第六章　第5課時(shí)　功能關(guān)系　能量守恒定律-2025年高中物理大一輪復(fù)習(xí)

第5課時(shí)功能關(guān)系能量守恒定律目標(biāo)要求1.熟練掌握幾種常見的功能關(guān)系，并會用于解決實(shí)際問題。2.掌握一對摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系。3.會應(yīng)用能量守恒觀點(diǎn)解決綜合問題?？键c(diǎn)一常見的功能關(guān)系的理解和應(yīng)用1．對功能關(guān)系的理解(1)做功的過程就是____________的過程，不同形式的能量發(fā)生相互轉(zhuǎn)化是通過做功來實(shí)現(xiàn)的。(2)功是能量轉(zhuǎn)化的________，功和能的關(guān)系，一是體現(xiàn)在不同的力做功，對應(yīng)不同形式的能轉(zhuǎn)化，具有一一對應(yīng)關(guān)系，二是做功的多少與能量轉(zhuǎn)化的多少在數(shù)值上相等。2．常見的功能關(guān)系能量功能關(guān)系表達(dá)式勢能重力做的功等于重力勢能減少量W＝Ep1－Ep2＝－ΔEp彈力做的功等于彈性勢能減少量靜電力做的功等于電勢能減少量動能合外力做的功等于物體動能變化量W＝Ek2－Ek1＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mv02機(jī)械能除重力和彈力之外的其他力做的功等于機(jī)械能變化量W其他＝E2－E1＝ΔE摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能一對相互作用的滑動摩擦力做功之和的絕對值等于產(chǎn)生的內(nèi)能Q＝Ff·x相對電能克服安培力做的功等于電能增加量W克安＝E2－E1＝ΔE電1．一個物體的能量增加，必定有其他物體的能量減少。()2．合力做的功等于物體機(jī)械能的改變量。()3．克服與勢能有關(guān)的力(重力、彈簧彈力、靜電力等)做的功等于對應(yīng)勢能的增加量。()4．滑動摩擦力做功時(shí)，一定會引起機(jī)械能的轉(zhuǎn)化。()例1(多選)(2023·四川廣安市二模)滑沙運(yùn)動是繼滑冰、滑水、滑雪和滑草之后又一新興運(yùn)動，它使戶外運(yùn)動愛好者在運(yùn)動的同時(shí)又能領(lǐng)略到沙漠的綺麗風(fēng)光。如圖所示，質(zhì)量為50kg的人坐在滑沙板上從沙坡的頂端由靜止沿直線勻加速下滑，經(jīng)過10s到達(dá)坡底，速度大小為20m/s。已知沙坡的傾角為30°，重力加速度g取10m/s2，下列關(guān)于此過程的說法中正確的是()A．人的重力勢能減少5.0×104JB．人的動能增加1.0×104JC．人的機(jī)械能減少1.5×104JD．人克服阻力做功4.0×104J例2(多選)(2020·全國卷Ⅰ·20)一物塊在高3.0m、長5.0m的斜面頂端從靜止開始沿斜面下滑，其重力勢能和動能隨下滑距離s的變化如圖中直線Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取10m/s2，則()A．物塊下滑過程中機(jī)械能不守恒B．物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.5C．物塊下滑時(shí)加速度的大小為6.0m/s2D．當(dāng)物塊下滑2.0m時(shí)機(jī)械能損失了12J考點(diǎn)二摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化兩種摩擦力做功特點(diǎn)的比較類型比較靜摩擦力做功滑動摩擦力做功不同點(diǎn)能量的轉(zhuǎn)化只有機(jī)械能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，而沒有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能(1)一部分機(jī)械能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體(2)一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此部分能量就是系統(tǒng)________的損失量一對摩擦力做的總功一對靜摩擦力所做功的代數(shù)和總________一對滑動摩擦力做功的代數(shù)和總是________，總功W＝－Ffx相對，即發(fā)生相對滑動時(shí)產(chǎn)生的熱量相同點(diǎn)做功情況兩種摩擦力對物體可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功例3(多選)如圖所示，一個長為L、質(zhì)量為M的木板，靜止在光滑水平面上，一個質(zhì)量為m的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以水平初速度v0從木板的左端滑向另一端，設(shè)物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ，當(dāng)物塊與木板相對靜止時(shí)，物塊仍在長木板上，物塊相對木板的位移為d，木板相對地面的位移為s，重力加速度為g。則在此過程中()A．摩擦力對物塊做的功為－μmg(s＋d)B．摩擦力對木板做的功為μmgsC．木板動能的增量為μmgdD．由于摩擦而產(chǎn)生的熱量為μmgs例4(多選)(2023·河南省南陽中學(xué)檢測)如圖所示，與水平面成θ角的傳送帶，在電動機(jī)的帶動下以恒定的速率v順時(shí)針運(yùn)行?，F(xiàn)將質(zhì)量為m的小物塊從傳送帶下端A點(diǎn)無初速度地放到傳送帶上，經(jīng)時(shí)間t1物塊與傳送帶達(dá)到共同速度，再經(jīng)時(shí)間t2物塊到達(dá)傳送帶的上端B點(diǎn)，已知A、B間的距離為L，重力加速度為g，則在物塊從A運(yùn)動到B的過程中，以下說法正確的是()A．在t1時(shí)間內(nèi)摩擦力對物塊做的功等于eq\f(1,2)mv2B．在t1時(shí)間內(nèi)物塊和傳送帶間因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能等于物塊機(jī)械能的增加量C．在t1＋t2時(shí)間內(nèi)傳送帶對物塊做的功等于mgLsinθ＋eq\f(1,2)mv2D．在t1＋t2時(shí)間內(nèi)因運(yùn)送物塊，電動機(jī)至少多消耗mgLsinθ＋mv2的電能考點(diǎn)三能量守恒定律的理解和應(yīng)用1．內(nèi)容：能量既不會憑空________，也不會憑空消失，它只能從一種形式________為其他形式，或者從一個物體________到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的________保持不變。2．表達(dá)式：(1)E初＝E末，初狀態(tài)各種能量的總和等于末狀態(tài)各種能量的總和。(2)ΔE增＝ΔE減，增加的能量總和等于減少的能量總和。3．理解(1)某種形式的能量減少，一定存在其他形式的能量增加，且減少量和增加量一定相等；(2)某個物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等。思考現(xiàn)在市場上有一種手表叫自動機(jī)械手表，只要每天有一定時(shí)間把表戴在手上，不用手動上發(fā)條，表針便可走動計(jì)時(shí)，自動手表的工作運(yùn)行，是否違背能量守恒定律？________________________________________________________________________例5(2024·遼寧沈陽市第五十六中學(xué)開學(xué)考)如圖所示，固定斜面的傾角θ＝30°，物體A與斜面之間的動摩擦因數(shù)μ＝eq\f(\r(3),4)，輕彈簧下端固定在斜面底端，彈簧處于原長時(shí)上端位于C點(diǎn)，用一根不可伸長的輕繩通過輕質(zhì)光滑的定滑輪連接物體A和B，滑輪右側(cè)繩子始終與斜面平行，A的質(zhì)量為2m＝4kg，B的質(zhì)量為m＝2kg，初始時(shí)物體A到C點(diǎn)的距離L＝1m，現(xiàn)給A、B一初速度大小v0＝3m/s，使A開始沿斜面向下運(yùn)動，B向上運(yùn)動，物體A將彈簧壓縮到最短后又恰好能彈回到C點(diǎn)。已知重力加速度大小g＝10m/s2，不計(jì)空氣阻力，整個過程中輕繩始終處于伸直狀態(tài)。求在此過程中：(1)物體A向下運(yùn)動到剛到C點(diǎn)時(shí)的速度大?。?2)彈簧的最大壓縮量；(3)彈簧的最大彈性勢能。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例6(2021·江蘇卷·14)如圖所示的離心裝置中，光滑水平輕桿固定在豎直轉(zhuǎn)軸的O點(diǎn)，小圓環(huán)A和輕質(zhì)彈簧套在輕桿上，長為2L的細(xì)線和彈簧兩端分別固定于O和A，質(zhì)量為m的小球B固定在細(xì)線的中點(diǎn)，裝置靜止時(shí)，細(xì)線與豎直方向的夾角為37°，現(xiàn)將裝置由靜止緩慢加速轉(zhuǎn)動，當(dāng)細(xì)線與豎直方向的夾角增大到53°時(shí)，A、B間細(xì)線的拉力恰好減小到零，彈簧彈力與靜止時(shí)大小相等、方向相反，重力加速度為g，取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：(1)裝置靜止時(shí)，彈簧彈力的大小F；(2)環(huán)A的質(zhì)量M；(3)上述過程中裝置對A、B所做的總功W。____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________