《2013届新课标高考物理总复习学案第五单元功和能第4节功能关系能量守恒定律》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2013届新课标高考物理总复习学案第五单元功和能第4节功能关系能量守恒定律（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、- 1 -功能关系 能量守恒定律 回扣一功能关系1对于功和能的关系，下列说法中正确的是 ( )A功就是能，能就是功B功可以变为能，能可以变为功C做功的过程就是能量转化的过程D功是物体能量的量度解析：功和能是两个密切相关的物理量，但功和能有本质的区别，功是反映物体在相互作用过程中能量变化多少的物理量，与具体的能量变化过程相联系，是一个过程量；能是用来反映物体具有做功本领的物理量，物体处于一定的状态(如速度和相对位置 )就具有一定的能量，功是反映能量变化的多少，而不是反映能量的多少。答案：C2把下列功与对应能量的变化关系连接起来A合外力做功 G弹性势能B重力做功 H电势能C弹簧的弹力做功 I分子势
2、能D电场力做功 J机械能E分子力做功 K动能F其他力( 除重力、弹力 )做功 L重力势能答案：AK、BL、CG、 DH、EI、FJ回扣二能量守恒定律3下列关于能的转化和守恒定律的认识错误的是( )A某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加B某个物体的能减少，必然有其他物体的能增加C不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器 永动机不可能制成D石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了答案：D4说明下列现象中能量是怎样转化的。(1)水平公路上行驶的汽车，发动机熄火之后，速度越变越小，最后停止。(2)在阻尼振动中，单摆摆动的幅度越来越小，最后停下来。(3)火药爆炸产生燃气，子弹在燃气的推动
3、下从枪膛发射出去，射穿一块钢板，速度减小。(4)柴油机带动发电机发电，供给电动水泵抽水，把水从低处抽到高处。解析：(1)汽车的机械能转化为内能。(2)单摆的机械能转化为内能。(3)火药爆炸产生燃气，是化学能转化为内能的过程；子弹在燃气的推动下从枪膛发射出去，是内能转化为机械能的过程；子弹射穿一块钢板，速度减小，是机械能转化为内能的过程。(4)柴油机带动发电机发电，是化学能转化为内能，内能再变成机械能，最后再转化为电能的过程；电能供给电动水泵抽水，把水从低处抽到高处，是电能转化为机械能的过程。答案：见解析- 2 -知识必会一、对功能关系的理解(1)做功的过程是能量转化的过程。不同形式的能量发生相
4、互转化是通过做功来实现的。(2)功是能量转化的量度，功和能的关系，一是体现到不同的力做功，对应不同形式的能转化，具有一一对应关系，二是做功的多少与能量转化的多少在数量上相等。二、常见的功能关系不同的力做功 对应不同形式能的变化 定量关系合外力的功 动能变化 W 合Ek2Ek1Ek重力的功 重力势能变化 重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加WGEpEp1 Ep2弹簧弹力的功 弹性势能变化 弹力做正功，弹性势能减少；弹力做负功，弹性势能增加WFFpEp1Ep2只有重力、弹簧弹力的功 不引起机械能变化 机械能守恒 E0除重力和弹力之外的力做的功机械能变化 除重力和弹力之外的力做多少正功
5、，物体的机械能就增加多少；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 WE电场力的功 电势能变化 电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加W 电Ep其他力( 除重力、弹力) 做正功 机械能增加名师点睛 (1)“功”不是 “能” ，功和能的单位虽然相同(都是焦耳)，但属于两个完全不同的概念，既不能说功就是能，也不能说“功变成了能” 。(2)判断机械能的变化时，一定要判断除重力和弹力之外的力的功，因只有重力和弹力做功时，机械能是守恒的。典例必研5 (2012泸州模拟)如图 5 41 所示，在升降机内固定一光滑的斜面体，一轻弹簧的一端连在位于斜面体上方的固定木板 B 上，另一端
6、与质量为 m 的物块 A 相连，弹簧与斜面平行。整个系统由静止开始加速上升高度 h 的过程中( ) A物块 A 的重力势能增加量一定等于 mghB物块 A 的动能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力 对其做功的和C物块 A 的机械能增加量大于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的和D物块 A 和弹簧组成系统的机械能增加量等于斜面对物块的支持力和 B 对弹簧拉力做功的和 图 54 1- 3 -思路点拨 正确选取研究对象( 是物块 A，还是包括弹簧)，由对应的功能关系进行判断。解析 整个系统由静止开始加速上升，系统处于超重状态，弹簧伸长量变大，物块升高的高度小于 h，选项 A 错误；对物块 A 由动能定
7、理得，EkAW 支W 弹W 重，选项 B 错误；物块 A 和弹簧组成的系统受重力 GA、斜面对物块的支持力 FNA、木板 B 对弹簧的拉力 F 弹，物块 A 和弹簧组成的系统的机械能增加量等于除物块 A 的重力以外其他力做的功，选项 C 错误，D 正确。答案 D冲关必试6.从地面竖直上抛一个质量为 m 的小球，小球上升的最大高度为 h。设上升和下降过程中空气阻力大小恒定为 f。下列说法正确的是 ()A小球上升的过程中动能减少了 mghB小球上升和下降的整个过程中机械能减少了 fhC小球上升的过程中重力势能增加了 mghD小球上升和下降的整个过程中动能减少了 fh解析：根据动能定理，上升的过程中
8、动能减少量等于小球克服重力和阻力做的功，为mghfh，小球上升和下降的整个过程中动能减少量和机械能的减少量都等于全程中克服阻力做的功，为 2fh，A、B 、D 错，选 C。答案：C7一物块放在如图 54 2 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？ 图 54 2(2)物块机械能的增量为多少？解析：(1)在物块下滑的过程中，拉力 F 做正功
9、，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等于物块动能的增量，则EkW 合ABCD100 J(30 J)100 J(20 J)150 J(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ABD100 J(30 J) (20 J)50 J答案：(1)150 J(2)50 J- 4 -类别比较 静摩擦力 滑动摩擦力能量的转化方面在静摩擦力做功的过程中，只有机械能从一个物体转移到另一个物体( 静摩擦力起着传递机械能的作用)，而没有机械能转化为其他形式的能量(1) 相互摩擦的物体通过滑动摩擦力做功，将部分机械能从一个物体转移到
10、另一个物体(2)部分机械能转化为内能，此部分能量就是系统机械能的损失量不同点一对摩擦力的总功方面一对静摩擦力所做功的代数总和等于零一对相互作用的滑动摩擦力对物体系统所做的总功，等于摩擦力与两个物体相对路程的乘积，即Wffs 相对 ，表示物体克服摩擦力做功，系统损失的机械能转化成内能相同点 正功、负功、 不做功方面 两种摩擦力对物体可以做正功、负功，还可以不做功名师点睛 从功的角度看，一对滑动摩擦力对系统做的功等于系统内能的增加量，从能量的角度看，是其他形式能量的减少量等于系统内能的增加量。典例必研8.如图 54 3 所示，质量为 m 的长木块 A 静止于光滑水平面上，在其水平的上表面左端放一质
11、量为 m 的滑块 B，已知 木块长为 L，它与滑块之间的动摩擦因数为 。现用水平向右的恒力 F 拉滑块 B。(1)当长木块 A 的位移为多少时，B 从 A 的右端滑出？ 图 543(2)求上述过程中滑块与木块之间产生的内能。审题指导 当把滑块 B 拉离 A 时，B 的位移为 A 的位移与 A 木块长度之和。- 5 -解 析 (1)、B、A、A、l、A、B、vA、vB、 mgl、12mvA2 (F、mg)(l、L)、12mvB2 、 vAaA、vBaB(、aA、g、aB、F、mg) 、l、mgLF、2g、 (2)、A、B、A、B、 F(l、L)、12mvA2、12mvB2、Q 、Q、mgL、 答
12、 案 (1)mgLF 2g (2)mgL 冲关必试9如图 544 所示，斜面 AB、DB 摩擦因数相同。可视为质点的物体分别沿 AB、DB 从斜面顶端由静止下滑到底端，下列说法正确的是 () A物体沿斜面 DB 滑动到底端时动能较大B物体沿斜面 AB 滑动到底端时动能较大C物体沿斜面 DB 滑动过程中克服摩擦力做的功较多D物体沿斜面 AB 滑动过程中克服摩擦力做的功较多 图 544- 6 -解 析 ： 、AB、DB、x、h、xtan、L、xcos、AB、DB、mgh、mgLcos、12mv2、AB、A、B、Wf、mgLcos、mgx、C、D、 答案：B10如图 545 所示，AB 为半径 R0
13、.8 m 的 1/4 光滑圆弧轨道，下端 B恰与小车右端平滑对接。小车质 量 M 3 kg，车长 L2.06 m，车上 图 54 5表面距地面的高度 h0.2 m。现有一质量 m1 kg 的小滑块，由轨道顶端无初速释放，滑到B 端后冲上小车。已知地面光滑，滑块与小车上表面间的动摩擦因数 0.3，当车运行了1.5 s 时，车被地面装置锁定。(取 g10 m/s2)试求：(1)车被锁定时，车右端距轨道 B 端的距离；(2)从车开始运动到被锁定的过程中，滑块与车面间由于摩 擦而产生的内能大小。解 析 ： (1)、A、B、mgR、12mv2 、 、mg、ma1 、g、Ma2 、t、v、a1t、a2t
14、、t、1 s、1 s0)的滑块从距离弹簧上端为 x0 处 图 9静止释放，滑块在运动过程中电荷量保持不变。设滑块与弹簧接触过程没有机械能损失，弹簧始终处在弹性限度内，重力加速度大小为 g，则()A当滑块的速度最大时，弹簧的弹性势能最大B当滑块的速度最大时，系统的机械能最大C当滑块的加速度最大时，弹簧的弹性势能最小D当滑块的加速度最大时，系统的机械能最大解析：滑块接触弹簧后，弹力逐 渐增大，滑 块先做加速度逐 渐减小的加速运动，再做加速度逐渐增大的加速运动，当加速度 为零时，速度最大，此时弹簧还没压缩到最短，故弹性势能不是最大，A 项错误；根据重力以外的力做功量度了机械能的变化，在向下运动过程中， 电场力做正功，机械能在增大，运动 到速度为零时， 电场力做功最多，机械能最大，B 项错误；当速度为零时，加速度最大，此时弹 簧压缩到最短，故弹性势能最大，电场力做功最多，故机械能最大，C 错误， D 正确。答案：D25如图 10 所示，水平传送带由电动机带动，并始终保持以速度 v 匀速运动，现将质量为 m 的某物块由静止释放在传送带上的左端，过一会
