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1、第 4 讲 功能关系、能的转化和守恒定律,考点 1,能量转化和守恒定律,转移,不变,1内容：能量既不会消失，也不会创生它只能从一种形 式转化为另一种形式，或者从一个物体_到另一个物体，而 在转化和转移的过程中，能量的总量保持_ 2能量转化及守恒的两种表述 (1)某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减 少量等于增加量,(2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加， 且减少量等于增加量 3对能量转化及守恒的理解：每一种运动形式都对应一种 能量形式，通过力做功，不同形式的能可以相互转化 1(双选)行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下； 流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰；降落伞在
2、空中匀速下降； 条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流上述,不同现象中所包含的相同的物理过程是(,),A物体克服阻力做功,B物体的动能转化为其他形式的能量 C物体的势能转化为其他形式的能量 D物体的机械能转化为其他形式的能量,解析：汽车制动，受摩擦阻力减速，克服摩擦力做功，机 械能转化而内能流星坠落，受空气阻力，机械能转化为内能 降落伞在空中匀速下降，受空气阻力，重力势能减小，转化为 内能条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，由于电磁感应， 受到磁场力的阻碍作用，把机械能转化为电能所以 A、D 两 项正确,答案：AD,考点 2,功和能的关系,1功是能量转化的量度，做功的过程是能量转化的过
3、程， 做了多少功，就有多少能量发生转化；反之，转化多少能量就 说明做了多少功 2常见的功与能的转化关系如下表所示：,2(单选)(2010 年佛山模拟)在奥运比赛项目中，高台跳水 是我国运动员的强项质量为 m 的跳水运动员进入水中后受到 水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为 F，那么在 他减速下降高度为 h 的过程中，下列说法正确的是(g 为当地的,重力加速度)(,),D,A他的动能减少了 Fh B他的重力势能增加了 mgh C他的机械能减少了(Fmg)h D他的机械能减少了 Fh 解析：由动能定理，EkmghFh，动能减少了 Fhmgh， A 不正确；他的重力势能减少了 mgh，B 错
4、误；他的机械能减 少了EFh，C 错误、D 正确,考点 3,摩擦力做功与机械能、内能之间的转化关系,1静摩擦力做功的特点 (1)静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功 (2)相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零 (3)静摩擦力做功时，只有机械能的相互转移，不会转化为 内能 2滑动摩擦力做功的特点 (1)滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功 (2)相互间存在滑动摩擦力的系统内，一对滑动摩擦力做功 将产生两种可能效果： 机械能全部转化为内能；,有一部分机械能在相互摩擦的物体间转移，另外部分转 化为内能 (3)摩擦生热的计算：QFf s相对 3一木块静止在光滑水平面上，被水
5、平方向飞来的子弹击 中，子弹进入木块的深度为 2 cm，木块相对于桌面移动了 1 cm， 设木块对子弹的阻力恒定，则产生的热能和子弹损失的动能之 比是多少？,热点 1,判断过程中力做功和能量转化,【例 1】一质量为 M2.0 kg 的小物块随足够长的水平传送 带一起运动，被一水平向左飞来的子弹击中并从物块中穿过， 如图 541 甲所示地面观察者纪录了小物块被击中后的速 度随时间变化的关系如图乙所示(图中取向右运动的方向为正 方向)已知传送带的速度保持不变，g 取 10 m/s2. 甲,乙,图 541,(1)指出传送带速度 v 的方向及大小，说明理由 (2)计算物块与传送带间的动摩擦因数.,(3
6、)计算传送带对外做了多少功？子弹射穿物块后系统有多 少能量转化为内能？,解决这类问题一定要审清题意，分析清楚物体 的运动过程，以及过程中力做功的情况明确力做功对应的能 量转化，以及能量转化中什么能转化为什么能例如：自由落 体运动中，重力对物体做正功，重力势能减少；物体受的合外 力即是重力，合外力做功对应动能的增加，所以重力做多少功， 则动能增加多少从能转化来看是重力做功把重力势能转化为 动能，而总的机械能不变,B软绳重力势能共减少了 mgl,1(双选)(2010 年山东卷)如图 542 所示，倾角30 的粗糙斜面固定在地面上，长为 l、质量为 m、粗细均匀、质量 分布均匀的软绳置于斜面上，其上
7、端与斜面顶端齐平用细线 将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚,),BD,好全部离开斜面(此时物块未到达地面)，在此过程中 ( A物块的机械能逐渐增加 C物块重力势能的减少等于软绳克 服摩擦力所做的功,D软绳重力势能的减少小于其动能 的增加与克服摩擦力所做功之和,图 542,热点 2,能量转化中的多过程问题,(1)滑环第一次通过圆弧轨道 O2的最低点 F 时对轨道的压,力；,(2)滑环通过圆弧轨道 O1 最高点 A 的次数； (3)滑环克服摩擦力做功所通过的总路程,图 543,(3)由题意可知得：滑环最终只能在圆弧轨道 O2 的 D 点下 方来回运动，即到达 D 点速度为零，由
8、能量守恒得：,解得滑环克服摩擦力做功所通过的路程 s78 m. 这类问题审题要求高，一定要分清有哪些过 程，明确过程中力对什么做了功，引起了哪种能的转化，物体 系统中存在哪些能量形式，在转化中是哪种能转化为哪种能 即明确研究对象的能量来源与去向，根据能量守恒来列方程 这类问题虽然过程多，但分清了过程中的能量，对每一过程列 方程，再联立方程求解，问题就不会那么难,2(2009 年宁夏卷)两质量分别为 M1 和 M2 的劈 A 和 B，高 度相同，放在光滑水平面上，A 和 B 的倾斜面都是光滑曲面， 曲面下端与水平面相切，如图 544 所示，一质量为 m 的物 块位于劈 A 的倾斜面上，距水平面的
9、高度为 h.物块从静止滑下， 然后又滑上劈 B.求物块在 B 上能够达到的最大高度,图 544,易错点：滑动摩擦力做功转化为内能的问题 【例 1】(双选)如图 545 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，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(,),图 545,答案：BD,相对滑动的物体中，一对滑动摩擦力做功对两,个物体的位移不同，对两个物体做功也就不同，摩擦力乘以相 对位移等于摩擦中产生的内能在运用功能原理时要选定好对 象，并且分析清楚能量的来源与去向才不致出错,1飞机场上运送行李的装置为一水平放置的环形传送带， 传送带的总质量为 M，其俯视图如图 546 所示现开启电 动机，传送带达稳定运行的速度 v 后，将行李依次轻轻放到传 送带上若有 n 件质量均为 m 的行李需通过传送带运送给旅客 假设在转弯处行李与传送带无相对滑动，忽略皮带轮、电动机 损失的能量求从电动机开启，到运送完行李需要消耗的电能 为多少？,图 546,
