创新方案功能关系能量守恒定律-完整版PPT

1、一、功能关系1内容(1)功是 的量度，即做了多少功，就有多少能量发生了转化(2)做功的过程一定伴随有能量的转化，而且能量的转化必须通过做功来实现能量转化2常见的几种功能关系(1)合外力对物体做的功等于物体动能的改变W合Ek2Ek1，即动能定理(2)重力做的功对应重力势能的改变WGEpEp1Ep2重力做多少正功，重力势能就减少多少；重力做多少负功，重力势能就增加多少(3)弹簧弹力做功与弹性势能的改变相对应WFEpEp1Ep2弹力做多少正功，弹性势能就减少多少；弹力做多少负功，弹性势能就增加多少(4)除重力或弹簧弹力以外的其他力做的功与物体机械能的增量相对应，即W其他E.二、能量守恒的定律1内容：

2、能量既不会消灭，也不会 ，它只会从一种形式 为其他形式，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 2表达式：E减E增创生转化转移保持不变特别提醒 E减表示某个物体或某种形式的能量的减少量，等于初状态能量减去末状态能量；E增表示其他物体或其他形式的能量的增加量，等于末状态能量减去初状态能量1有一滑块以速率v1靠惯性沿固定斜面由底部向上运动，当它回到出发点时速率变为v2，且v2v1则 ()A上升过程中机械能增加，下降过程中机械能增加B上升过程中机械能增加，下降过程中机械能减少C上升过程中机械能减少，下降过程中机械能减少D上升过程中机械能减少，下降过程中机械能增加解析：根据功

3、能关系，除重力外其他力做的功等于物体机械能的改变，由于滑块在上升过程和下滑过程中滑动摩擦力都做负功，因此两个过程中滑块的机械能都减少，故C正确答案：C2一物体静止在升降机的地板上，在升降机加速上升的过程中，地板对物体的支持力所做的功等于 ()A物体势能的增加量B物体动能的增加量C物体动能的增加量加上物体势能的增加量D物体动能的增加量加上克服重力所做的功解析：设物体上升的高度为h，末动能为Ek，由动能定理可得：WFNmghEk0，WFNEkmgh，故地板对物体的支持力所做的功等于物体动能的增加量与重力势能的增加量之和，也等于动能的增加量与克服重力做的功之和，故A、B错误，C、D正确答案：CD3下

4、列说法正确的是 ()A随着科技的发展，第一类永动机是可以制成的B太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了C“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，因而是不可能的D有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生解析：第一类永动机违背了能量守恒定律，所以不可能制成，A错误；根据能量守恒定律，太阳照射到宇宙空间的能量也不会凭空消失，B错误；要让马儿跑，必须要给马儿吃草，否则就违背能量守恒定律，C正确；所谓“全自动”手表内部还是有能量转化装置的，一般是一个摆锤，当人戴着手表活动时，摆锤不停地摆动，给游丝弹簧补

5、充能量，才会维持手表的走动，D错答案：C4如图541所示，在足球赛中，红队球员在白队禁区附近主罚定位球，并将球从球门右上角擦着横梁踢进球门，球门高度为h，足球飞入球门的速度为v，足球的质量m，则红队球员将足球踢出时对足球做功W为(不计空气阻力) ()答案： A典例启迪例1一小滑块放在如图542所示的凹形斜面上，用力F沿斜面向下拉小滑块，小滑块沿斜面运动了一段距离，若已知在这一过程中，拉力F所做的功的大小(绝对值)为A，斜面对小滑块的作用力所做的功的大小为B，重力做功的大小为C，空气阻力做功的大小为D.当用这些量表达时，求：(1)小滑块的动能的改变量(指末态动能减去初态动能)；(2)小滑块的重力

6、势能的改变量；(3)小滑块机械能(指动能与重力势能之和)的改变量思路点拨解答本题时注意以下三个方面：(1)小滑块动能的改变量对应合外力做的功；(2)小滑块重力势能的改变量对应重力做的功；(3)小滑块机械能的改变量对应除重力以外的力做的功解析(1)据动能定理，动能的改变量等于外力做功的代数和，其中做负功的有空气阻力、斜面对滑块的作用力(因弹力不做功，实际上为摩擦阻力做的功)因此EkABCD.(2)滑块重力势能的减少等于重力做的功，因此EpC.(3)滑块机械能的改变量等于重力之外的其他力做的功，因此EABD.答案(1)ABCD(2)C(3)ABD归纳领悟(1)动能的改变量、机械能的改变量分别与对应

7、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)摩擦力做功特点及其与能量的关系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摩擦力做功，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类别比较静摩擦力滑动摩擦力一对摩擦力的总功方面一对静摩擦力所做功的代数和总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WFfFfx相对，

8、表示物体克服摩擦力做功，系统损失的机械能转变成内能正功、负功、不做功方面两种摩擦力对物体都可以做正功、负功，还可以不做功题组突破 1如图543所示，一轻弹簧的左端 固定，右端与一小球相连，小球处于光滑水平面上，现对小球施加一个 图543方向水平向右的恒力F，使小球从静止开始运动则小球在向右运动的整个过程中 ()A小球和弹簧组成的系统机械能守恒B小球和弹簧组成的系统机械能逐渐增大C小球的动能逐渐增大D小球的动能先增大然后减小解析：小球在向右运动的整个过程中，力F做正功由功能定理知小球和弹簧组成的系统机械能逐渐增大，选项A错误，选项B正确；弹力一直增大，当弹力等于F时，小球的速度最大，动能最大，当

9、弹力大于F时，小球开始减速运动，速度减小，动能减小，选项C错误，选项D正确答案：BD2(2010江苏高考)如图544所示，平直木板AB倾斜放置，板上的P点距A端较近，小物块与木板间的动 图544摩擦因数由A到B逐渐减小先让物块从A由静止开始滑到B.然后，将A着地，抬高B，使木板的倾角与前一过程相同，再让物块从B由静止开始滑到A.上述两过程相比较，下列说法中一定正确的有 ()A物块经过P点的动能，前一过程较小B物块从顶端滑到P点的过程中因摩擦产生的热量，前一过程较少C物块滑到底端的速度，前一过程较大D物块从顶端滑到底端的时间，前一过程较长解析：本题考查功的计算、动能定律、能量守恒，意在考查考生综

10、合运用所学知识分析问题的能力设前一过程中合力做功为mgl1(sin1cos)，后一过程中合力做功为mgl2(sin2cos)，因l1l2，前一过程中任一位置的动摩擦因数1大于后一过程中任一位置的动摩擦因数2，所以mgl1(sin1cos)mgl2(sin2cos)，因此根据动能定理知物块经过P点的动能前一过程较小，选项A正确；因两个过程中摩擦力做的功一样大，所以产生的热量一样大，选项B错误；又因为两个过程中合力做的功一样大，所以物块滑到底端的速度一样大，选项C错误；前一过程物块做加速度增大的加速运动(图线1)，后一过程物块做加速度减小的加速运动(图线2)，而物块到底端的速度又相等，vt图象如图

11、所示，可见后一过程运动时间短，选项D正确答案：AD典例启迪例2小物块A的质量为m，物块与坡道间的动摩擦因数为，水平面光滑；坡道顶端距水平面高度为h，倾角为；物 图545块从坡道进入水平滑道时，在底端O点处无机械能损失，重力加速度为g.将轻弹簧的一端连接在水平滑道M处并固定在墙上，另一自由端恰位于坡道的底端O点，如图545所示物块A从坡道顶端由静止滑下，求：(1)物块滑到O点时的速度大小；(2)弹簧为最大压缩量d时的弹性势能；(3)物块A被弹回到坡道时上升的最大高度思路点拨解答本题时应注意以下三个方面：(1)物块下滑时，有滑动摩擦力做功；(2)物块压缩弹簧过程中的能量转化关系；(3)物块被弹回时

12、在坡道上要克服摩擦力做功归纳领悟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(3)列出能量守恒关系式：E减E增题组突破3下列对能量守恒定律的认识，正确的是 ()A某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加B某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加C散失到周围环境中的内能不能全部回收重新利用D石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了解析：根据对能量守恒定律的理解，A、B、C均对；机械能只存在变化多少的问题，不存在消失的

13、问题，D错答案：ABC 4.如图545所示，水平面上的轻弹簧一端与物体相连，另一端固定在墙上P点，已知物体的质量为m2.0 kg，物体与水平面间的动摩擦因数0.4，弹簧的劲度系数k200 N/m.现用力F拉物体，使弹簧从处于自然状态的O点由静止开始向左移动10 cm，这时弹簧具有弹性势能Ep1.0 J，物体处于静止状态，若取g10 m/s2，则撤去外力F后 ()A物体向右滑动的距离可以达到12.5 cmB物体向右滑动的距离一定小于12.5 cmC物体回到O点时速度最大D物体到达最右端时动能为0，系统机械能不为0答案：BD典例启迪例3工厂流水线上采用弹射装置把物品转运，现简化其模型分析：如图54

14、7所示，质量为m的滑块，放在光滑的水平平台上，平台右端B与水平传送带相接，传送带的运行速度为v0 ，长为L；现将滑块向左压缩固定在平台上的轻弹簧，到达某处时由静止释放，若滑块离开弹簧时的速度小于图547传送带的速度，当滑块滑到传送带右端C时，恰好与传送带速度相同，滑块与传送带间的动摩擦因数为.求：(1)释放滑块时，弹簧具有的弹性势能；(2)滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量思路点拨解答本题时可按以下思路进行：归纳领悟 求解物体在传送带上运动的问题，首先要正确分析物体的运动过程，做好受力情况分析，然后利用运动学公式结合牛顿第二定律，求物体及传送带在相应时间内的位移，找出物体和传送带之间的位

15、移关系再利用QFfl相对求摩擦热，利用功能关系求功题组突破 5.如图548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，物体最后能与传送带保持相对静止对于物体从开始释放到与传送带相对静止这一过程，下列说法正确的是 ()图548答案：D解析：由能量守恒，电动机多做的功等于物体获得的动能和由于摩擦而产生的热量，故A错；对物体受力分析知，仅有摩擦力对物体做功，由动能定理知，B错；传送带克服摩擦力做的功等于物体对传送带的摩擦力的大小与传送带对地位移的大小的乘积，而易知这个位移是木块对地位移的两倍，即Wmv2，故C错；由功率公式易知电动机增加的功率为mg