专题做功和能量的转化.docx

专题 专题 做功与能量得转化 知识点回顾 力与运动得相互关系就是贯穿高中得一条主线,它要求用物体受力与运动方式总就是相互联系得观 点处理物理问题。 能量则就是贯穿高中得另一条主线,因为透过物体形形色色得运动方式,每一种运动 形式得本质都就是其对应得能量转化,而在转化过程中一定符合能量守恒。 因此从能量得观点,利用功 能关系或能量转化与守恒得方法处理问题问题,也能使物理问题变得方便、简洁、 知识点讲解 题型一:处理变 题型一:处理变加速运动 高中物理常见得功与能量得转化 物理意 物理意义 合外力做得功等于物体动能该变量 除重力以外得外力做功等于物体机械能得该变量 滑动摩擦力在相对位移中做得功等于系统内能得该变量 重力对物体所做得功等于物体重力势能改版得负值 电场力对电荷做得功等于电荷电势能改变得负值 纯电阻电路中电流做得功等于电路产生得焦耳热 感应电流所受到得安培力做得功等于电路中产生得焦耳热 公式 W =ΔE 合 k W =ΔE 除G 机 W =ΔE f 内 W =ΔE G P W ＝ΔE 电 电 W =ΔE 电流 焦 W安=ΔE 焦 由于利用功能关系处理问题时,不一定要考虑物体运动得具体细节, 只要搞清物体运动过程中参与做 功得力、 各力做功得位移及做功得正负,另外搞清有多少类型得能量发生了转化, 因此,利用能量关系 在处理诸如变加速运动、 曲线运动等物理问题时,优势更显突出。 【例 1】如图所示,在竖直平面内有一个半径为 R 且光滑得四分之一圆弧轨道 AB,轨道下端 B 与 水平面BCD相切,BC部分光滑且长度大于 R, C点右边粗糙程度均匀且足够长。现用手捏住一 根长也为 R、质量为 m 得柔软匀质细绳得上端,使绳子得下端与 A 点等高,然后由静止释放绳子, 让绳子沿轨道下滑。重力加速度为 g。求: (1)绳子前端到达 C 点时得速度大小; (2)若绳子与粗糙平面间得动摩擦因数为 μ(μ1),绳子前段在过 C 点后,滑行一段距离后停下,求这 段距离、 F F /N x 4 1 2 3 4 5 x /m －4 O 【难度】 ★ ★ ★ 【答案】 ( 1 )(2) 【解析】绳子由释放到前段 C 点过程中, 由机械能守恒得: 解得: (2)绳子前段在过C 点后,滑行一段距离停下来,设这段距离为 s ,因可能s≤R,也可能 sR,故要对上述可 能得两种情况进行分类讨论、 ①设绳子停下时,s≤R 绳子前端滑过C点后,其受到得摩擦力均匀增大,其平均值为, 由动能定理得,,把代入上式解得:。 因为 μ 〈1 ,得,与条件 s≤R 矛盾,故设绳子停下时 s≤R不成立, 即绳子停下时只能满足 sR ②设绳子停下时,sR 所以绳子前端滑过C点后,其摩擦力先均匀增大,其平均值为,前端滑行R后摩擦力不变,其值为 μmg , 由动能定理得:,把代入上式解得: 点评:变加速运动--利用动能定理求解 课堂练习 1、 质量为m=2.0kg 得物体从原点出发沿 x 轴运动,当 x=0 时物体得速度为 4.0m／s。 作用在物体上 得合力 F 随位移得变化情况如图所示。则在第 1 个 1m得位移内合力对物体做得功 W＝_____J; 在 x= 0至 x ＝5 。0m 位移内,物体具有得最大动能就是_____ J 、 【难度】 ★ ★ 【答案】 2; 1 8 2、如图所示,水平桌面上得轻质弹簧一端固定,另一端与小物块相 连。弹簧处于自然长度时物块位于 O 点(图中未标出)。物块得质 量为m, AB= a ,物块与桌面间得动摩擦因数为 μ 、现用水平向右 得力将物块从 O 点拉至 A 点,拉力做得功为 W。撤去拉力后物块 由静止向左运动,经 O 点到达 B 点时速度为零。重力加速度为g 。则上述过程中 )(??(多选) A、物块在A 点时,弹簧得弹性势能等于 W－错误!未定义书签。μm g a B。物块在 B 点时,弹簧得弹性势能小于 W— \f(3,2)μmga C.经 O 点时,物块得动能小于 W－μmg a D .物块动能最大时弹簧得弹性势能小于物块在 B 点时弹簧得弹性势能 【难度】 ★ ★★ 【答案】 BC 3 、如图所示, 固定于同一条竖直线上得A、B 就是两个带等量异种电荷得点电荷, 电荷量分别为+Q 与 - Q,A 、 B相距为2d。MN 就是竖直放置得光滑绝缘细杆,另有一个穿过细杆得带电小球 p,质量为m、 电荷量为＋ q(可视为点电荷,不影响电场得分布) 。现将小球p从与点电荷 A 等高得 C 处由静止开始 释放,小球 p 向下运动到距C点距离为 d 得O点时,速