《物理一轮精品复习学案：5.4功能关系能量守恒定律(必修2)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理一轮精品复习学案：5.4功能关系能量守恒定律(必修2)（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 4 节 功能关系 能量守恒定律【考纲全景透析】一、功能关系1.功和能(1) 功是 _的量度，即做了多少功就有多少_发生了转化 .(2) 做功的过程一定伴随着_，而且 _ 必须通过做功来实现.【答案】 能量转化能量的转化能量的转化能量2.常见的几种功能对应关系(1) 合外力做功等于物体动能的改变，即W 合 =Ek2-Ek1=Ek.(动能定理 )(2) 重力做功等于物体重力势能的改变，即W G=E p1-Ep2=- Ep.(3) 弹簧弹力做功等于弹性势能的改变，即W F=E p1-Ep2=- Ep.(4) 除了重力和弹簧弹力之外的其他力所做的总功，等于物体机械能的改变，即W 其他力 =E 2-
2、E1=E.(功能原理 )二、能量守恒定律1.内容 :能量既不会凭空_，也不会凭空消失，它只能从一种形式_为另一种形式，或者从一个物体 _到别的物体，在 _的过程中，能量的总量 _.2.表达式：E 减=_.【答案】 产生转化转移转化或转移保持不变E 增【热点难点全析】考点一利用动能定理分析功能和能量变化的问题1.动能的改变量、机械能的改变量分别与对应的功相等.2.重力势能、弹性势能、电势能的改变量与对应的力做的功数值相等，但符号相反.3搞清不同的力做功对应不同形式的能的改变对应不同形不同的力做功定量的关系式能的变化合外力对物体做功等于物体动能的增量合外力的功 ( 所有外力的功 )动能变化W合 E
3、k2 Ek1重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力重力的功重力势能变化势能增加 WGEp Ep1 Ep2第 1 页（共 15 页）弹力做正功，弹性势能减少；弹力做负功，弹性弹簧弹力的功弹性势能变化势能增加 W E E E弹pp1p2只有重力、弹簧弹力的功不引起机械能变化机械能守恒E 0除重力和弹力之外的力做多少正功，物体的机械除重力和弹力之外的力做的功机械能变化能就增加多少； 除重力和弹力之外的力做多少负功，物体的机械能就减少多少W除 G、弹力外 E电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电电场力的功电势能变化势能增加 W电 Ep作用于系统的一对滑动摩擦力一定做负功，系统一对滑动摩擦力的总
4、功内能变化内能增加 Q F lf相对【例 1】如图所示，卷扬机的绳索通过定滑轮用力F 拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移动在移动过程中，下列说法正确的是() A F 对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和B F 对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和C木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力势能D F 对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和【答案】 CD【详解】 木箱加速上滑的过程中，拉力F 做正功，重力和摩擦力做负功支持力不做功，由动能定理得：12WFWG Wf 2mv 0.即 WF WG Wf1mv2， A、 B 错误； 2又因克
5、服重力做功WG等于物体增加的重力势能，所以 WFEpEk Wf，故 D 正确，又由重力做功与重力势能变化的关系知C也正确考点二对能量守恒定律的理解和应用1. 列能量守恒定律方程的两条基本思路：第 2 页（共 15 页）(1) 某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等；(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和增加量一定相等2. 应用能量守恒定律解题的步骤(1)分清有多少形式的能 如动能、势能 ( 包括重力势能、弹性势能、电势能) 、内能等 在变化；(2)明确哪种形式的能量增加，哪种形式的能量减少，并且列出减少的能量E 减 和增加的能量E 增 的
6、表达式；(3)列出能量守恒关系式：E 减 E 增【例 2】一物块放在如图所示的斜面上, 用力 F 沿斜面向下拉物块，物块沿斜面运动了一段距离，若已知在此过程中，拉力 F 所做的功为 A，斜面对物块的作用力所做的功为B，重力做的功为 C，空气阻力做的功为D，其中 A、 B、 C、 D的绝对值分别为100 J 、 30 J 、 100 J 、20 J，则(1) 物块动能的增量为多少？(2) 物块机械能的增量为多少？【答案】 (1)150 J(2)50 J【详解】 (1) 在物块下滑的过程中，拉力F 做正功，斜面对物块有摩擦力，做负功，重力做正功，空气阻力做负功 . 根据动能定理，合外力对物块做的功
7、等于物块动能的增量，则Ek=W合 =A+B+C+D=100 J+(-30 J)+100 J+(-20 J)=150 J(5分 )(2) 根据功能关系，除重力之外的其他力所做的功等于物块机械能的增量，则E 机 =A+B+D=100 J+(-30 J)+(-20 J)=50 J (5分 )考点三摩擦力做功的特点及应用类别静摩擦力滑动摩擦力比较在静摩擦力做功的过程中，只不有机械能从一个物体转移到另1. 相互摩擦的物体通过摩擦力做功，将部分机械能能量转化的方一个物体 ( 静摩擦力起着传递从一个物体转移到另一个物体同2部分机械能转化为内能，此部分能量就是系统面机械能的作用 ) ，而没有机械能点机械能的损
8、失量转化为其他形式的能量第 3 页（共 15 页）一对摩擦力做一对静摩擦力所做功的代数和一对相互作用的滑动摩擦力对物体系统所做的总功方面等于零功总为负值，系统损失的机械能转变成内能相同做功方面两种摩擦力都可以对物体做正功，做负功，还可以不做功点【例 3】如图所示，木块A 放在木块B 的左端，用恒力F 将 A 拉至 B 的右端，第一次将B 固定在地面上，F 做功为 W ，生热为Q ；第二次让B 可以在光滑地面上自由滑动，仍将A 拉到 B 右端，这次F 做功为11W ，生热为Q ；则应有() 22A W1W2， Q1 Q2BW1 W2， Q1 Q2C W1W2， Q1Q2D W1 W2， Q1Q2
9、【答案】A【详解】拉力 F 做的功直接由公式WFl cos 求得，其中l 是物体对地的位移，所以W1W2，滑动摩擦力做功过程中产生的内能等于系统克服摩擦力做的功，即E QFf d 相对 ，其中 d 相对 表示物体之间的相对位移，在这里是B 的长度，所以Q1 Q2.【高考零距离】【 2012 年】1.(2012 四川） 21.如图所示，劲度系数为k 的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上的质量为m 的物体接触（未连接），弹簧水平且无形变。用水平力F 缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了 x0，此时物体静止。撤去F 后，物体开始向左运动，运动的最大距离为4x0.物体与水平面间的动摩擦
10、因素为 ，重力加速度为g。则A. 撤去 F 后，物体先做匀加速运动，在做匀减速运动B. 撤去 F 后，物体刚运动时的加速度为kx 0/m- gC.物体做匀减速运动的时间为2 x0 /g第 4 页（共 15 页）D. 物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为mgmg x0k【详解】撤去F 后，在物体离开弹簧的过程中，弹簧弹力是变力，物体先做变加速运动，离开弹簧之后做匀变速运动，故A 错；刚开始时，由kx0- mg=ma可知 B 正确；离开弹簧之后做匀减速运动，减速时间满足 3x0=a1t2/2 ，a1=g则 t= 6x0 / g ，从而 C 错；速度最大时合力为零， 此时弹簧弹力F=
11、mg=kx，x=mg/k，mg x0mg所以物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为W fmg x0 xk，=D 正确。正确答案： BD2.（ 2012 江苏） 14（ 16 分）某缓冲装置的理想模型如图所示，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力恒为f ，轻杆向右移动不超过 l 时，装置可安全工作， 一质量为 m 的小车若以速度 v0 撞击弹簧， 将导致轻杆向右移动l/4 ，轻杆与槽间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计小车与地面的摩擦。（ 1）若弹簧的劲度系数为k，求轻杆开始移动时，弹簧的压缩量x；（ 2）为这使装置安全工作，允许该小车撞击的最大速度vm（ 3）讨论在装置安全工作时，该小车弹回速度v 与撞击速度v 的关mvl轻杆系14. 【答案】1F kx且 Ff 解得x（ ）轻杆开始移动时，弹簧的弹力fk（ 2）设轻杆移动前小车对弹簧所做的功为W ，则小车从撞击到停止的过程中，动能定理小车以 v 0 撞击弹簧时f . lW01 mv0242小车以 v m 撞击弹簧时flW01 mvm2
