2024屆高考物理一輪復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案：功能關(guān)系

第4節(jié)功能關(guān)系能量守恒定律

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1、知道功是能量轉(zhuǎn)化的量度，熟練掌握功和能量轉(zhuǎn)化的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

2、理解功能關(guān)系、能量守恒定律的含義。

3、靈活使用功能關(guān)系、能量守恒定律解決實(shí)際問題。

【課堂探究】

探究一、?！醯膸追N功能關(guān)系

【問題情景一】把質(zhì)量〃z=0.2kg的小球放在豎立的彈簧上,并把小球緩慢往下按至A的位置?

如圖甲所示。迅速松手后，彈簧把小球彈起，小球升至最高位置C(圖乙)?途中經(jīng)過位置B

時(shí)強(qiáng)簧正好處于原長。已知8、A的高度差為加=0.1加，C、B的高度差為力2=0.2〃2,彈簧的勁度

系數(shù)％=120N/m，彈簧的質(zhì)量和空氣的阻力均可忽略-g取10m/s2。

思考：從A到3的過程中,取小球?yàn)檠芯繉?duì)象，O「

(1)重力做了多少功？重力勢(shì)能如何變化?變化了多少？°

(2)彈力做了多少功？彈性勢(shì)能如何變化,變化了多少？

(3)小球至IJB點(diǎn)的動(dòng)能是多少?OB

(4)小球的機(jī)械能改變了多少?Q_________掣y

從A到。的過程中,取小球?yàn)檠芯繉?duì)象,“量/zjfv/

(5)小球重力勢(shì)能變化了多少？甲乙

(6)彈簧彈性勢(shì)能改變了多少？

【拓展】

如果讓小球帶負(fù)電并放入豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，小球能否運(yùn)動(dòng)到。點(diǎn)？

為什么？小球的電勢(shì)能如何變化？

【小結(jié)】

1、功能關(guān)系

⑴功是能量的量度，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。即做了多少

功就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。

⑵做功的過程一定伴隨著能量的轉(zhuǎn)化，而且能量的轉(zhuǎn)化必須通過來實(shí)現(xiàn)。

2、幾種?！醯墓δ荜P(guān)系

幾種常□力做功對(duì)應(yīng)的能量變化數(shù)量關(guān)系式

正功重力勢(shì)能______

重力

負(fù)功重力勢(shì)能______

彈簧的彈正功彈性勢(shì)能______

力負(fù)功彈性勢(shì)能______

正功電勢(shì)能______

電場(chǎng)力

負(fù)功電勢(shì)能______

正功動(dòng)能______

合力

負(fù)功動(dòng)能______

重力以外正功機(jī)械能______

的其它力負(fù)功機(jī)械能______

針對(duì)訓(xùn)練1：(多選)一名滑雪運(yùn)動(dòng)員在雪道上下滑了一段路程,重力對(duì)他做功3000J,他克服

阻力做功500J,則在此過程中這名運(yùn)動(dòng)員()

A.重力勢(shì)能增加了3000JB.動(dòng)能增加了3000J

C.動(dòng)能增加了2500JD.機(jī)械能減少了500J

探究二、特殊的功能關(guān)系

【問題情景二】如圖，一質(zhì)量為M、長為/的木板靜止在光滑水平桌面上?另一質(zhì)量為根的小

物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從木板上的左端以速度vo開始運(yùn)動(dòng)。木塊帶動(dòng)木板向右運(yùn)動(dòng),最終停在木

板上,二者相對(duì)靜止以速度U勻速運(yùn)動(dòng)。已知：當(dāng)二者靜止時(shí),木板前進(jìn)距離XM?木塊前進(jìn)距

離小.兩者間的滑動(dòng)摩擦力大小為匕。/

(1)小木塊受到哪些力的作用？木板受到哪些力的作用?H

(2)畫出全過程木板和木塊的位移關(guān)系圖?；?______________.

M

(3)求出滑動(dòng)摩擦力對(duì)小木塊和木板做的功,”力〃

這一對(duì)摩擦力做功的總和是多少？

(4)這個(gè)過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能是多少？

(5)損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了什么能？

【小結(jié)】

3?兩個(gè)特殊的功能關(guān)系：

（1）滑動(dòng)摩擦力與兩物體間相對(duì)位移的乘積等于產(chǎn)生的熱量,即Q=。

（2）電磁感應(yīng)過程中，克服安培力做的功等于產(chǎn)生的電能?即：W克安二AE電

針對(duì)訓(xùn)練2：（多選）如圖所示，在粗糙的桌面上有一個(gè)質(zhì)量為M的物塊，通過輕繩跨過定滑

輪與質(zhì)量為m的小球相連-不計(jì)輕繩與滑輪間的摩擦,在小球下落的過程中,下列說法正確的

是（）

A?小球的機(jī)械能守恒

B?物塊與小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

C-若小球勻速下降，小球減少的重力勢(shì)能等于物塊與桌面間摩擦產(chǎn)生的熱量

D?若小球加速下降，小球減少的機(jī)械能大于物塊與桌面間摩擦產(chǎn)生的熱量

針對(duì)訓(xùn)練3：（多選）如圖所示,物體A、B通過輕質(zhì)細(xì)繩及輕質(zhì)彈簧連接在輕滑輪兩側(cè)，

物體A、B的質(zhì)量分別為機(jī)、、。開始時(shí)細(xì)繩伸直，用手托著物體A使彈簧處于原長且A與

地面的距離為h?物體B靜止在地面上。放手后物體A下落?與地面即將接觸時(shí)速度大小為,

此時(shí)物體B對(duì)地面恰好無壓力，不計(jì)一切摩擦及空氣阻力?重力加速度大小為g?則下列說法

中正確的是（）

A.物體A在下落過程中機(jī)械能減少

B.物體A與地面即將接觸時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為

A

C.物體A對(duì)細(xì)繩的拉力大于細(xì)繩對(duì)物體A的拉力

D?彈簧的勁度系數(shù)為〃,民

h

【小結(jié)】

能量守恒定律：能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生?也不會(huì)憑空消失。它只能從一種形式為另一

種形式，或者從一個(gè)物體到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量

【課后鞏固】

1?（多選）如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓弧軌道,半徑0A水平、08豎直，一個(gè)

質(zhì)量為〃，的小球自4點(diǎn)的正上方P點(diǎn)由靜止開始自由下落?小球沿軌道

到達(dá)最高點(diǎn)B時(shí)恰好對(duì)軌道沒有壓力?已知=，重力加速度為g，

則小球從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中（）

A?重力做功2mgRB?機(jī)械能減少憎gR

C?合外力做功12mgRD?克服摩擦力做功12〃7gA

2?我國多次成功使用“冷發(fā)射”技術(shù)發(fā)射長征十一號(hào)系列運(yùn)載火箭。如圖

所示，發(fā)射倉內(nèi)的高壓氣體先將火箭豎直向上推出,火箭速度接近零時(shí)再點(diǎn)火□向太空。從火

箭開始向上推出到點(diǎn)火的過程中（）

A?高壓氣體釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為火箭的動(dòng)能

B?高壓氣體對(duì)火箭推力做得功等于火箭機(jī)械能的增加量

C-火箭的加速度為零時(shí),動(dòng)能最大

D?高壓氣體的推力和空氣阻力對(duì)火箭做功之和等于火箭動(dòng)能的增加量

3?（多選）如圖，質(zhì)量為M的木塊放在光滑的水平面上?質(zhì)量為〃7的子彈以速度即沿水平方

向射入木塊，并留在木塊中和木塊一起以速度u運(yùn)動(dòng)。已知當(dāng)子彈剛好相對(duì)木塊靜止時(shí)，木塊

前進(jìn)距離為L,子彈進(jìn)入木塊的深度為一系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量為Q，若木塊對(duì)子彈的阻力/視為恒

定，則下列關(guān)系式中正確的是（）

I.，>I

A-億=—B-6=-mr,

722

「人.八I，I