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第2講 機械能守恒定律 功能關(guān)系,,核心考點聚焦,,熱點考向例析,如圖所示，水平傳送帶順時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速v0＝2 m/s，左右兩端長L＝6 m．傳送帶左端有一頂端高為h＝1.8 m的光滑斜面軌道，斜面底端有一小段圓弧與傳送帶平滑連接．傳送帶右端有一豎直放置的光滑圓弧軌道MNP，半徑為R，M、O、N在同一豎直線上，P點到傳送帶頂端的豎直距離也為R.一質(zhì)量為m＝0.6 kg的物塊自斜面的頂端由靜止釋放，之后從傳送帶右端水平拋出，并恰好由P點沿切線落入圓弧軌道，已知物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.4，OP連線與豎直方向夾角θ＝60.(g取10 m/s2)求：,考向一 機械能守恒定律的應(yīng)用,解決機械能守恒綜合題目的一般方法 (1)對物體進行運動過程的分析，分析每一運動過程的運動規(guī)律． (2)對物體進行每一過程中的受力分析，確定有哪些力做功，有哪些力不做功，哪一過程中滿足機械能守恒定律的條件． (3)分析物體的運動狀態(tài)，根據(jù)機械能守恒定律及有關(guān)的力學(xué)規(guī)律列方程求解．,[題組訓(xùn)練] 1．靜止在地面上的物體在豎直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力．不計空氣阻力，在整個上升過程中，物體機械能隨時間變化關(guān)系是( ),如圖所示，水平傳送帶兩端點A、B間的距離為L，把一個小物體放到右端的A點，某人用水平向左的恒力F使小物體以速度v1勻速滑到左端的B點，拉力F所做的功為W1、功率為P1，這一過程中物體和傳送帶之間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為Q1(這一過程中傳送帶始終靜止)．隨后讓傳送帶以v2的速度逆時針勻速運動，此人仍用相同的水平向左恒力F拉物體，使它以相對傳送帶為v1的速度勻速從A滑行到B，這一過程中，拉力F所做的功為W2、功率為P2，物體和傳送帶之間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為Q2.下列關(guān)系中正確的是( ),考向二 功能關(guān)系的應(yīng)用,A．W1＝W2，P1＜P2，Q1＝Q2 B．W1＝W2，P1＜P2，Q1＞Q2 C．W1＞W(wǎng)2，P1＝P2，Q1＞Q2 D．W1＞W(wǎng)2，P1＝P2，Q1＝Q2,(1)功能關(guān)系的應(yīng)用“三注意” ①分清是什么力做功，并且分析該力做正功還是做負功；根據(jù)功能之間的對應(yīng)關(guān)系，判定能的轉(zhuǎn)化形式，確定能量之間的轉(zhuǎn)化情況． ②也可以根據(jù)能量之間的轉(zhuǎn)化情況，確定是什么力做功，尤其可以方便計算變力做功的多少．,,[題組訓(xùn)練] 1．(多選)在大型物流貨場，廣泛應(yīng)用著傳送帶搬運貨物．如圖甲所示，與水平面傾斜的傳送帶以恒定速率運動，皮帶始終是繃緊的，將m＝1 kg的貨物放在傳送帶上的A處，經(jīng)過1.2 s到達傳送帶的B端．用速度傳感器測得貨物與傳送帶的速度v隨時間t變化圖象如圖乙所示，已知重力加速度g＝10 m/s2，由v－t圖可知( ),解析： 由圖乙可計算出，貨物在前0.2 s運動的距離L1＝0.2 m，在0.2～1.2 s內(nèi)移動的距離L2＝3 m，所以A、B兩點距離L＝L1＋L2＝3.2 m，A錯誤；從圖象上看，前0.2 s貨物的加速度a1＝10 m/s2，0.2～1.2 s內(nèi)貨物的加速度a2＝2 m/s2，根據(jù)受力情況，可知ma1＝mgsin θ＋μmgcos θ，ma2＝mgsin θ－μmgcos θ，解得μ＝0.5，B正確；同時還解得摩擦力Ff＝μmgcos θ＝4 N，前0.2 s摩擦力做功W1＝FfL1＝0.8 J，在0.2～1.2 s內(nèi)摩擦力做功W2＝－FfL2＝－12 J，摩擦力對貨物做的總功W1＋W2＝－11.2 J，C錯誤；從圖象可求得相對位移L相＝1.2 m，摩擦產(chǎn)生的熱量Q＝1.24 J＝4.8 J，D正確． 答案： BD,(2015河南實驗中學(xué)模擬)如圖所示，在絕緣的斜面上方存在著沿水平向右的勻強電場，斜面上的帶電金屬塊沿斜面滑下．已知在下滑的過程中，金屬塊動能增加了12 J，金屬塊克服摩擦力做功8 J，重力做功24 J，下列判斷中正確的是( ) A．金屬塊帶負電 B．金屬塊克服電場力做功8 J C．金屬塊的機械能減少12 J D．金屬塊的電勢能減少4 J,考向三 功能關(guān)系在電磁學(xué)中的應(yīng)用,解析： 設(shè)重力做功為WG，克服摩擦力做功Wf，電場力做功W，由動能定理WG＋W－Wf＝ΔEk，解得電場力做功W＝－4 J，所以電場力做負功，由于斜面上的帶電金屬塊沿斜面滑下故金屬塊帶正電，A、B選項錯誤；除重力外的其他外力做功W－Wf＝－12 J，故金屬塊的機械能減少12 J，C選項正確；電場力做負功，金屬塊的電勢能增加，D選項錯誤． 答案： C,1．電場中的功能關(guān)系 (1)若只有電場力做功，電勢能與動能之和保持不變． (2)若只有電場力和重力做功，電勢能、重力勢能、動能之和保持不變． (3)所有外力對物體所做的功等于物體動能的變化． 2．在解決電磁學(xué)中功能關(guān)系問題時應(yīng)注意以下幾點 (1)洛倫茲力在任何情況下都不做功． (2)電場力做功與路徑無關(guān)，電場力做的功等于電勢能的變化． (3)力學(xué)中的幾個功能關(guān)系在電磁學(xué)中仍然成立．,[題組訓(xùn)練] 1．地球表面附近某區(qū)域存在大小為150 N/C、方向豎直向下的電場．一質(zhì)量為1.0010－4 kg、帶電荷量為－1.0010－7 C的小球從靜止釋放，在電場區(qū)域內(nèi)下落10.0 m．對此過程，該小球的電勢能和動能的改變量分別為(重力加速度大小取9.80 m/s2，忽略空氣阻力)( ) A．－1.5010－4 J和9.9510－3 J B．1.5010－4 J和9.9510－3 J C．－1.5010－4 J和9.6510－3 J D．1.5010－4 J和9.6510－3 J,解析： 根據(jù)功能關(guān)系解決問題． 小球下落過程中，電場力做負功，電勢能增加，增加的電勢能 ΔEp＝qEh＝1.0010－715010.0 J＝1.5010－4 J. 由動能定理知，動能的改變量為合外力做的功，則動能改變量 ΔEk＝(mg－qE)h＝(1.0010－49.8－1.0010－7150)10.0 J＝9.6510－3 J. 答案： D,,真題高效演練,,,謝謝觀看！,