2020-2021学年2.功图文ppt课件

这是一份2020-2021学年2.功图文ppt课件，共30页。PPT课件主要包含了对外做功，相互转化，能量转化，做了多少功，物体机械能的改变量，凭空产生，保持不变，图5-4-1，图5-4-2，图5-4-3等内容，欢迎下载使用。

1.能的概念一个物体能够　　　　　，这个物体就具有能量.2.规律各种不同形式的能量可以　　　　，而且在转化的过程中能量　　　.
3.功能关系做功的过程就是　　　　的过程，物体　　　　　就有多少形式的能　　　为其他形式的能.功是能量转化的　　　.(1)重力做正功，重力势能　　　；重力做负功，重力势能　　　.(2)弹力做　　　，弹性势能减少；弹力做　　　，弹性势能　　　.(3)除重力(或弹簧弹力)外，其他力做的总功等于　　　　　　　　　　.
4.能量既不会　　　　　，也不会凭空消失，它只能从一种形式　　　为另一种形式，或从一个物体　　　到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量　　　　　.
　　　　正确理解功能关系　　　如图5-4-1所示，质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面，其运动的加速度为　　g，此物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体(　)
A.重力势能增加了　mghB.重力势能增加了mghC.动能损失了mghD.机械能损失了mgh
　　设物体受到摩擦阻力为F，由牛顿第二定律得F+mgsin30°=　mg,解得F=　mg重力势能的变化由重力做功决定，故ΔEp=mgh动能的变化由合外力做功决定，故ΔEk=(F+mgsin30°)s=mas=　　　　　　　=　　mgh机械能的变化由重力以外的其他力做功决定，故ΔE机械=F·s=　　　　　=　mgh综合以上分析可知，B项正确.
　　(1)利用功能关系解题首先要搞清力对“谁”做功，引起哪种能量的转化，从而实现问题的转化.(2)“功是能量转化的量度”，但“功”不是“能”.
　　　　一个质量为m的物体以a=2g(g为当地的重力加速度)的加速度由静止竖直向上运动，则在此物体上升h高度的过程中，物体的( 　　 )A.动能增加了mghB.重力势能增加了mghC.机械能减少了2mghD.机械能增加了2mgh
物体具有 a=2g向上的加速度，根据牛顿第二定律：F-mg=2mg，得物体除重力外，还受到外力F=3mg作用，方向竖直向上．由动能定理知△Ek=W合=ma×h=2mgh，选项A错误；由重力做功WG=-mgh知，重力势能增加mgh，选项B正确；由W外=F×h=3mgh知，机械能增加3mgh，选项D错误．
　　　灵活应用功能关系 　倾斜雪道的长为25m，顶端高为15m，下端经过一小段圆弧过渡后与很长的水平雪道相接，如图5-4-2所示.一滑雪运动员在倾斜雪道的顶端以水平速度v0＝8m/s飞出，在落到倾斜雪道上时，运动员靠改变姿势进行缓冲使自己只保留沿斜面的分速度而不弹起.
除缓冲外运动员可视为质点，过渡轨道光滑，其长度可忽略.设滑雪板与雪道的动摩擦因数μ＝0.2，求运动员在水平雪道上滑行的距离(取g＝10m/s2).
　　如右图选坐标，斜面的方程为：y=xtanθ= x　①运动员飞出后做平抛运动x=v0t　　　　 ②y= gt2　　　 ③联立①②③式，得飞行时间t=1.2s
落点的x坐标：x1＝v0t＝9.6m落点离斜面顶端的距离：s1=　　　=12m落点距地面的高度：h1=(L-s1)sinθ=7.8m接触斜面前的x方向分速度：vx=8m/sy方向分速度：vy=gt=12m/s
沿斜面的速度大小为：vB=vxcsθ+vysinθ=13.6m/s设运动员在水平雪道上运动的距离为s2，由功能关系得：解得：s2＝74.8m
　　(1)熟悉几种常用的功能关系有利于对问题做出快速判断和求解，但不要混淆.(2)既可用“功”来量度“能”，也可用“能”来量度“功”，要注意问题的灵活转化.
　　　　如图5-4-3所示，一物体质量m=2kg.在倾角为θ=37°的斜面上的A点以初速度v0=3m/s下滑，A点距弹簧上端B的距离AB=4m.当物体到达B后将弹簧压缩到C点，最大压缩量BC=0.2m，然后物体又被弹簧弹上去，弹到的最高位置为D点，D点距A点AD=3m.挡板及弹簧质量不计，g取10m/s2.求：(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ.(2)弹簧的最大弹性势能Epm.
　　　功能关系和传送带问题　　　如图5-4-4所示，质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对静止这一过程，
下列说法正确的是( ) A.电动机做的功为　mv2B.摩擦力对物体做的功为mv2C.传送带克服摩擦力做的功为　mv2D.电动机增加的功率为μmgv
　　选D.由能量守恒，电动机做的功等于物体获得的动能和由于摩擦而产生的热量，故A错；对物体受力分析，知仅有摩擦力对物体做功，由动能定理知B错；传送带克服摩擦力做功等于摩擦力与传送带对地位移的乘积，而易知这个位移是木块对地位移的两倍，即W=mv2，故C错；由功率公式易知传送带增加的功率为 μmgv.故D对.
要把握功能关系，能量的增加是由做功引起的
　　　如图5-4-5所示，皮带的速度是3m/s，两圆心距离s=4.5m.现将m=1kg的小物体轻放到左轮正上方的皮带上，物体与皮带间的动摩擦因数为μ=0.15,电动机带动皮带将物体从左轮运送到右轮正上方时，电动机消耗的电能是多少？
　　　能量守恒定律的综合应用 　　　煤、石油、天然气等常规能源随着人类的开采正在急剧减少，并且造成了对生态环境的巨大破坏，因此，新型清洁能源的开发利用成为人类的重点课题.风能作为一种清洁能源，对环境的破坏小，可再生，将成为人类未来大规模应用的能源之一.
假设某地区的平均风速是6.0m/s，已知空气密度是1.2kg/m3,此地有一风车，它的车叶转动时可以形成半径为20m的圆面，假如这个风车能将此圆面内10%的气流动能转变为电能.问：(1)在圆面内，每秒冲击风车车叶的气流动能是多少？(2)这个风车平均每秒内发出的电能是多少？
　　先求出单位时间内与风车作用的风的体积.再求出质量，从而求出动能，最后结合效率和能量的转化求电能.(1)在1秒内，能和车叶发生作用的气流体积V=vS=vπr2,则这股气流的动能Ek=　mv2=　ρ·vπr2·v2=　ρπr2v3.将ρ、r、v值代入上式得Ek=1.63×105J(2)每秒得到的电能为E=ηEk=1.63×104J.
　　　　　推行节水工程的转动喷水“龙头”如图5-4-6所示，“龙头”距地面高h，可将水水平喷出，其喷灌半径可达10h.每分钟喷水量为m,所用的水从地下H深的井里抽取，设水以相同的速率喷出，水泵效率为η，不计空气阻力.试求：(1)水从喷水“龙头”喷出的初速度；(2)水泵每分钟对水做的功；(3)带动水泵的电动机的最小输出功率.