功能关系能量守恒定律专题

1、精品文档合外力的功(所有外力的功)动能变化重力做的功变化弹簧弹力做的功;变化：外力(除重力、弹力)做的功变化一对滑动摩擦力做的总功变化电场力做的功变化分子力做的功变化说明功能关系能量守恒定律专题一、功能关系1内容(1) 功是的量度,即做了多少功就有发生了转化(2) 做功的过程一定伴随着 ,而且必通过做功来实现2功与对应能量的变化关系每一种形式的能量的变化均对应一定力的功二、能量守恒定律1内容：能量既不会消灭，也它只会从一种形式为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的 过程中，能量的总量2表达式： E减=说明 E增为末状态的能量减去初状态的能量,而厶E减为初状态的能量减去末状

2、态的能 量.热点聚焦热点一几种常见的功能关系1合外力所做的功等于物体动能的增量，表达式:W合= Ek2-Ek1，即动能定理.2重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重 力势能增加.由于“增量”是终态量减去始 态量，所以重力的功等于重力势能增量的负 值，表达式：WG=- Ep=Ep1-Ep23. 弹簧的弹力做的功等于弹性势能增量的负值，表达式：Wf=- Ep=Ep1-Ep2弹力做多少 正功，弹性势能减少多少；弹力做多少负功， 弹性势能增加多少4除系统内的重力和弹簧的弹力外，其他力做的总功等于系统机械能的增量，表达式：W 其他 = E.(1) 除重力或弹簧的弹力以外的其他力做 多少正功，物体的机械

3、能就增加多少(2) 除重力或弹簧的弹力以外的其他力做 多少负功，物体的机械能就减少多少(3) 除重力或弹簧的弹力以外的其他力不做功，物体的机械能守恒特别提示1在应用功能关系解决具体问题的过程中，若只涉及动能的变化用1”，如果只涉及重力势能的变化用2 ”,如果只涉及机械能变化用 4”，只涉及弹性势能的变化 用3”2在应用功能关系时，应首先弄清研究对象，明确力对 谁”做功，就要对应 谁”的位移， 从而引起 谁”的能量变化在应用能量的转 化和守恒时，一定要明确存在哪些能量形式，哪种是增加的，哪种是减少的，然后再列式求 解热点二对能量守恒定律的理解和应用1对定律的理解(1) 某种形式的能减少，一定存在

4、其他形式 的能增加，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这也是我们列能量守恒定律方程式的两条 基本思路2应用定律解题的步骤(1) 分清有多少形式的能如动能、势能(包 括重力势能、弹性势能、电势能 )、内能等 在变化(2) 明确哪种形式的能量增加，哪种形式的能 量减少，并且列出减少的能量厶 E减和增加的 能量 E增的表达式(3) 列出能量守恒关系式： E减= E增 特别提示1应用能量守恒定律解决有关问题 ，关键是 准确分析有多少种形式的能量在变化 ，求出减少的总能量 E减和增加的总能量 E增, 然后再依据能量守恒定律列式求解2高

5、考考查该类问题，常综合平抛运动、圆周 运动以及电磁学知识考查判断、 推理及综合 分析能力热点三摩擦力做功的特点静摩擦力滑动摩擦力不 同 占 八、能量的 转化方 面在静摩擦力做功的过程中,只有机 械能从一个物体转移 到另一个物体(静 摩擦力起着传递机械 能的作用)而没有 机械能转化为其 他形式的能量1. 相互摩擦的物体 通过摩擦力做功，将 部分机械能从一个物 体转移到另一个物体2. 部分机械能转化 为内能，此部分能量 就是系统机械能的损失量不 同 占 八、一对摩 擦力做 功方面一对静摩擦力所做功的代数总和等于零一对相互作用的滑动摩 擦力对物体系统所做的总功,等于摩擦力与相对路程的乘积,即Wf=-

6、Ff l相表示物体克服摩擦力做功，系统损失的 机械能转变成内能相同 占 八、正负功、 不做功 方面两种摩擦力都可以对物体做正功、负功，还可以不做功特别提示一对相互作用的滑动摩擦力做功所产生的 热量Q=Ff 相对，其中|相对是物体间相对路径长 度.如果两物体同向运动,1相对为两物体对地位移大小之差；如果两物体反向运动,1相对为 两物体对地位移大小之和；如果一个物体相 对另一物体做往复运动，则I相对为两物体相 对滑行路径的总长度题型探究题型1功和能的相应关系的理解已知货物的质量为 m,在某段时间内起 重机 将货物以a的加速度加速升高h,则在这段时间内叙述正确的是(重力加速度为 g)()A. 货物的

7、动能一定增加 mah-mghB. 货物的机械能一定增加 mahC. 货物的重力势能一定增加mahD. 货物的机械能一定增加 mah+mgh规律总结力学范围内，应牢固掌握以下三条功能关系：(1) 重力的功等于重力势能的变化，弹力的功等于弹性势能的变化.合外力的功等于动能的变化(3) 除重力、弹力外，其他力的功等于机械 能的变化.运用功能关系解题时，应弄清楚重力 做什么功，合外力做什么功，除重力、弹力 外的力做什么功，从而判断重力势能或弹 性势能、动能、机械能的变化变式练习1如图1所示滑块静止于光滑 水平面上，与之相连的轻质弹簧处于自然 伸直状态现用恒定的水平外力F作用于弹簧右端，在向右移动一段距

8、离的过程中 拉力F做了 10 J的功上述过程中()A. 弹簧的弹性势能增加了10 JB. 滑块的动能增加了10 JC. 滑块和弹簧组成的系统机械能增加了10 JD. 滑块和弹簧组成的系统机械能守恒题型2 能量守恒定律的应用如图2所示,A、B、C质量分别 为 mA=0.7 kg,mB=0.2 kg,mc=0.1 kg, B为套在细绳上的圆环,A与水平桌面 的动摩擦因数尸0.2,另一圆环D固定在桌边，离地面高h2=0.3 m,当B、C从的动摩擦因数为0.5,物体向左最多能滑到传 送带左右两端 AB的中点处，重力加速度g=10 m/s2,则:静止下降hi=0.3 m,C穿环而过,B被D挡 住,不计绳

9、子质量和滑轮的摩擦，取g=10 m/s2若开始时A离 桌边足够远.试 求：(1) 物体C穿 环瞬间的速度.(2) 物体C能 否到达地面？如 果能到达地面, 其速度多大？(1)物体由静止沿斜面下滑到斜面末端需要多长时间？传送带左右两端AB间的距离I至少为多少？(3) 上述过程中物体与传送带组成的系统产 生的摩擦热为多少？(4) 物体随传送带向右运动，最后沿斜面上滑 的最大高度h'为多少？拓展探究物体A在水平桌面上滑行的最 大距离是多少？规律总结运用能的转化与守恒定律解题时，应首先弄清楚各种能量间的转化关系，这种转化是靠做功实现的.因此，物体运动过程中各个力的功 是解题的关键.抓住能量转化

10、和各个力的功 是解决这种问题的基础变式练习2如图3所示，倾角为30°的光 滑斜面的下端有一水平传送带，传送带正以6 m/s的速度运动，运动方向如图所示.一个 质量为2 kg的物体(物体可以视为质点),从 h=3.2 m高处由静止沿斜面下滑，物体经过A 点时，不管是从斜面到传送带还是从传送带 到斜面，都不计其动能损失.物体与传送带间题型3功能关系在传送带类问题中的应用 飞机场上运送行李的装置为一水平放取行李处!置的环形传送带，传送带 的总质量为 M,其 俯视图如图4所示.现开启电动机，传送带达 到稳定运行的速度 v后，将行李依次轻轻放 到传送带上.若有n件质量均为m的行李需 通过传送带

11、运送给旅客.假设在转弯处行李 与传送带无相对滑动，忽略皮带轮、电动机损 失的能量.求从电动机开启，到运送完行李需 要消耗的电能为多少？规律总结摩擦力做功与产生内能的关系：(1) 静摩擦力做功的过程中，只有机械能的相互转移(静摩擦力起着传递机械能的作用),而没有内能的产生(2) 滑动摩擦力做功的过程中，能量的转化有 两个方向，一是相互摩擦的物体之间机械能 的转移；二是机械能转化为内能，转化为内能 的量值等于机械能的减少量，表达式为Q=F 滑I相对.变式练习4如图5所示，质量为m的滑块，放在光滑 的水平平台上，平台右端B与水平传送带相接,传送带的运行速度为 v0，长为L.今将滑块 缓慢向左压缩固定

12、在平台上的轻弹簧，到达某处时突然释放当滑块滑到传送带右端C时，恰好与传送带速度相同滑块与传送带间(1) 试分析滑块在传送带上的运动情况(2) 若滑块离开弹簧时的速度大于传送带的 速度,求释放滑块时，弹簧具有的弹性势能(3) 若滑块离开弹簧时的速度大于传送带的 速度，求滑块在传送带上滑行的整个过程中 产生的热量增加,减速上升机械能减小B. 匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能减小C. 由于该拉力与重力大小的关系不明确 所以不能确定物体机械能的变化情况D. 三种情况中，物体的机械能均增加2. 从地面竖直上抛一个质量为m的小球,小球上升的最大高度为H.设上升过程中空气阻力F阻恒定.则对于小球

13、的整个上升过程，下列说法中错误的是()A. 小球动能减少了 mgHB. 小球机械能减少了 F阻HC. 小球重力势能增加了 mgHD. 小球的加速度大于重力加速度g3. 如图6所示,细绳的一端绕过定滑轮与木箱 相连，现以大小恒定的力 F拉动细绳将静置于A点的木箱经 B点拉到C点(AB=BC),地面平直且 与木箱的 动摩擦因 数处处相 等.设从A 到B和从B到C的过程中，图6F做功分别为 W1、W2,克服摩擦力做功分别 为Qi、Q2,木箱经过B、C时的动能和F的 功率分别为 EkB、EkC和PB、PC,则下列关 系一定成立的有()A.W 1>W2B.Q 1>Q2C.EkB>EkcD.Pb>Pc4. 一物体悬挂在细绳下端，由静止开始沿竖直方向向下运动，运动过程中，物体的机械能 与位移的关系图象如图7所示，其中0X1过程的图象为曲线