高中物理复习6-4第4讲功能关系能量守恒定律课件

第4讲功能关系能量守恒定律课

程

标

准素

养

目

标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以相互转化，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．物理观念：了解常见的几种功能关系，知道能量守恒定律的内容．科学思维：掌握应用功能关系或能量守恒定律解决问题的能力．科学态度与责任：应用能量观念分析生产、生活中的实际问题．考点一考点一功能关系的理解和应用【必备知识·自主落实】1．对功能关系的理解(1)做功的过程就是________的过程，不同形式的能量发生相互转化是通过做功来实现的．(2)功是能量转化的________．功和能的关系，体现在：①不同的力做功，对应不同形式的能转化；

具有一一对应关系②做功的多少与能量转化的多少在数值上相等．能量转化量度2．常见的功能关系能量功能关系表达式势能重力做功等于重力势能减少量W＝Ep1－Ep2＝－ΔEp弹力做功等于弹性势能减少量静电力做功等于电势能减少量分子力做功等于分子势能减少量动能合外力做功等于物体动能变化量机械能除重力和弹力之外的其他力做功等于机械能变化量W其他＝E2－E1＝ΔE摩擦产生的内能一对相互作用的滑动摩擦力做功之和的绝对值等于产生的内能Q＝Ff·x相对指相对路程不是相对位移电能克服安培力做功等于电能增加量W电能＝Ep2－Ep1＝ΔE【关键能力·思维进阶】1．功的正负与能量增减的对应关系(1)物体动能的增加与减少要看合外力对物体做正功还是做负功．(2)势能的增加与减少要看对应的作用力(如重力、弹簧弹力、静电力等)做负功还是做正功．(3)机械能的增加与减少要看重力和弹簧弹力之外的力对物体做正功还是做负功．2．摩擦力做功的特点(1)一对静摩擦力所做功的代数和总等于零；(2)一对滑动摩擦力做功的代数和总是负值，差值为机械能转化为内能的部分，也就是系统机械能的损失量．考向1功能关系的理解例1如图所示，用轻绳拴一物体，使物体以恒定加速度向下做减速运动，不计空气阻力，下列说法正确的是(

)A．物体所受合力对其做正功B．物体的机械能增加C．重力对物体做的功小于物体克服拉力做的功D．物体减少的重力势能一定等于其减少的动能答案：C解析：物体在拉力作用下，竖直向下做匀减速直线运动．受力分析可知物体受两个力，重力G及拉力FT，且拉力FT大于重力G，合力F合

＝FT－G，方向竖直向上．由功的定义式W＝

Flcosα可知，合力对其做负功，W合<0，A错误；物体以恒定加速度向下做减速运动的过程中，“其他力”即拉力FT对物体做负功，物体的机械能减小，B错误；因G<FT，易知WG<|WFT|，即重力对物体做的功小于物体克服拉力做的功，C正确；物体减小的重力势能等于重力所做的功，而减小的动能等于克服合力所做的功．由于物体的加速度未知，合力与重力的大小关系无法确定，所以物体减小的重力势能与减小的动能间的大小关系无法确定，D错误．[教你解决问题]

例2(多选)跳台滑雪是以滑雪板为工具，在专设的跳台上通过助滑坡获得速度，比跳跃距离和动作姿势的一种雪上竞技项目．在滑雪比赛中，一质量为60kg的滑雪运动员从半径为18m的四分之一圆弧轨道AB的顶端A由静止滑下，进入与圆弧轨道相切的水平轨道BC，切点为B.运动员经过B点时对轨道的压力为其所受重力的2.8倍，取重力加速度大小g＝10m/s2，则运动员在圆弧轨道下滑的过程中(

)A．机械能增加了1080JB．动能增加了1.08×104JC．重力势能减小了1.08×104JD．由于摩擦损失的机械能为1080J答案：CD

答案：D

思维提升求解功能关系与图像的综合问题的关键求解功能关系与图像的综合问题时，不但要熟记常用的功能关系，而且要在“数形结合”思想的引导下，抓住图像“轴、线、斜率、截距、面积、点”六个要素的物理意义．考向3摩擦力做功与能量转化例4(多选)如图所示，质量为M＝2kg、长为L＝2m的木板静止放置在光滑水平面上，在其左端放置一质量为m＝1kg的小木块(可视为质点)，小木块与长木板之间的动摩擦因数μ＝0.2，先相对静止，后用一水平向右的力F＝4N作用在小木块上，经过一段时间小木块从木板另一端滑下，g取10m/s2，则(

)A．小木块在长木板上滑行的时间t＝2sB．在整个运动过程中由于摩擦产生的热量为8JC．小木块脱离长木板的瞬间，拉力F的瞬时功率为16WD．小木块在运动过程中获得的动能为12J答案：AC

例5如图所示，质量m＝1kg的物体从高h＝0.2m的光滑轨道上P点由静止开始下滑，滑到水平传送带上的A点，物体和传送带之间的动摩擦因数μ＝0.2，传送带上A、B之间的距离L＝5m，传送带一直以v＝4m/s的速度顺时针转动，取g＝10m/s2，下列说法正确的是(

)A．物体从A运动到B的时间是1sB．物体从A运动到B的过程中，摩擦力对物体做的功为－6JC．物体从A运动到B的过程中，产生的热量为2JD．物体从A运动到B的过程中，带动传送带转动的电动机多做的功为10J答案：C

考点二考点二能量守恒定律的理解和应用【必备知识·自主落实】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________为其他形式，或者从一个物体________到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量________．2．表达式：ΔE减＝ΔE增．产生转化转移保持不变【关键能力·思维进阶】1．能量守恒定律的两点理解(1)某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加，且减少量和增加量一定相等．(2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等．2．应用能量守恒定律解题的基本步骤

答案：AD

例7如图所示，在光滑水平地面上放置质量M＝2kg的长木板，木板上表面与固定的竖直弧形轨道相切．一质量m＝1kg的小滑块自A点