功能关系 能量守恒定律

1、5.4 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.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WG=Ep1-Ep2=-Ep.(3)弹簧弹力做功等于弹性势能的改变，即WF=Ep1-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=E2-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

2、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=_.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不同的力做功对应不同形式能的变化定量的关系合外力的功(所有外力的功)动能变化合外力对物体做功等于物体动能的增量W合Ek2Ek1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WGEpEp1Ep2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

3、加W弹EpEp1Ep2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，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W除G、弹力外E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一对滑动摩擦力的总功内能变化作用于系统的一对滑动摩擦力一定做负功，系统内能增加QFf·l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 ()AF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

4、功之和BF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DF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：(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增的表达式

5、；(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？考点三摩擦力做功的特点及应用 类别比较静摩擦力滑动摩擦力不同点能量转化的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摩擦力做功

6、，将部分机械能从一个物体转移到另一个物体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一对摩擦力做功方面一对静摩擦力所做功的代数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总为负值，系统损失的机械能转变成内能相同点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【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W1，生热为Q1；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W2，生热为Q2；则应有 ()AW1<W2，Q1Q2BW1W2，Q1Q2 CW1<W2，Q1<Q2 DW1W

7、2，Q1<Q2 【高考零距离】【2012年】1.（2011·新课标全国卷·T16）一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是A. 运动员到达最低点前重力势能始终减小B. 蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加C. 蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D. 蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关2.如图所示，在一个盛水的杯子里有一木块.开始时木块被一根细绳拴住而完全没入水中，整个装置与外界绝热，断开细绳，则木块将浮到水面上，最后达到平衡，

8、在这一过程中，水、杯子和木块组成的系统( )A.内能增大B.内能减小C.内能不变D.条件不足，无法判断 2.物体在竖直方向上分别做了匀速上升、加速上升和减速上升三种运动.在这三种情况下物体机械能的变化情况是( )A.匀速上升机械能不变，加速上升机械能增加，减速上升机械能减小B.匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能减小C.匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能可能增加，可能减少，也可能不变D.三种情况中，物体的机械能均增加3.滑块静止于光滑水平面上，与之相连的轻质弹簧处于自然伸直状态，现用恒定的水平外力F作用于弹簧右端，在向右移动一段距离的过程中拉力F做了10 J的功.在上述过程中

9、( )A.弹簧的弹性势能增加了10 JB.滑块的动能增加了10 JC.滑块和弹簧组成的系统机械能增加了10 JD.滑块和弹簧组成的系统机械能守恒4.如图所示，ABCD是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，B、C在水平线上，其距离d=0.5 m.盆边缘的高度为h=0.30 m.在A处放一个质量为m的小物块并让其由静止出发下滑.已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为=0.10.小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停下的位置到B的距离为( )A.0.50 mB.0.25 mC.0.10 mD.05.(2012·无锡模拟)如图所示，汽车在拱形

10、桥上由A匀速率运动到B，以下说法正确的是( )A.牵引力与克服摩擦力做的功相等B.合外力对汽车不做功C.牵引力和重力做的总功大于克服摩擦力做的功D.汽车在上拱形桥的过程中克服重力做的功转化为汽车的重力势能6.(2012·长春模拟)如图所示，质量为m的可看成质点的物块置于粗糙水平面上的M点，水平面的右端与固定的斜面平滑连接，物块与水平面及斜面之间的动摩擦因数处处相同.物块与弹簧未连接，开始时物块挤压弹簧使弹簧处于压缩状态.现从M点由静止释放物块，物块运动到N点时恰好静止,弹簧原长小于.若物块从M点运动到N点的过程中，物块与接触面之间由于摩擦所产生的热量为Q，物块、弹簧与地球组成系统的机

11、械能为E，物块通过的路程为s.不计转折处的能量损失，下列图象所描述的关系中可能正确的是( )7.(2012·秦皇岛模拟)如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，弹簧处于原长h.让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零.则在圆环下滑过程中( )A.圆环机械能守恒B.弹簧的弹性势能先增大后减小C.弹簧的弹性势能变化了mghD.弹簧的弹性势能最大时圆环动能最大8.(2012·盐城调研)如图所示，两物体A、B用轻质弹簧相连，静止在光滑水平面上，现同时对A、B两物体施加等大反向的水平恒力F1、F2，使A、B同

12、时由静止开始运动，在运动过程中，对A、B两物体及弹簧组成的系统，正确的说法是(整个过程中弹簧不超过其弹性限度)()A机械能守恒B机械能不断增加C当弹簧伸长到最长时，系统的机械能最大D当弹簧弹力的大小与F1、F2的大小相等时，A、B两物体速度为零9. (2012·北京二模)如图所示，光滑细杆AB、AC在A点连接，AB竖直放置，AC水平放置，两相同的中心有小孔的小球M、N，分别套在AB和AC上，并用一细绳相连，细绳恰好被拉直，现由静止释放M、N，在运动过程中下列说法中正确的是 ()AM球的机械能守恒BM球的机械能减小CM和N组成的系统的机械能守恒D绳的拉力对N做负功9. (2012

13、83;临沂模拟)第十三届田径锦标赛于2011年8月在韩国大邱举行.在撑杆跳比赛中,波兰选手沃伊切霍夫斯基以5.90 m的高度夺金,如果把撑杆跳全过程分成四个阶段:ab、bc、cd、de，如图所示，则对这四个阶段的下列描述正确的有( )A.ab为加速助跑阶段，人和杆的机械能在增加B.bc为杆弯曲人上升阶段，系统动能减少，重力势能和弹性势能在增加C.cd为杆伸直人上升阶段，人的动能转化为重力势能D.de为人过横杆后的下落阶段，重力所做的功等于人机械能的增加量10.光滑水平地面上叠放着两个物体A和B，如图所示.水平拉力F作用在物体B上，使A、B两物体从静止出发一起运动.经过时间t，撤去拉力F，再经过

14、时间t，物体A、B的动能分别设为EA和EB，在运动过程中A、B始终保持相对静止.以下有几个说法:其中正确的是( )A.EA+EB等于拉力F做的功B.EA+EB小于拉力F做的功C.EA等于撤去拉力F前摩擦力对物体A做的功D.EA大于撤去拉力F前摩擦力对物体A做的功11.(2012·聊城模拟)(14分)如图所示，水平光滑地面上停放着一辆小车，左侧靠在竖直墙壁上,小车的四分之一圆弧轨道AB光滑,在最低点B与水平轨道BC相切,BC的长度L=2 m,圆弧半径R=1 m,整个轨道处于同一竖直平面内,可视为质点的物块从C点以8 m/s初速度向左运动,物块与BC部分的动摩擦因数=0.7,已知物块质量为m=1 kg,小车的质量M=3.5 kg(g=10 m/s2)求:(1)物块到达圆弧轨道最低点B时对轨道的压力及离开B点上升的最大高度.(2)物块滑向B点后再经多长时间离开小车及小车运动的最大速度.12.(2012·常熟模拟)(14分)如图所示,遥控电动赛车(可视为质点)从A点由静止出发,经过时间t后关闭电动机,赛车继续前进至B点后进入固定在竖直平面内的圆形光滑轨道,通过轨道最高点