高考一輪復(fù)習(xí)功能關(guān)系、能量守恒定律

1、一、功能關(guān)系一、功能關(guān)系(1)能的概念：一個物體能對外做功，這個物體能的概念：一個物體能對外做功，這個物體就具有能量就具有能量第第4講講功能關(guān)系、能量守恒定律功能關(guān)系、能量守恒定律(2)功能關(guān)系功能關(guān)系功是功是_的量度，即做了多少功就有的量度，即做了多少功就有_發(fā)發(fā)生了轉(zhuǎn)化生了轉(zhuǎn)化做功的過程一定伴隨著做功的過程一定伴隨著_，而且，而且_必通過做功來實現(xiàn)必通過做功來實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化多少能量多少能量能量的轉(zhuǎn)化能量的轉(zhuǎn)化能量的轉(zhuǎn)化能量的轉(zhuǎn)化力做功力做功能的變化能的變化定量關(guān)系定量關(guān)系合力的功合力的功動能變化動能變化W WE Ek2k2E Ek1k1E Ek k重力的功重力的功重力勢能重力勢能變化

2、變化(1)(1)重力做正功，重力勢能減少重力做正功，重力勢能減少(2)(2)重力做負(fù)功，重力勢能增加重力做負(fù)功，重力勢能增加(3)(3)W WG GE Ep pE Ep1p1E Ep2p2彈簧彈力的功彈簧彈力的功彈性勢能彈性勢能變化變化(1)(1)彈力做正功，彈性勢能減少彈力做正功，彈性勢能減少(2)(2)彈力做負(fù)功，彈性勢能增加彈力做負(fù)功，彈性勢能增加(3)(3)W WF FE Ep pE Ep1p1E Ep2p2(3)幾種常見的功能關(guān)系及其表達式幾種常見的功能關(guān)系及其表達式力做功力做功能的變化能的變化定量關(guān)系定量關(guān)系只有重力、只有重力、彈簧彈力做功彈簧彈力做功不引起機不引起機械能變化械能變

3、化機械能守恒機械能守恒E E0 0除重力和彈簧除重力和彈簧彈力之外的其彈力之外的其他力做的功他力做的功機械能機械能變化變化(1)(1)其他力做多少正功，物體的其他力做多少正功，物體的機械能就增加多少機械能就增加多少(2)(2)其他力做多少負(fù)功，物體的其他力做多少負(fù)功，物體的機械能就減少多少機械能就減少多少(3)(3)W WE E一對相互作一對相互作用的滑動摩擦用的滑動摩擦力的總功力的總功內(nèi)能變化內(nèi)能變化(1)(1)作用于系統(tǒng)的一對滑動摩擦作用于系統(tǒng)的一對滑動摩擦力一定做負(fù)功，系統(tǒng)內(nèi)能增加力一定做負(fù)功，系統(tǒng)內(nèi)能增加(2)(2)Q QfLfL相對相對1(單選單選)升降機底板上放一質(zhì)量為升降機底板上

4、放一質(zhì)量為100 kg的物體，物體隨升的物體，物體隨升降機由靜止開始豎直向上移動降機由靜止開始豎直向上移動5 m時速度達到時速度達到4 m/s，則此，則此過程中過程中(g取取10 m/s2) ()A升降機對物體做功升降機對物體做功5 800 JB合外力對物體做功合外力對物體做功5 800 JC物體的重力勢能增加物體的重力勢能增加500 JD物體的機械能增加物體的機械能增加800 J【即學(xué)即練即學(xué)即練】答案答案A二、能量守恒定律二、能量守恒定律1內(nèi)容內(nèi)容：能量既不會消滅，也：能量既不會消滅，也_它只會從一種形它只會從一種形式式_為其他形式，或者從一個物體為其他形式，或者從一個物體_到另一個物到另

5、一個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量_2表達式表達式：E減減_不會創(chuàng)生不會創(chuàng)生轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移保持不變保持不變E增增轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化2說明下列有關(guān)能量轉(zhuǎn)化的問題中，分別是什么能向什說明下列有關(guān)能量轉(zhuǎn)化的問題中，分別是什么能向什么能的轉(zhuǎn)化么能的轉(zhuǎn)化(1)列車剎車時由運動變?yōu)殪o止；列車剎車時由運動變?yōu)殪o止；(2)太陽能電池發(fā)電；太陽能電池發(fā)電；(3)風(fēng)力發(fā)電；風(fēng)力發(fā)電；(4)潮汐發(fā)電；潮汐發(fā)電；(5)太陽能熱水器工作時；太陽能熱水器工作時；(6)汽車由靜止啟動汽車由靜止啟動答案答案(1)動能動能內(nèi)能內(nèi)能(2)太陽能太陽能電能電能(3)風(fēng)能風(fēng)能(空空氣動能氣動能)電能電

6、能(4)水的勢能水的勢能電能電能(5)太陽能太陽能內(nèi)能內(nèi)能(6)化學(xué)能化學(xué)能動能動能【即學(xué)即練即學(xué)即練】【典例典例1】 (多選多選)如圖如圖441所示，在抗洪救災(zāi)中，所示，在抗洪救災(zāi)中，一架直升機通過繩索，用恒力一架直升機通過繩索，用恒力F豎直向上拉起一個豎直向上拉起一個漂在水面上的木箱，使其由水面開始加速上升到某漂在水面上的木箱，使其由水面開始加速上升到某一高度，若考慮空氣阻力而不考慮空氣浮力，則在一高度，若考慮空氣阻力而不考慮空氣浮力，則在此過程中，以下說法正確的有此過程中，以下說法正確的有 ()題型一對功能關(guān)系的理解題型一對功能關(guān)系的理解圖圖4-4-1A力力F所做功減去克服空氣阻力所做的

7、功等于重力勢能的所做功減去克服空氣阻力所做的功等于重力勢能的 增量增量B木箱克服重力所做的功等于重力勢能的增量木箱克服重力所做的功等于重力勢能的增量C力力F、重力、空氣阻力三者合力所做的功等于木箱動能、重力、空氣阻力三者合力所做的功等于木箱動能 的增量的增量D力力F和空氣阻力的合力所做的功等于木箱機械能的增量和空氣阻力的合力所做的功等于木箱機械能的增量解析解析對木箱受力分析如圖所示，則由動能定理：對木箱受力分析如圖所示，則由動能定理：WFmghWFfEk，故，故C對對由上式得：由上式得：WFWFfEkmgh，故，故A錯、錯、D對對由重力做功與重力勢能變化關(guān)系知由重力做功與重力勢能變化關(guān)系知B對

8、，故對，故B、C、D對對答案答案BCD7.7.從地面豎直上拋一個質(zhì)量為從地面豎直上拋一個質(zhì)量為m m的小球，小球上升的的小球，小球上升的最大高度為最大高度為h h. .設(shè)上升和下降過程中空氣阻力大小恒定設(shè)上升和下降過程中空氣阻力大小恒定為為F Ff f. .下列說法正確的是下列說法正確的是( () )A A小球上升的過程中動能減少了小球上升的過程中動能減少了mghmghB B小球上升和下降的整個過程中機械能減少了小球上升和下降的整個過程中機械能減少了F Ff fh hC C小球上升的過程中重力勢能增加了小球上升的過程中重力勢能增加了mghmghD D小球上升和下降的整個過程中動能減少了小球上升

9、和下降的整個過程中動能減少了F Ff fh h學(xué)案練習(xí)學(xué)案練習(xí)功能關(guān)系的選用技巧功能關(guān)系的選用技巧1在應(yīng)用功能關(guān)系解決具體問題的過程中，若只涉及在應(yīng)用功能關(guān)系解決具體問題的過程中，若只涉及動能的變化用動能定理分析動能的變化用動能定理分析2只涉及重力勢能的變化用重力做功與重力勢能變化只涉及重力勢能的變化用重力做功與重力勢能變化的關(guān)系分析的關(guān)系分析3只涉及機械能變化用除重力和彈力之外的力做功與只涉及機械能變化用除重力和彈力之外的力做功與機械能變化的關(guān)系分析機械能變化的關(guān)系分析4只涉及電勢能的變化用電場力做功與電勢能變化的只涉及電勢能的變化用電場力做功與電勢能變化的關(guān)系分析關(guān)系分析借題發(fā)揮借題發(fā)揮【

10、典例典例2】 如圖如圖443所示在水平地面上固所示在水平地面上固定一個半徑為定一個半徑為R的半圓形軌道，其中圓弧的半圓形軌道，其中圓弧部分光滑，水平段長為部分光滑，水平段長為L，一質(zhì)量為，一質(zhì)量為m的的小物塊緊靠一根被壓縮的彈簧固定在水小物塊緊靠一根被壓縮的彈簧固定在水題型二能量轉(zhuǎn)化與守恒定律的應(yīng)用題型二能量轉(zhuǎn)化與守恒定律的應(yīng)用圖圖4-4-3平軌道的最右端，小物塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為平軌道的最右端，小物塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為，現(xiàn)突然釋放小物塊，小物塊被彈出，恰好能夠到達圓弧軌道現(xiàn)突然釋放小物塊，小物塊被彈出，恰好能夠到達圓弧軌道的最高點的最高點A，取，取g10 m/s2，且彈簧長度

11、忽略不計，求：，且彈簧長度忽略不計，求：(1)小物塊的落點距小物塊的落點距O的距離；的距離；(2)小物塊釋放前彈簧具有的彈性勢能小物塊釋放前彈簧具有的彈性勢能B3.B3.如圖所示，如圖所示，A A、B B質(zhì)量分別為質(zhì)量分別為m mA A0.7kg0.7kg，m mB B0.2kg0.2kg， A A與水平桌面的動摩擦因數(shù)與水平桌面的動摩擦因數(shù)0.20.2，當(dāng)，當(dāng)B B從靜止下降從靜止下降 h h0.3m0.3m，A A沒碰到滑輪，沒碰到滑輪，B B沒著地，不計繩子質(zhì)量和沒著地，不計繩子質(zhì)量和 滑輪的摩擦，取滑輪的摩擦，取g g10m/s210m/s2求物體求物體B B獲得的速度大獲得的速度大

12、小。小。( (結(jié)果可用根號表示結(jié)果可用根號表示) )學(xué)案練習(xí)學(xué)案練習(xí)B2.B2.如圖所示，質(zhì)量為如圖所示，質(zhì)量為M M、長度為、長度為l l的小車靜止在光滑的水平面的小車靜止在光滑的水平面上質(zhì)量為上質(zhì)量為m m的小物塊的小物塊( (可視為質(zhì)點可視為質(zhì)點) )放在小車的最左端，現(xiàn)用放在小車的最左端，現(xiàn)用一水平恒力一水平恒力F F作用在小物塊上，使小物塊從靜止開始做勻加速作用在小物塊上，使小物塊從靜止開始做勻加速直線運動小物塊和小車之間的摩擦力為直線運動小物塊和小車之間的摩擦力為f f，小物塊滑到小車，小物塊滑到小車的最右端時，小車運動的距離為的最右端時，小車運動的距離為x.x.在這個過程中，以下

13、結(jié)論在這個過程中，以下結(jié)論正確的是正確的是( () ) A A小物塊到達小車最右端時具有的動能為小物塊到達小車最右端時具有的動能為(F(Ff)(Lf)(Lx)x)B B小物塊到達小車最右端時，小車具有的動能為小物塊到達小車最右端時，小車具有的動能為fxfxC C小物塊和小車組成的系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量為小物塊和小車組成的系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量為fLfLD D小物塊和小車增加的機械能為小物塊和小車增加的機械能為FxFx 1滑動摩擦力做功的特點滑動摩擦力做功的特點(1)滑動摩擦力可以對物體做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做滑動摩擦力可以對物體做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功；功；(2)在相互摩擦的物體系統(tǒng)中，一對

14、相互作用的滑動摩擦力，對在相互摩擦的物體系統(tǒng)中，一對相互作用的滑動摩擦力，對物體系統(tǒng)所做總功的多少與路徑有關(guān)，其值是負(fù)值，絕對值等物體系統(tǒng)所做總功的多少與路徑有關(guān)，其值是負(fù)值，絕對值等于摩擦力與相對位移的積，即于摩擦力與相對位移的積，即|W|Ffl相對相對，表示物體系統(tǒng)損失了，表示物體系統(tǒng)損失了機械能，克服了摩擦力做功，機械能，克服了摩擦力做功，E損損QFfl相對相對(摩擦生熱摩擦生熱)；(3)一對滑動摩擦力做功的過程中能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的情況：一一對滑動摩擦力做功的過程中能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的情況：一是相互摩擦的物體通過摩擦力做功將部分機械能轉(zhuǎn)移到另一個是相互摩擦的物體通過摩擦力做功將部分機械能轉(zhuǎn)

15、移到另一個物體上；二是部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此部分能量就是系統(tǒng)機物體上；二是部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此部分能量就是系統(tǒng)機械能的損失量械能的損失量借題發(fā)揮借題發(fā)揮2運用能量守恒定律解題的基本思路運用能量守恒定律解題的基本思路傳送帶模型是高中物理中比較成熟的模型，一般設(shè)問的角度有傳送帶模型是高中物理中比較成熟的模型，一般設(shè)問的角度有兩個：兩個：(1)動力學(xué)角度動力學(xué)角度：如求物體在傳送帶上運動的時間、物體在傳送：如求物體在傳送帶上運動的時間、物體在傳送帶上能達到的速度、物體相對傳送帶滑過的位移，依據(jù)牛頓第帶上能達到的速度、物體相對傳送帶滑過的位移，依據(jù)牛頓第二定律結(jié)合運動學(xué)規(guī)律求解二定律結(jié)合運動學(xué)規(guī)

16、律求解(2)能量的角度能量的角度：求傳送帶對物體所做的功、物體和傳送帶由于：求傳送帶對物體所做的功、物體和傳送帶由于相對滑動而產(chǎn)生的熱量、因放上物體而使電動機多消耗的電能相對滑動而產(chǎn)生的熱量、因放上物體而使電動機多消耗的電能等，常依據(jù)功能關(guān)系或能量守恒定律求解若利用公式等，常依據(jù)功能關(guān)系或能量守恒定律求解若利用公式QFfl相對相對求摩擦熱，式中求摩擦熱，式中l(wèi)相對相對為兩接觸物體間的相對位移，若物體在為兩接觸物體間的相對位移，若物體在傳送帶上往復(fù)運動時，則傳送帶上往復(fù)運動時，則l相對相對為總的相對路程為總的相對路程“傳送帶傳送帶”模模型型(2013常州模擬常州模擬)如圖如圖445所示，一質(zhì)量所示，一質(zhì)量為為m2 kg的滑塊從半徑為的滑塊從半徑為R0.2 m的光滑的光滑四分之一圓弧軌道的頂端四分之一圓弧軌道的頂端A處由靜止滑下，處由靜止滑下，A點和圓弧對應(yīng)的圓心點和圓弧對應(yīng)的圓心O點等高，圓弧的底點等高，圓弧的底圖圖4-4-5端端B與水平傳送帶平滑相接已知傳送帶勻速運行速度為與水平傳送帶平滑相接已知傳送帶勻速運行速度為v04 m/