高考物理人教版一轮课件必修2第五章第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＝________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减少增加Ep1－Ep2减少增加力做功能的变化定量关系只有重力、弹簧弹力做功机械能_______机械能守恒ΔE＝__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_____内能增加(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＝______不变化0变化增加减少减少增加Ff·x相对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)(多选)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A、B、C。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【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位移为Δx，物体与传送带之间因摩擦而产生的