最新第五章--微专题五--功能关系应用问题的规范解答教学讲义ppt课件

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功能关系在力学中的应用 PPT课件课件人教课标版

1.2 s
t1

v x
a m
5s
设伤员从匀加速运动结束h3到12开vm始t3做7竖.2直m上抛运动的
时间为t2,对起重机以最大功率工作的过程应用动能
解P m t得2 tm 2=(6hg sh 1 h 3)1 2m (v m 2 v x2) 所以把伤员从谷底吊到机舱所用的时间
t=t1+t2+t3=12.2 s 答案（1）12 m/s
动能,A、B错误;系统增加的机械能等于力F做的功,
C对D错.
题型2 功率和机车启动问题例2 (2009·威海市5月质检)在2008年“5·12”四川汶川大地震抢险中,解放军某部队用直升飞机抢救一个峡谷中的伤员.直升飞机在空中悬停,其上有一起重机通过悬绳将伤员从距飞机102 m的谷底由静止开始起吊到机舱里.已知伤员的质量为80 kg,其伤情允许向上的最大加速度为2 m/s2,起重机的最大输出功率为 9.6 kW,为安全地把伤员尽快吊起,操作人员采取的办法是:先让起重机以伤员允许向上的最大加速度工作一段时间,接着让起重机以最大功率工作,再在适ห้องสมุดไป่ตู้高度让起重机对伤员不做功,使伤员到达机舱时速度恰好为零,g取10 m/s2.试求:
止遥控而让小车自由滑行.小
车的质量为1 kg,可认为在整
个过程中小车所受到的阻力
大小不变.求:
图4-1-2
(1)小车所受到的阻力大小及0~2 s时间内电动机提供的牵引力大小. (2)小车匀速行驶阶段的功率. (3)小车在0~10 s运动过程中位移的大小.
解析 (1)由图象可得,在14~18 s内:
3. 本题中要注意:由于物体在 3 圆周轨道上运
4
动,当速度变化时,曲线的支持力变化,引起摩擦力大小

功能关系在力学中的应用课件

D.货物的机械能一定增加mah+mgh
练习功
能关系
如图1所示滑块静止于
光滑水平面上,与之相连的轻质弹簧处于自然伸直状态.现用恒定的水平外力F作用于弹簧右端,
图1
在向右移动一段距离的过程中,拉力F做了10 J的功. 上述过程中 A.弹簧的弹性势能增加了10 J B.滑块的动能增加了10 J C.滑块和弹簧组成的系统机械能增加了10 J D.滑块和弹簧组成的系统机械能守恒 ( C)
A．在 a 点的动能比 b 点小 3.5 J B．在 a 点的重力势能比在 b 点小 3 J C．在 a 点的电势能比在 b 点小 1 J D．在 a 点的机械能比在 b 点小 0.5 J
解析
由动能定理得ΔEk=WG+W 电+Wf =3+1-0.5=3.5 J,故 A
项正确.由 a→b, WG＝3 J＝EPa－EPb＝ΔEP 重,W 电＝1 J＝ΔEP 电, 故 B、C 项错误．ΔE 机＝W 电＋Wf＝0.5 J，故 D 项正确．
重力势能 (2)重力做功使 _____________ 发生变化。弹性势能发生变化。 (3)弹力做功使 _____________ 机械能发生变化。 (4) 其他力做功使 ___________ 系统内能 (5)滑动摩擦力对系统做功使 _______ 发生变化电势能发生变化。 (6)电场力做功使 __________
图8 对小球做功的大小分别为 W1 和 W2，小球离开弹簧时速度为
(
)
解析
小球从静止运动到离开弹簧的过程中，重力做负功，重
力势能增加了 W1，电场力做正功，电势能减少了 W2；机械能增加值为 W2，故 A 项不对，D 项正确．由功能关系得，弹簧 1 2 弹性势能最大值及减少量均为 Ep＝ mv ＋W1－W2，故 B、C 2 项错误．

第5讲功能关系在电磁学中的应用PPT课件

审题流程第一步：抓好过程分析―→巧选物理规律 (边读边看图) ①A―→C 过程不―加―电→场滑块匀加速运动选――规→律 ①动能定理 ②牛顿第二定律和运动学公式 ②C―→B 过程加――电→场滑块匀减速运动选――规→律 ①动能定理 ②牛顿第二定律和运动学公式
方真法题与与技定
考向与预
第二步：抓好关键点——找出突破口 “要使……时间达到最长”(关键点)―隐―含→滑块滑到 B 的速度为零(突破口)―推―理→滑块再向左加速运动―→最后从 A 点离开 AB 区域
方真法题与与技定
考向与预
1．功能关系在电学中应用的题目，一般过程复杂且涉及多种性质不同的力，因此，通过审题，抓住受力分析和运动过程分析是关键，然后根据不同的运动过程各力做功的特点来选择规律求解．
2．动能定理和能量守恒定律在处理电学中能量问题时仍然是首选的规律．
方真法题与与技定
考向与预
【预测3】
AB 区域．
滑块从 C 点运动到 B 点的过程，由动能定理得：
(qE2＋Ff)·d2＝12mv2C
④
由①④两式可得电场强度 E2＝m2qvd20
⑤
由①⑤知 qE2＝2Ff
方真法题与与技定
考向与预
滑块运动至 B 点后，因为 qE2>Ff，所以滑块向左匀加速运动，从 B 运动至 A 点的过程，由动能定理得：
将 vC＝ 23v0 和 qE1＝Ff 代入解得 vB＝12v0
③
由于滑块运动至 B 点时还有动能，因此滑块从 B 点离开 AB
区域，速度大小为12v0，方向水平向右．
方真法题与与技定
考向与预
(2)要使小滑块在 AB 区域内运动的时间达到最长，必须使滑
块运动至 B 点停下，然后再向左加速运动，最后从 A 点离开

高中物理《功能关系》课件

考点突破
考点 4 1. 两种启动方式的比较两种方式以恒定功率启动以恒定加速度启动机车的两种启动模型 P－t 图和 v－t 图
过程分 OA 段析运动性质过程分析
P（不变） F－F阻 v↑⇒F＝ ↓⇒a＝ v m ↓ 加速度减小的加速直线运动
v↑ F－F阻 a＝不变⇒F 不变⇒P＝Fv↑ m
教学重难点
教学重点：理解功的概念及正、负功的意义。理解平均功率与瞬时功率的区别。能在复杂的曲线或直线运动中使用动能定理。教学难点：①利用功的定义解决有关问题；②探究功与物体速度变化的关系,知道动能定理的适用范围；③会推导动能定理的表达式.④理解机车启动的两种方式。
环节一：考点梳理整合一、知识树
知识3
动能
1．公式：Ek＝mv2，式中v为瞬时速度，动能是状态量．
2．矢标性动能是标量，只有正值，动能与速度的方向无关． 3．动能的变化量
ΔEk＝mv－mv
4．动能的相对性由于速度具有相对性，则动能也具有相对性，一般以地面为参考系．
知识4
动能定理
1．内容
合外力对物体所做的功等于物体动能的变化． 2．表达式
W＝ΔEk＝mv－mv．
3．功与动能的关系 (1)W>0，物体的动能增加．
(2)W<0，物体的动能减少．
(3)W＝0，物体的动能不变． 4．适用条件
(1)动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动．
(2)既适用于恒力做功，也适用于变力做功． (3)力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以不同时作用．
考点突破
考点 7 利用动能定理求变力功 1.如果是恒力做功问题往往直接用功的定义式可以求解，但遇到变力做功问题须借助动能定理等功能关系进行求解；分析清楚物理过程和各个力的做功情况后，运用动能定理可简化解题步骤． 2．动能定理的表达式是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的，但对于外力是变力、物体做曲线运动的情况同样适用．也就是说，动能定理适用于任何力作用下、以任何形式运动的物体为研究对象，具有普遍性． 3．应用动能定理求变力的功时，必须知道始末两个状态的物体的速度，以及运动过程中除变力做功外，其他力做的功．

功能关系课件

解： (1) 如答案图(a) 所示，M 下降到最底端时速度为零，此时两m速度也为零，M损失的重力势能等于两m增加的重力势能(机械能守恒)
l l 2 2 MgH 2 mg H ( ) 2 2
解得
2 Mml H 2 2 4m M
(2)如答案图(b)所示，当M处于平衡位置时，合力为零，T=mg，则
③重力功是重力势能变化的量度,即 WG=－ΔEP重＝一（EP末一EP初) =EP初一EP末 ④弹力功是弹性势能变化的量度，即： W弹＝一△EP弹＝一（EP末一EP初) =EP初一EP末 ⑤除了重力，弹力以外的其他力做功是物体机械能变化的量度，即：W其他=E末一E初 ⑥一对滑动摩擦力对系统做总功是系统机械能转化为内能的量度，即：f· S相＝Q ⑦电场力功是电势能变化的量度，即： WE=qU=一ΔE =-(E末一E初）=E初一E末 ⑧分子力功是分子势能变化的量度
【例】如图所示，木块A放在木块B上左端，用力F将A 拉至B的右端，第次将B固定在地面上，F做功为W1，生热为Q1；第二次让B可以在光滑地面上自由滑动，这次F 做的功为W2，生热为Q2，则应有 A． W1＜W2， Q1= Q2 B． W1= W2， Q1＝Q2 C． W1＜W2， Q1＜Q2 D． W1＝W2， Q1＜Q2 解析：设B的长度为d，则系统损失的机械能转化为内能的数量Q1＝Q2=μmAgd，所以 C、D都错．在两种情况下用恒力F将A拉至B的右端的过程中．第二种情况下A对地的位移要大于第一种情况下A对地的位移，所以 W 2＞ W 1， B 错
功能关系
1．能是物体做功的本领．也就是说是做功的根源．功是能量转化的量度．究竟有多少能量发生了转化，用功来量度，二者有根本的区别，功是过程量，能是状态量．

功能关系(共39张PPT)

所以摩擦力对a做的功大于a的机械能增加量.
2
(1分)
摩擦力对a做的功等于a、b机械能的增加量.
a2＝2 m/s2 x2＝L－x1＝3 m
vB2－v2＝2a2x2 vB＝4 m/s
在从B到D过程中，由动能定理：
mgh－W＝12mvD2－12mvB2
W＝3 J.
答案 3 J
审题破题真题演练
6.综合应用动力学和能量观点分析多过程问题
A.物块a重力势能减少mgh B.摩擦力对a做的功大于a机械能的增加 C.摩擦力对a做的功小于物块a、b动能增加之和 D.任意时刻，重力对a、b做功的瞬时功率大小相等
审题突破重力势能的变化和什么力做功相对应？机械能的变化和什么力做功相对应？动能的变化又和什么力做功相对应？
解析由题意magsin θ＝mbg，则ma＝
此题特别要注意地面对木板的滑动摩擦力为μ(M＋m)g.
解析金属块刚刚放上时，mgsin θ＋μmgcos θ＝ma ，方向转动，速度恒为v＝2 m/s，在上端A点无初速度放置一个质量为m＝1 kg、大小可视为质点的金属块，它与传送带的动摩擦因数为μ＝，金属
块滑离传送带后，经过弯道，沿半径R＝0. 在从B到D过程中，由动能定理：
答案 6 N 10 N
压力为：N′＝N
④
设经位移x 达到共同速度，v ＝2ax ，向的倾角为θ，物块a通过平行于传送带的
由牛顿第三定律可得，1物块对轨道的压力为N′＝30
N，方向向2下
(1分)
1
小物块匀减速直线运动的时间为t1，向左通过的位移为x1，传
x ＝0.2 m<3.2 m 动能定理既适用于
④
深刻理解功能关系，抓住两种命题情景搞突破：一是综合应用动能定理、机械能守恒定律和能量守恒定律，结合动力学方法解决多运动过程问题

高三物理一轮复习课件：5.4.1功能关系的理解和应用(共16张PPT)

使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度。
木箱获得的动能一定 ( )
A.小于拉力所做的功
B.等于拉力所做的功
C.等于克服摩擦力所做的 D.大于克服摩擦力所做的功
例 2.(2018·全国卷 I T18) 如图,abc 是竖直面内的光滑固定轨道,ab 水平,长度为 2R;bc 是半径为 R 的四分之一圆弧,与 ab 相切于 b 点。一质量为 m 的小球,始终受到与重力大小相等的水平外力的作用,自 a 点处从静止开始向右运动。重力加速度大小为 g。小球从 a 点开始运动到其轨迹最高点,机械能的增量为( )
机械能的关系： W 其他＝ΔE 机． (5)克服滑动摩擦力做功与内能的关系：Ffl 相对＝ΔE 内．
【特别提醒】 1．解决功能关系问题应该注意的两个方面 (1)分析清楚是什么力做功，并且清楚该力做正功，还是做负功；根据功能之间的一一对应关系，判定能的转化形式，确定能量之间的转化多少．
(2)也可以根据能量之间的转化情况，确定是什么力做功，尤其可以方便计算变力做功的多少．
一对摩擦力的总功方面
能量的转化
能量的转化
一对滑动摩擦力所做
一对静摩擦力所做的功功的代数和不为零，总
的代数和等于零
功 W＝－Ff·x 相对，即摩擦时产生的热量
相同点
正功、负功、两种摩擦力对物体可以做正功、负功，还可以不
不做功方面
做功
例1、(2018·全国卷II ·T14)如图,某同学用绳子拉动木箱,
小结
一、对功能关系的理解二、常见的功能关系
(1)合外力做功与动能的关系： W合＝ΔEk. (2)重力做功与重力势能的关系：WG＝－ΔEp. (3)弹力做功与弹性势能的关系：W弹＝－ΔEp. (4)除重力(或系统内弹力)以外其他力做功与

功能关系-ppt课件

(1)滑块与木板间的摩擦力大小Ff；
(2)滑块下滑的高度h；
(3)滑块与木板相对滑动过程中产生的热量Q。
解：(2)对滑块，由牛顿第二定律：Ff＝ma2
由运动学公式： v=v0-a2t
知行合一格物致知
解得：h＝0.45m

由机械能守恒定律： mgh = mv02
如图所示，在光滑水平地面上放置质量M＝2 kg的长木板，木板上表
表面与固定的光滑弧面相切。一质量m＝1 kg的小滑块自弧面上高h处由
静止自由滑下，在木板上滑行t＝1 s后，滑块和木板以共同速度v＝1 m/s
匀速运动，g取10 m/s2。求：
(1)滑块与木板间的摩擦力大小Ff；
(2)滑块下滑的高度h；
(3)滑块与木板相对滑动过程中产生的热量Q。
解：(1)对木板，由牛顿第二定律： Ff＝Ma1
知行合一格物致知
倾斜传送带从底端传送物体（初速度为零），且能与
皮带共速，则传送物体多做的功是多少？
由能量守恒定律可知：
W多＝ Q +ΔEk+ΔEP
=

+(皮 −

物) +
说一说你学到了什么？
电动机就是消耗电能的机器，消耗的电能转
化为了其他形式能
例11、如图所示，绷紧的传送带与水平面的夹角 θ＝30°，传送带
时，小车运动的距离为。在这个过程中，
以下结论正确的是（
A
）
A．小物块到达小车最右端时具有的动能为 − +
B．小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为
C．小物块克服摩擦力所做的功为
D．小物块和小车发生相对滑动，摩擦产生的内能为
例9、如图所示，在光滑水平地面上放置质量M＝2 kg的长木板，木板上

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联立①②式，取 M＝m 并代入题给数据得 vB＝ 6gl③(1 分) 若 P 能沿圆轨道运动到 D 点，其到达 D 点时的向心力不能小于重力，即 P 此时的速度大小 v 应满足 mlv2－mg≥0④(1 分) 设 P 滑到 D 点时的速度为 vD，由机械能守恒定律得 12mvB2＝12mvD2＋mg·2l⑤(2 分)
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联立③⑤式得
vD＝ 2gl⑥(1 分) vD 满足④式要求，故 P 能运动到 D 点，并从 D 点以速度 vD 水平射出．设 P 落回到轨道 AB 所需的时间为 t，由运动学公式得
2l＝12gt2⑦(2 分)
P 落回到 AB 上的位置与 B 点之间的距离为
第五章--微专题五--功能关系应用问题的规范解答
[案例剖析]
[典例] (20 分)(2016·高考全国卷 Ⅱ)轻质弹簧原长为 2l，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为 5m 的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为 l.现将该弹簧水平放置，一端固定在 A 点，另一端与物块 P 接触但不连接．AB 是长度为 5l 的水平轨道，B 端与半径为 l 的光滑半圆轨道 BCD 相切，半圆的直径 BD 竖直，如图所示．物块 P 与 AB 间的动摩擦因数 μ＝ 0.5.用外力推动物块 P，将弹簧压缩至长度 l，然后放开，P 开始沿轨道运动．重力加速度大小为 g.
1 2MvB
2≤Mgl⑪(2
分)
联立①②⑩⑪式得
53m≤M<52m.⑫(2 分) Nhomakorabea[答案] (1) 6gl 2 2l
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(2)53m≤M<52m
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[评分细则] 第(1)问： ②式写成 5mgl＝12MvB2＋μMg·4l，结果正确不影响得分 ④式条件不出现，而在⑥式后说明不影响得分第(2)问： ⑩⑪式若用“等式”解得结果后说明，只要正确就不会失分 ⑩⑪式若漏掉其中一个情景，会在结果⑫式中减分若⑫式中“≤”号写成“＜”号，会扣掉 1 分
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解析：(1)物块 A 落到木板上之前做平抛运动，竖直方向有 2g(H－h)＝vy 2(1 分) 得 vy＝2 m/s(1 分) 物块 A 落到木板上时速度大小 v＝sinv3y 0°＝4 m/s.(2 分) (2)由木板恰好静止在斜面上，得到斜面与木板间的动摩擦因数 μ0 应满足：mgsin 30°＝μ0mgcos 30°(1 分) 得 μ0＝tan 30°＝ 33(1 分) 物块 A 在木板上滑行时，由牛顿第二定律，以 A 为研究对象：
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最后恰好能脱离弹簧，且弹簧被压缩时一直处于弹性限度内，最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，取重力加速度 g＝ 10 m/s2，不计空气阻力．求：
(1)物块 A 落到木板上的速度大小 v； (2)弹簧被压缩到最短时的弹性势能．
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s＝vDt⑧(2 分) 联立⑥⑦⑧式得
s＝2 2l⑨(1 分)
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(2)为使 P 能滑上圆轨道，它到达 B 点时的速度应大于零．由① ②式可知
5mgl>μMg·4l⑩(2 分) 要使 P 仍能沿圆轨道滑回，P 在圆轨道的上升高度不能超过半圆轨道的中点 C.由机械能守恒定律有
v0＝ 2xH/g＝2 m/s.(2 分)
(2)煤块运动至 P 点恰好离开传送带的临界条件是：它在 P 点做
圆周运动且恰好不受到传送带的支持力，因此有
mg＝mRvP
2
，
vP＝v0(2 分)
解得
R＝vg0
2
＝0.4
m．(2
分)
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(3)根据功能关系，在传送带传送煤块过程中，电动机多做的功等于该过程煤块动能的增量 ΔEk 与由于摩擦生热而产生的内能 Q 之和，即 W＝ΔEk＋Q.(2 分) 其中 ΔEk＝12mv0 2(2 分) Q＝μmg(x 传－x 煤)＝μmg(v0·μvg0－v20μvg0)＝12mv0 2(2 分) 解得 W＝2 J．(2 分) 答案：(1)2 m/s (2)0.4 m (3)2 J
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[满分规范练]
1．(14 分)如图所示，足够长的水平传送带在电动机的带动下匀速转动．现有一可视为质点，质量 m＝0.5 kg 的煤块落在传送带左端(不计煤块落下的速度)，煤块在传送带的作用下达到传送带的速度后从右轮轴正上方的 P 点恰好离开传送带做平抛运动，正好落入运煤车车厢中心点 Q.已知煤块与传送带间的动摩擦因数 μ＝ 0.8，P 点与运煤车底板间的竖直高度 H＝1.8 m，与运煤车车厢底板中心点 Q 的水平距离 x＝1.2 m，g 取 10 m/s2，求：
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2．(20 分)如图所示，一斜面体固定在水平地面上，倾角为 θ＝ 30°、高度为 h＝1.5 m，一薄木板 B 置于斜面顶端，恰好能保持静止，木板下端连接有一根自然长度为 l0＝0.2 m 的轻弹簧，木板总质量为 m＝1 kg、总长度为 L＝2.0 m．一质量为 M＝3 kg 的小物块 A 从斜面体左侧某位置水平抛出，该位置离地高度为 H＝1.7 m，物块 A 经过一段时间后从斜面顶端沿平行于斜面方向落到木板上并开始向下滑行．已知 A、B 之间的动摩擦因数为 μ＝ 23，木板下滑到斜面底端碰到挡板时立刻停下，物块 A
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(1)传送带的速度大小 v0； (2)右轮半径 R； (3)由于传送煤块，电动机多做的功 W.
[案例剖析] [满分规范练] 章末检测
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解析：(1)煤块最终将与传送带一起匀速运动，故传送带的速度
v0 等于煤块运动到 P 点后做平抛运动的初速度