新课标高考物理一轮复习第五章机械能第4讲功能关系能量守恒定律教案.doc

1、【 精品教育资源文库 】 第 4 讲 功能关系 能量守恒定律 知识点一 功能关系 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： 1.能量转化 能量 2.能量的转化 能量的转化 知识点二 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 到另一个物体，在 的过程中，能量的总量 . 2.适用范围：能量守恒定律是贯穿物理学的基本规 律，是各种自然现象中 的一条规律 . 3.表达式 (1)E 初 E 末 ，初状态各种能量的 等于末状态各种能量的 . (2) E 增 E

2、减 ，增加的那些能量的增加量等于减少的那些能量的减少量 . 答案： 1.产生 转化 转移 转化或转移 保持不变 2.普遍适应 3.(1)总和 总和 (1)力对物体做了多少功，物体就具有多少能 . ( ) (2)能量在转移或转化过程中，其总量会不断减少 . ( ) (3)在物体机械能减少的过程中，动能有可能是增大的 . ( ) (4)既然能量在转移或 转化过程中是守恒的，故没有必要节约能源 . ( ) (5)滑动摩擦力做功时，一定会引起机械能的转化 . ( ) (6)一个物体的能量增加，必定有别的物体能量减少 .( ) 答案： (1) (2) (3) (4) (5) (6) 考点 功能关系的应用

3、 功是能量转化的量度，力学中几种常见的功能关系如下： 【 精品教育资源文库 】 典例 1 如图所示，在竖直平面内有一半径为 R 的圆弧轨道，半径 OA 水平、 OB 竖直，一个质量为 m 的小球自 A 点正上方的 P 点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点 B 时对轨道压力为 mg2.已知 AP 2R，重力加速度为 g，则小球从 P 到 B 的运动过程中 ( ) A.重力做功 2mgR B.合力做功 34mgR C.克服摩擦力做功 12mgR D.机械能减少 2mgR 解析 小球能通过 B 点，在 B 点速度 v 满足 mg 12mg mv2R，解得 v32gR，从 P 到 B过程，重力

4、做功等于重力势能减小量为 mgR，动能增加量为 12mv2 34mgR，合力做功等于动能增加量 34mgR，机械能减少量为 mgR 34mgR 14mgR，克服摩擦力做功等于机械能的减少量 14mgR，故只有 B 选项正确 . 答案 B 变式 1 (多选 )如图所示，楔形木块 abc 固定在水平面上，粗糙斜面 ab 和光滑斜面 bc与水平面的夹角相同，顶角 b 处安装一定滑轮 .质量分别为 M、 m(Mm)的滑块通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行 .两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动 .若不计【 精品教育资源文库 】 滑轮的质量和摩 擦，在两滑块沿斜面运动的过程中 ( )

5、A.两滑块组成的系统机械能守恒 B.重力对 M 做的功等于 M 动能的增加 C.轻绳对 m 做的功等于 m 机械能的增加 D.两滑块组成的系统机械能损失等于 M 克服摩擦力做的功 答案： CD 解析：两滑块释放后， M 下滑、 m 上滑，摩擦力对 M 做负功，系统的机械能减小，减小的机械能等于 M 克服摩擦力做的功，选项 A 错误， D 正确 .除重力对滑块 M 做正功外，还有摩擦力和绳的拉力对滑块 M 做负功，选项 B 错误 .绳的拉力对滑块 m 做正功，滑块 m 机械能增加，且增加的机械能等于拉力做的功，选项 C 正确 . 功能关 系的应用技巧 运用功能关系解题时，应弄清楚重力或弹力做什么

6、功，合外力做什么功，除重力、弹力外的力做什么功，从而判断重力势能或弹性势能、动能、机械能的变化 . 考点 摩擦力做功与能量转化 1.静摩擦力做功 (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，另外一部分转化为内能 . (3)摩擦生热的计算： Q

7、 Ffx 相对 ，其中 x 相对 为相互摩擦的两个物体间的相对路程 . 考向 1 摩擦力做功的理解与计算 典例 2 (2017 江西十校二模 )将三个木板 1、 2、 3 固定在墙角，木板与墙壁和地面构成了三个不同的三角形，如图所示，其中 1 与 2 底边相同， 2 和 3 高度相同 .现将一个可以视为质点的物块分别从三个木板的顶端由静止释放，并沿斜面下滑到底端，物块与木板之间的动摩擦因数 均相同 .在这三 个过程中，下列说法不正确的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A.沿着 1 和 2 下滑到底端时，物块的速度不同，沿着 2 和 3 下滑到底端时，物块的速度相同 B.沿着 1 下滑到底

8、端时，物块的速度最大 C.物块沿着 3 下滑到底端的过程中，产生的热量是最多的 D.物块沿着 1 和 2 下滑到底端的过程中，产生的热量是一样多的 解析 设 1、 2、 3 木板与地面的夹角分别为 1、 2、 3，木板长分别为 l1、 l2、l3，当物块沿木板 1 下滑时，由动能定理有 mgh1 mgl 1cos 1 12mv21 0；当物块沿木板 2下滑时，由动能定 理有 mgh2 mgl 2cos 2 12mv22 0，又 h1h2， l1cos 1 l2cos 2，可得 v1v2；当物块沿木板 3 下滑时，由动能定理有 mgh3 mgl 3cos 3 12mv23 0，又 h2 h3，l2cos 2v3，故 A 错， B 对 .三个过程中产生的热量分别为 Q1 mgl 1cos 1，Q2 mgl 2cos 2， Q3 mgl 3cos 3，则 Q1 Q2Q2 C.W1W2， P1 P2， Q1Q2 D.W1W2， P1 P2， Q1 Q2 答案： B 解析：因为两次的拉力和拉力方向的位移不变，由功的概念可知，两次拉力做功相等，所以 W1 W2，当传送带不动时，物体运动的时间为 t1 lv1；当传送带以 v2的速度匀速运动时，物体运动的时间为 t2 lv1 v2，所以第二次用的时间短，功率大，即 P1Q2，选项 B 正确 .