高考物理一轮复习导学案功能关系

第4节功能关系能量守恒定律【学习目标】知道功是能量转化的量度，熟练掌握功和能量转化的对应关系。理解功能关系、能量守恒定律的含义。灵活使用功能关系、能量守恒定律解决实际问题。【课堂探究】探究一、常见的几种功能关系【问题情景一】把质量m㎏的小球放在竖立的弹簧上，并把小球缓慢往下按至A的位置，如图甲所示。迅速松手后，弹簧把小球弹起，小球升至最高位置C（图乙），途中经过位置B时弹簧正好处于原长。已知B、A的高度差为h1m，C、B的高度差为h2m，弹簧的劲度系数k=120N/m，弹簧的质量和空气的阻力均可忽略，g取10m/s2。思考：从A到B的过程中，取小球为研究对象，重力做了多少功？重力势能如何变化，变化了多少？弹力做了多少功？弹性势能如何变化，变化了多少？小球到B点的动能是多少？（4）小球的机械能改变了多少？从A到C的过程中，取小球为研究对象，（5）小球重力势能变化了多少？（6）弹簧弹性势能改变了多少？【拓展】如果让小球带负电并放入竖直向上的匀强电场中，小球能否运动到C点？为什么？小球的电势能如何变化？【小结】1、功能关系(1)功是能量______的量度，不同形式的能量发生相互转化是通过做功来实现的。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着能量的转化，而且能量的转化必须通过______来实现。2、几种常见的功能关系几种常见力做功对应的能量变化数量关系式重力正功重力势能______负功重力势能______弹簧的弹力正功弹性势能______负功弹性势能______电场力正功电势能______负功电势能______合力正功动能______负功动能______重力以外的其它力正功机械能______负功机械能______针对训练1：(多选)一名滑雪运动员在雪道上下滑了一段路程，重力对他做功3

000

J，他克服阻力做功500

J，则在此过程中这名运动员()A.重力势能增加了3

000

J

B.动能增加了3

000

JC.动能增加了2

500

J

D.机械能减少了500

J探究二、特殊的功能关系【问题情景二】如图，一质量为M、长为l的木板静止在光滑水平桌面上，另一质量为m的小物块（可视为质点）从木板上的左端以速度v0开始运动。木块带动木板向右运动，最终停在木板上，二者相对静止以速度v匀速运动。已知：当二者静止时，木板前进距离xM，木块前进距离xm，两者间的滑动摩擦力大小为Ff。小木块受到哪些力的作用？木板受到哪些力的作用？画出全过程木板和木块的位移关系图。求出滑动摩擦力对小木块和木板做的功，这一对摩擦力做功的总和是多少？（4）这个过程中系统损失的机械能是多少？（5）损失的机械能转化成了什么能？【小结】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热量，即Q＝__________________。（2）电磁感应过程中，克服安培力做的功等于产生的电能，即：W克安＝ΔE电针对训练2：(多选)如图所示，在粗糙的桌面上有一个质量为M的物块，通过轻绳跨过定滑轮与质量为m的小球相连，不计轻绳与滑轮间的摩擦，在小球下落的过程中，下列说法正确的是()A．小球的机械能守恒B．物块与小球组成的系统机械能守恒C．若小球匀速下降，小球减少的重力势能等于物块与桌面间摩擦产生的热量D．若小球加速下降，小球减少的机械能大于物块与桌面间摩擦产生的热量针对训练3：（多选）如图所示，物体A、B通过轻质细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，物体A、B的质量分别为、。开始时细绳伸直，用手托着物体A使弹簧处于原长且A与地面的距离为h，物体B静止在地面上。放手后物体A下落，与地面即将接触时速度大小为，此时物体B对地面恰好无压力，不计一切摩擦及空气阻力，重力加速度大小为g，则下列说法中正确的是（）A．物体A在下落过程中机械能减少B．物体A与地面即将接触时弹簧的弹性势能为C．物体A对细绳的拉力大于细绳对物体A的拉力D．弹簧的劲度系数为【小结】能量守恒定律：能量既不会凭空产生，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，而在转化和转移的过程中，能量的总量____________。【课后巩固】1．(多选)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点的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力．已知AP＝2R，重力加速度为g，则小球从P点运动到B点的过程中()A．重力做功2mgR B．机械能减少mgRC．合外力做功eq\f(1,2)mgR D．克服摩擦力做功eq\f(1,2)mgR2．我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭。如图所示，发射仓内的高压气体先将火箭竖直向上推出，火箭速度接近零时再点火飞向太空。从火箭开始向上推出到点火的过程中（）A．高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能B．高压气体对火箭推力做得功等于火箭机械能的增加量C．火箭的加速度为零时，动能最大D．高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量3．（多选）如图，质量为M的木块放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v0沿水平方向射入木块，并留在木块中和木块一起以速度v运动。已知当子弹刚好相对木块静止时，木块前进距离为L，子弹进入木块的深度为s，系统产生的热量为Q，若木块对子弹的阻力f视为恒定，则下列关系式中正确的是（）A．B．C．