人教版高中物理必修第二册精品课件 第8章 机械能守恒定律 专题提升十 功能关系及其应用.ppt

123C2.(功能关系)(2024黑龙江绥化期末)如图所示的装置中,木块B静止在光滑的水平面上,子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内,将弹簧压缩到最短。现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统),则此系统在子弹开始射入到弹簧被压缩至最短的整个过程中()A.机械能守恒,子弹减少的动能等于弹簧增加的势能B.机械能不守恒,子弹减少的动能等于系统产生的内能C.机械能不守恒,子弹减少的动能等于系统产生的内能与弹簧弹性势能的增加量之和D.机械能守恒,子弹减少的动能等于弹簧增加的势能与木块的动能之和123解析将子弹、木块、弹簧合在一起作为研究对象(系统),在子弹开始射入到弹簧被压缩至最短的整个过程中,由于系统要克服子弹与木块间的阻力做功,所以系统的机械能不守恒。子弹减小的动能最终转化为系统的内能与弹簧的弹性势能,由能量守恒定律知,子弹减少的动能等于系统产生的内能与弹簧的弹性势能的增加量,故A、B、D错误,C正确。123A3.(摩擦生热)(2024江苏苏州期末)足够长的水平传送带始终以恒定速度v匀速运动,某时刻一个质量为m的小物块由静止放到传送带上,在小物块与传送带间发生相对运动的过程中,滑动摩擦力对小物块做的功为W,小物块与传送带因摩擦产生的热量为Q,则下列判断正确的是()123解析对小物块进行分析可知,小物块先在滑动摩擦力作用下做匀加速直线运动,速度增大至与传送带相等时,与传送带保持相对静止做匀速直线运动,此后,小物块没有受到摩擦力作用,对小物块进行受力分析,根据动能定理学习目标1.理解重力、弹力、摩擦力和合力做功及其能量变化的关系。(物理观念)2.能运用各种功能关系解决问题。(科学思维)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点一摩擦生热的有关计算典例剖析【例题1】如图所示,质量为m0、长为l0的木板静止放置于光滑地面上,一质量为m的物块以速度v0从左端冲上木板,物块和木板间的滑动摩擦力大小为Ff。当物块滑至木板最右端时,两者恰好达到共同速度v,且此时木板位移为l。(1)此过程中物块的位移大小为多少?对物块列出动能定理表达式。(2)对木板列出动能定理的表达式。(3)一对摩擦力对系统做的功为多少?(用Ff、l0表示);系统动能变化量为多少?(用m0、m、v0、v表示);系统摩擦力做功的过程中产生的热量是多少?(用m0、m、v0、v表示),产生的热量与一对滑动摩擦力对系统做功的大小相等吗?这说明什么?解析(1)物块位移大小x=l+l0,由动能定理得可知,摩擦产生的热量与一对滑动摩擦力对系统做功的大小相等,故有Ffl相对=Q(l相对指相对路程)。方法技巧摩擦生热问题1.系统内一对静摩擦力对物体做功时,由于相对位移为零而没有内能产生,只有物体间机械能的转移。2.作用于系统的滑动摩擦力和物体间相对滑动的距离的乘积,在数值上等于滑动过程产生的内能。即Q=F滑x相对,其中F滑必须是滑动摩擦力,x相对必须是两个接触面的相对滑动距离(或相对路程)。对点演练D1.如图所示,木块静止在光滑水平桌面上,一子弹(可视为质点)水平射入木块的深度为d时,子弹与木块相对静止,在子弹入射的过程中,木块沿水平桌面移动的距离为x,木块对子弹的平均阻力大小为Ff,那么在这个过程中,下列说法不正确的是()A.木块的动能增量为FfxB.子弹的动能减少量为Ff(x+d)C.系统的机械能减少量为FfdD.系统产生的热量为Ff(x+d)解析子弹对木块的作用力大小为Ff,木块相对于桌面的位移为x,则子弹对木块做功为Ffx,根据功能关系,木块动能的增量等于子弹对木块做的功,即为Ffx,故A正确;木块对子弹的阻力做功为W=-Ff(x+d),根据功能关系可知,子弹动能的减少量等于子弹克服阻力做的功,大小为Ff(x+d),故B正确;子弹相对于木块的位移大小为d,则系统克服阻力做功为Ffd,根据功能关系可知,系统机械能的减少量为Ffd,产生的热量为Ffd,故C正确,D错误。探究点二几种典型的功能关系知识归纳1.功是能量转化的量度不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的。做功的过程就是各种形式的能量之间转化(或转移)的过程。且做了多少功,就有多少能量发生转化(或转移),因此,功是能量转化的量度。2.常见的几种功能关系功能的变化表达式重力做功正功重力势能减少重力势能变化WG=-ΔEp或WG=Ep1-Ep2负功重力势能增加弹力做功正功弹性势能减少弹性势能变化W弹=-ΔEp或W弹=Ep1-Ep2负功弹性势能增加合力做功正功动能增加动能变化W合=ΔEk或W合=Ek2-E