不变,重力势能增加,电势能减少动能不变,重力势能增加,电势能减少D.动能增加,重力势能增加,电势能减少动能增加,
11、重力势能增加,电势能减少 B补充练习2022/10/62022/10/6第10页,本讲稿共30页2.如图所示,竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R,质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦,棒与导轨的电阻均不计,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直,棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内,力F做的功与安培力做的功的代数和等于 ()A.棒的机械能增加量 B.棒的动能增加量 C.棒的重力势能增加量 D.电阻R上放出的热量RFA2022/10/62022/10/6第11页,本讲稿共30页3如图所示,倾角如图所示,倾角30的粗糙斜面固定在地面上,长为、质量为
12、、的粗糙斜面固定在地面上,长为、质量为、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上,其上端与斜面顶端齐粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上,其上端与斜面顶端齐平。用细线将物块与软绳连接,物块由静止释放后向下运动,直到平。用细线将物块与软绳连接,物块由静止释放后向下运动,直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面),在此过程中(软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面),在此过程中()A物块的机械能逐渐增加物块的机械能逐渐增加B软绳重力势能共减少了软绳重力势能共减少了C物块重力势能的减少等于物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功软绳克服摩擦力所做的功D软绳重力势能的减少小于软绳重力势能的减
13、少小于其动能的增加与克服摩擦其动能的增加与克服摩擦力所做功之和力所做功之和BD2022/10/62022/10/6第12页,本讲稿共30页4.如图,一轻弹簧左端固定在长木块如图,一轻弹簧左端固定在长木块M的左端,右端与小木块的左端,右端与小木块m连接,且连接,且m、M及及M与地面间接触光滑。开始时,与地面间接触光滑。开始时,m和和M均均静止,现同时对静止,现同时对m、M施加等大反向的水平恒力施加等大反向的水平恒力F1和和F2。从。从两物体开始运动以后的整个运动过程中,对两物体开始运动以后的整个运动过程中,对m、M和弹簧和弹簧组成的系统(整个过程中弹簧形变不超过其弹性限度)。组成的系统(整个过程
14、中弹簧形变不超过其弹性限度)。正确的说法是(正确的说法是()A.由于由于F1、F2等大反向,故系统机械能守恒等大反向,故系统机械能守恒B.F1、F2分别对分别对m、M做正功,做正功,故弹簧的弹性势能能不断增加故弹簧的弹性势能能不断增加C.F1、F2分别对分别对m、M做正功,做正功,故系统机械能不断增加故系统机械能不断增加D.当弹簧弹力大小与当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时,大小相等时,m、M的动能最大的动能最大F1F2MmD2022/10/62022/10/6第13页,本讲稿共30页5:某学校探究性学习小组对一辆自制小遥控车的性能进行研究。他们让这辆小车在水平地面上由静止开始运动,并将小车
15、运动的全过程记录下来,通过数据处理得到如图所示的vt图象,已知小车在02 s内做匀加速直线运动,第2 s末小车的功率突然变化为另一个值P,并保持此功率运动8s,假设小车在7 s10 s内速度变化不大,近似认为小车做匀速直线运动,10 s末关闭发动机让小车自由滑行,小车质量m1 kg,整个过程中小车受到的阻力大小不变。求:(1)小车所受的阻力f是多大?(2)在2 s10 s内小车牵引力的功率P是多大?(3)小车在加速运动过程中的总位移s是多少?13v/ms-1t/sO7264102022/10/62022/10/6第14页,本讲稿共30页6:如图所示,倾角为37的斜面上,轻弹簧一端固定在A点,弹
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