2022高考物理苏教版一轮：第五章机械能第4讲功能关系能量守恒定律

第4讲功能关系能量守恒定律必备知识·自主排查【课程标准】1．了解自然界中存在多种形式的能量。知道不同形式的能量可互相转化，在转化过程中能量总量保持不变，能量转化是有方向性的。2．知道利用能量是人类生存和社会发展的必要条件之一。3．知道合理使用能源的重要性，具有可持续发展观念，养成节能的习惯。【知识在现】一、功能关系1．几种常见的功能关系及其表达式：力做功能的变化定量关系合力的功动能变化W＝Ek2－Ek1＝ΔEk重力的功重力势能变化(1)重力做正功，重力势能_____(2)重力做负功，重力势能_____(3)WG＝－ΔEp＝________减少增加Ep1－Ep2力做功能的变化定量关系弹簧弹力的功弹性势能变化(1)弹力做正功，弹性势能_____(2)弹力做负功，弹性势能_____(3)WF＝－ΔEp＝Ep1－Ep2只有重力、弹簧弹力做功机械能_______机械能守恒ΔE＝__减少增加0不变化力做功能的变化定量关系除重力和弹簧弹力之外的其他力做的功机械能_____(1)其他力做多少正功，物体的机械能就_____多少(2)其他力做多少负功，物体的机械能就_____多少(3)W其他＝ΔE一对相互作用的滑动摩擦力的总功机械能_____内能_____(1)作用于系统的一对滑动摩擦力一定做负功，系统内能_____(2)摩擦生热Q＝_______变化增加减少减少增加Ff·x相对增加2.两个特殊的功能关系：(1)滑动摩擦力与两物体间相对位移的乘积等于产生的内能，即_________。(2)通电导线克服安培力做的功等于产生的电能，即W克安＝E电。Ffx相对＝Q【情境转换】如图所示，质量为m的小物块以速度v0滑上静止的、质量为M的木板，木板与水平面间接触面光滑，经过一段时间，木板在水平面上运动的距离为L，物块的位移为x，物块与板间的摩擦力为f，则：(1)物块、木板间的摩擦力分别对物块和木板做了多少功？(2)由于摩擦力做功，物块、木板组成的系统共产生多少热量？提示：(1)对木板有：W1＝fL对物块有：W2＝－fx(2)Q热＝－(W1＋W2)＝f(x－L)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，在转化或转移的过程中，能量的总量_________。2．表达式：ΔE减＝_____。产生转化转移保持不变ΔE增【情境转换】如图所示是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图。图中①和②为楔块，③和④为垫板，楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦。则在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中(1)缓冲器的机械能是否守恒？(2)垫板减少的动能转化成了什么性质的能？提示：(1)不守恒。通过克服摩擦力做功，系统的机械能向内能转化，故机械能减小。(2)根据能量转化情况知，垫板的动能全部转化为内能和弹簧的弹性势能。【小题快练】1．判一判(1)物体下落h，重力做功mgh，物体具有了能量mgh。(

)(2)能量在转移或转化过程中是守恒的，故没有必要节约能源。(

)(3)在物体的机械能减少的过程中，动能有可能是增大的。(

)(4)一个物体的能量增加，必定有别的物体能量减少。(

)(5)滑动摩擦力做功时，一定会产生热量。(

)提示：(1)×

(2)×

(3)√

(4)√

(5)√2．练一练(1)如图所示，一小孩从公园中粗糙的滑梯上自由加速滑下，其能量的变化情况是(

)A.重力势能减小，动能不变，机械能减小，总能量减小B．重力势能减小，动能增加，机械能减小，总能量不变C．重力势能减小，动能增加，机械能增加，总能量增加D．重力势能减小，动能增加，机械能守恒，总能量不变【解析】选B。由能量转化和守恒定律可知，小孩在下滑过程中总能量守恒，选项A、C错误；由于摩擦力要做负功，机械能不守恒，选项D错误；下滑过程中重力势能向动能和内能转化，选项B正确。(2)某人将物体由静止开始举高H，并获得速度v，则下列说法中不正确的是(

)A．人对物体做的功等于物体机械能的增量B．合外力对物体做的功等于物体动能的增量C．物体克服重力做的功等于物体重力势能的增量D．合外力对物体做的功等于物体动能和势能的总和的增量【解析】选D。除重力以外的力对物体做的功等于物体机械能的变化量，所以人对物体做的功等于物体机械能的增加量，选项A正确；根据动能定理：合外力对物体做的功等于物体动能的增加量，选项B正确，D错误；物体重力做的功等于重力势能的变化量，所以物体克服重力做的功等于物体重力势能的增加量，选项C正确。关键能力·分层突破类别静摩擦力滑动摩擦力不同点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)相对运动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且为负功,即Wf=-f·l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都可以做正功、负功,还可以不做功【剥茧抽丝】——提升演绎推理能力(1)分析物体与传送带共速前的受力情况：提示：对物体列牛顿第二定律方程：________________________。μmgcosθ－mgsinθ＝ma(2)物体先沿传送带做匀加速直线运动物体加速运动的时间t1：___________；物体加速运动的位移x1：____________；传送带的位移x带：_____________。t1＝＝10sx1＝＝20mx带＝vt1＝40m(3)物体与传送带共速后随传送带一起匀速运动到顶端，此时物体的动能：________________；物体的势能：_____________________；物体的机械能：________________；Ek＝mv2＝8JEp＝mgLsin37°＝180JE＝Ek＋Ep＝188J(4)若物体与传送带间的相对