鲁科版高中物理必修第二册精品课件 第1章 功和机械能 习题课 功能关系及其应用 (2).ppt

针对训练2(多选)升降机底板上放一质量为100kg的物体,物体随升降机由静止开始竖直向上移动5m时速度达到4m/s,则此过程中(g取10m/s2)()A.升降机对物体做功5800JB.合外力对物体做功5800JC.物体的重力势能增加5000JD.物体的机械能增加800JAC学以致用·随堂检测全达标1234C123412342.(多选)如图所示,有三个斜面a、b、c,底边的长分别为L、L、3L,高度分别为3h、h、h。某物体与三个斜面间的动摩擦因数都相同,这个物体分别沿三个斜面从顶端由静止下滑到底端,三种情况相比较,下列说法正确的是()A.物体克服摩擦力做功3Wfa=3Wfb=WfcB.物体克服摩擦力做功Wfa=3Wfb=3WfcC.物体到达底端的动能Eka=3Ekb=3EkcD.物体到达底端的速度vavbvcAD1234解析设斜面和水平方向夹角为θ,斜面长度为s,则物体下滑过程中克服摩擦力做功为Wf=μmgscosθ,而scosθ即为底边长度,物体沿斜面下滑,由题图可确,B错误;设物体滑到底端时的速度为v,根据动能定理得mgH-μmgscosθ=Ek-0,所以Eka=3mgh-μmgL,Ekb=mgh-μmgL,Ekc=mgh-3μmgL,可知滑到底边时动能大小关系为EkaEkbEkc,故C错误;又因为Ek=mv2,所以vavbvc,故D正确。12343.(多选)从地面竖直向上抛出一物体,运动过程中,物体除受到重力外还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力F作用。以地面为零重力势能面,物体从抛出到落回地面的过程中,机械能E随路程s的变化关系如图所示,重力加速度大小取10m/s2。则()A.物体到达的最高点距地面的高度为1.0mB.外力F的大小为3.5NC.物体动能的最小值为1.0JD.物体的质量为0.4kgAD1234解析根据图像可知,物块总共的路程为s=2m,故上升的最大高度为1.0m,A正确;整个过程,由功能关系得Ek-Ek0=-Fs,根据图像可知Ek0=7J,Ek=1J,代入数据解得F=3N,B错误;物体到达最高点时速度为零,动能为零,故最小动能为零,C错误;由图像知s=1m时E=4J,此时动能为0,故Ep=E=4J,由Ep=mgh,得m=0.4kg,故D正确。12344.一质量m=0.6kg的物体以v0=20m/s的初速度从倾角α=30°的斜坡底端沿斜坡向上运动。当物体向上滑到某一位置时,其动能减少了ΔEk=18J,机械能减少了ΔE=3J。(不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2)求:(1)物体向上运动时加速度的大小;(2)物体返回斜坡底端时的动能。解析(1)设物体运动过程中所受的摩擦力为f,向上运动的加速度的大小为a,由牛顿第二定律可知设物体的动能减少ΔEk时,在斜坡上运动的距离为s,由功能关系可知ΔEk=(mgsinα+f)s,ΔE=fs联立上式,并代入数据可得a=6m/s2。1234(2)设物体沿斜坡向上运动的最大距离为sm,由运动学规律可得设物体返回斜坡底端时的动能为Ek,由动能定理得Ek=(mgsinα-f)sm联立以上各式,并代入数据可得Ek=80J。答案(1)6m/s2(2)80J学习目标1.理解重力、弹力、摩擦力和合外力做功及其能量变化的关系。(科学思维)2.能运用各种功能关系解决问题。(科学思维)思维导图重难探究·能力素养全提升目录索引学以致用·随堂检测全达标重难探究·能力素养全提升探究一摩擦生热及产生内能的有关计算情境导引如图所示,在光滑的水平面上,有一质量为m0的长木块以一定的初速度向右匀速运动,将质量为m的小铁块无初速度地轻放到长木块右端,小铁块与长木块间的动摩擦因数为μ,当小铁块在长木块上相对长木块滑动L时与长木块保持相对静止,此时长木块对地的位移为l。上述过程中:(1)小铁块和长木块的动能怎样变化?分别变化了多少?(2)系统的机械能和内能怎样变化?分别变化了多少?要点提示(1)对小铁块,根据动能定理有μmg(l-L)=mv2-0,其中(l-L)为小铁块相对地面的位移,从上式可看出ΔEkm=μmg(l-L),即小铁块的动能增加了μmg(l-L)。摩擦力对长木块做负功,根据功能关系,得ΔEkm0=-μmgl,即长木块的动能减少了μmgl。(2)系统机械能的减少量ΔE=μmgl-μmg(l-L)=μmgL。系统的总能量是守恒的,损失的机械能转化成了内能,所以内能增加量为E内=μmgL。知识归纳摩