功能关系能量守恒定律.ppt

备选训练:物体以60焦耳的初动能，从A点出发竖直向上抛出，在运动过程中空气阻力大小保持不变，当它上升到某一高度的过程中，物体的动能减少了50焦耳，而总的机械能损失了10焦耳，物体返回到A点时的动能大小等于____________焦耳.取A为零势能面，EPA=0ABh1EKA=60JEKB=10JEA=60JEB=50JCEKC=0Jh236J第53页,共59页，2024年2月25日，星期天例2、如图所示，传送带与水平面之间的夹角为θ＝30°，其上A、B两点间的距离为L＝5m，传送带在电动机的带动下以v＝1m/s的速度匀速运动，现将一质量为m＝10kg的小物体(可视为质点)轻放在传送带的A点，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数μ＝/2，在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中，求：(g取10m/s2)(1)传送带对小物体做的功；(2)电动机多做的功．答案：(1)255J(2)270J第54页,共59页，2024年2月25日，星期天解析：(1)根据牛顿第二定律μmgcosθ－mgsinθ＝ma知，物块上升加速度为a＝g＝2.5m/s2，当物块的速度为v＝1m/s时，位移是x＝＝0.2m，然后物块将以v＝1m/s的速度完成4.8m的路程，由功能关系得：W＝ΔEk＋ΔEp＝mglsinθ＋mv2＝255J.(2)电动机做功使小物体机械能增加，同时小物体与传送带间因摩擦产生热量Q，由v＝at得t＝＝0.4s，相对位移x′＝vt－t＝0.2m，摩擦热Q＝μmgx′cosθ＝15J，故电动机做的功为W电＝W＋Q＝270J.第55页,共59页，2024年2月25日，星期天练习：电动机带动水平传送带始终以速度v匀速传动，一质量为m的小工件由静止轻放在传送带上，若小工件与传送带之间的动摩擦因数为μ，传送带足够长，如图所示，从小工件放上传送带到与传送带保持相对静止的过程中（）答案ACD第56页,共59页，2024年2月25日，星期天第57页,共59页，2024年2月25日，星期天例4、如图所示，有一个可视为质点的质量m＝1kg的小物块，从光滑平台上的A点以v0＝1.8m/s的初速度水平抛出，到达C点时，恰好沿C点的切线方向进入固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道，最后小物块无碰撞地滑上紧靠轨道末端D点的足够长的水平传送带．已知传送带上表面与圆弧轨道末端切线相平，传送带沿顺时针方向匀速运行的速度为v＝3m/s，小物块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，圆弧轨道的半径为R＝2m，C点和圆弧的圆心O点连线与竖直方向的夹角θ＝53°，不计空气阻力，重力加速度g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6.求：(1)小物块到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力；(2)小物块从滑上传送带到第一次离开传送带的过程中产生的热量．答案(1)22.5N，方向竖直向下(2)32J第58页,共59页，2024年2月25日，星期天感谢大家观看第59页,共59页，2024年2月25日，星期天例3、如图所示，绷紧的传送带与水平面的夹角θ＝30°，皮带在电动机的带动下，始终保持v0＝2m/s的速率运动，现把一质量为m＝10kg的工件(可看做质点)轻轻放在皮带的底端，经过时间t＝1.9s，工件被传送到h＝1.5m的高处，取g＝10m/s2，求：(1)工件与传送带间的动摩擦因数；(2)电动机由于传送工件多消耗的电能．第21页,共59页，2024年2月25日，星期天第22页,共59页，2024年2月25日，星期天(2)根据能量守恒的观点，显然电动机多消耗的电能用于增加工件的动能、势能以及克服传送带与工件之间发生相对位移时摩擦力做功产生的热量．在时间t1内，皮带运动的位移x皮＝v0t1＝1.6m在时间t1内，工件相对皮带的位移x相＝x皮－x1＝0.8m第23页,共59页，2024年2月25日，星期天当堂训练：讲与练例3第24页,共59页，2024年2月25日，星期天第25页,共59页，2024年2月25日，星期天应用功能关系解题的一般步骤：(1)分清有几种形式的能在变化，如动能、势能(包括重力势能、弹性势能、电势能)、内能等．(2)明确哪种形式的能量增加，哪种形式的能量减少，并且列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式．(3)列出能量守恒关系式：ΔE减＝ΔE增．五、功能关系的综合应用第26页,共59页，2024年2月25日，星期天例1、如图所示，质量为m