(高三物理一轮复习)功能关系 能量守恒定律

第四单元功能关系能量守恒定律一、基础知识回顾：1．功能关系内容：功是的量度具体情形：a・合力做的功等于能的增量，即W=AEkb・重力做的功等于能的增量的负值，即W=Gc弹簧弹力做功等于能的增量的负值，即W/弹力d・除系统内的重力和弹力以外力的做的总功等于能的增量，即W=e・滑动摩擦力做功与物体内能变化关系，Q=2•能的转化守恒定律(1)内容：;⑵理解：a・某种形式的能减少，一定存在其它形式的能的增加，且减少量一定等于增加量。b・某个物体的能量减少，一定存在其它物体的能量增加，且减少量一定等于增加量。3・摩擦力做功的特点无论是静摩擦力，还是动摩擦力，可以做正功、负功，还可不做功一对相互作用的静摩擦力做功的代数和为零一对相互作用的滑动摩擦力做功的代数和为负值二、典型例题(一)功能关系的应用例1•质量为m的物体，从静止开始，以g/2的加速度竖直下落h(m)，下列说法中正确的是()物体的机械能守恒B.物体的机械能减少mgh/2C・物体的重力势能减少mghD・物体克服阻力做功mgh/2针对训练1-1：一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・物体重力势能的增加量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物体克服重力所做的功

二）摩擦力做功过程中能量的转化例2・如图1所示，木块A放在木块B的左端，用恒力F将A_L_A拉至B的右端，第一次将B固定在地面上，F做功为B~777Y777777777777Z.生热为Q；第二次让B可以在光滑地面上自由滑动，仍将A1拉到B右端，这次F做功为W，生热为Q；则应有（22图1W<W<W，Q=Q1212C.W<W，Q<Q1212W=W，Q=Q1212D.W=W，Q<Q1212针对训练2－1：如图所示，一子弹以水平速度射入置于光滑水平面上原来静止的木块，并留在木块中，在此过程中子弹钻入木块的深度为d，木块的位移为x木块对子弹的摩擦阻力大小为F.则木块对子弹的摩擦力做的功为，子弹对木块的摩擦力做的功为，摩擦产生的热能为三）传送带问题例3.如图3所示，传送带与水平面之间的夹角为9=30°,其上A、B两点间的距离为1=5m，传送带在电动机的带动下以v=1m/s的速度匀速运动，现将一质量_为Rkg的小物体（可视为质点）轻放在传送带的人点，已知小物体与传送写带之间的动摩擦因数为u=在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中，求：（1）传送带对小物体做的功.（2）电动机做的功.（g取10m/s?）

（四）能量转化与守恒定律解题例4.如图4所示，一个质量m=0.2kg的小球系于轻质弹簧的一端，且套在竖立的圆环上，弹簧的上端固定于环的最高点A,环的半径R=0.5m.弹簧的原长1=0・5m,劲度系数k=4・8N/m.若小球0从图示位置B点由静止开始滑动到最低点C时，弹簧的弹性势能E=0.6J,求：弹（1）小球到C点时速度v的大小；c（2）小球在C点对环的作用力大小.（g取10m/s2）课堂练习：1．一物体获得一竖直向上的初速度从某点开始向上运动，运动过程中加速度始终竖直向下，大小为4m/s2，则正确的说法是（）上升过程中物体的机械能不断增加，重力势能增加B•整个过程中机械能不变下降过程中物体机械能不断增加，重力势能减少物体落回抛点时的机械能和抛出时的机械能相等2•—轻弹簧一端系在墙上0点，自由伸长到B点，今将一质量为m的木块靠着弹簧，将弹簧压缩到A点，然后释放，小木块能在水平面上运动到C点而静止，AC距离为S；若将小木块系在弹簧上，在A点由静止释放，则小木块将阻尼运动而最后静止，设小木块通过总路程为L,则下列正确的是（）A・L>SB・L=SC・L<SD・以上B、C都有可能

3•关于摩擦力做功的说法中正确的是（）静摩擦力可对物体做正功，而滑动摩擦力只能做负功—对静摩擦力做功之和一定为零一对滑动摩擦力做功之和一定为零物体之间有摩擦力做功就一定有热能产生4•如图5,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（）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木箱克服重力所做的功等于木箱增加的重力势能-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5•如图所示，一滑块从高h=10m的光滑斜面AB顶点由静止开始下滑，经粗糙水平轨道BC1后又滑上高h=6m的光滑斜面CD的顶点，已知滑块与水平轨道BC的动摩擦系数戶0・2,2且AB、CD斜面与水平面的倾角分别为53°、37°。求水平轨道BC的长度？｛本题可一题多解，但用功能关系来解简捷｝第三单元功能关系答案例1、BCD针对训练1-1：CD例2、A针对训练2-1：-F(d+s),Fs,Fd例3：解：物体刚放匕A戌时.受到的滑动塞擦力沿儒送站向上’物体作匀加逮直线运动.此时：理」临s呻-购◎吠_心丸詔_血叭—⑴声xG-丄)—m222假设物体能与皮带达到相同的速度，则物体加速上滑的位移为矜=^=12=Q.2m<L=5m12a2^2.5假设成立，物体加速充达到”lmA后，将匀速向上运动，到达8点时速度仍为¥lui/sj所以：I2从山到冃，由动龍定理：^-mv4-0—mgi&indj代入数据*解得：壮或者：传送带对物体做的功，其实也就是摩擦力对物休做的功，物悴匀速向上运动的位移为：x2=L-x1=i.Em〔1廿)Hagens9-x^+mgsin0-x2=255J5由功能关系叮知，电动机做的功等于物块增加的机械能和因滑动摩擦而发的热’所以，相对滑功时：左相=—0.2/jj斫以，由功能关祭得：护电-(mgZsine+^ffli^J+nm^cose*^相=270J；例4解:⑴少球在脯确淒的为£-斤-£所以在此位首时務处于自然状态’弹簧的弾性势#睜丁零小球由£点滑到话的过程中，由能量守恒定律得:mg砒+0孙)二1m咱+务可解得『€=£0m/s⑵设坏对球在C点的作用比为£方向竖直向上如图所示,由牛顿第二^律有怙mg-由胡克定律有：&丄坨尺-付由限上两式