湖南省2015届高三物理 专题二 第6课时 功能关系 机械能守恒定律能量守恒定律课件

1、专题二第专题二第6课时功能关系课时功能关系_机械能守恒机械能守恒定律能量守恒定律定律能量守恒定律重点知识诠释重点知识诠释一、功能关系一、功能关系1. 功功功是功是_的量度。做功的过程就是的量度。做功的过程就是_的过程。做了多少功，就有多少能的过程。做了多少功，就有多少能量发生转化。量发生转化。2. 具体情况具体情况(1)重力做功：重力做功：_和其他能相互转化。和其他能相互转化。(2)弹簧弹力做功：弹簧弹力做功：_和其他能相互和其他能相互 转化。转化。(3)滑动摩擦力做功：机械能转化为滑动摩擦力做功：机械能转化为_。重点知识诠释重点知识诠释一、功能关系一、功能关系1. 功功功是功是_的量度。做功

2、的过程就是的量度。做功的过程就是_的过程。做了多少功，就有多少能的过程。做了多少功，就有多少能量发生转化。量发生转化。2. 具体情况具体情况(1)重力做功：重力做功：_和其他能相互转化。和其他能相互转化。(2)弹簧弹力做功：弹簧弹力做功：_和其他能相互和其他能相互 转化。转化。(3)滑动摩擦力做功：机械能转化为滑动摩擦力做功：机械能转化为_。能量转化能量转化 重点知识诠释重点知识诠释一、功能关系一、功能关系1. 功功功是功是_的量度。做功的过程就是的量度。做功的过程就是_的过程。做了多少功，就有多少能的过程。做了多少功，就有多少能量发生转化。量发生转化。2. 具体情况具体情况(1)重力做功：重

3、力做功：_和其他能相互转化。和其他能相互转化。(2)弹簧弹力做功：弹簧弹力做功：_和其他能相互和其他能相互 转化。转化。(3)滑动摩擦力做功：机械能转化为滑动摩擦力做功：机械能转化为_。能量转化能量转化 能量转化能量转化 重点知识诠释重点知识诠释一、功能关系一、功能关系1. 功功功是功是_的量度。做功的过程就是的量度。做功的过程就是_的过程。做了多少功，就有多少能的过程。做了多少功，就有多少能量发生转化。量发生转化。2. 具体情况具体情况(1)重力做功：重力做功：_和其他能相互转化。和其他能相互转化。(2)弹簧弹力做功：弹簧弹力做功：_和其他能相互和其他能相互 转化。转化。(3)滑动摩擦力做功

4、：机械能转化为滑动摩擦力做功：机械能转化为_。能量转化能量转化 能量转化能量转化 重力势能重力势能 重点知识诠释重点知识诠释一、功能关系一、功能关系1. 功功功是功是_的量度。做功的过程就是的量度。做功的过程就是_的过程。做了多少功，就有多少能的过程。做了多少功，就有多少能量发生转化。量发生转化。2. 具体情况具体情况(1)重力做功：重力做功：_和其他能相互转化。和其他能相互转化。(2)弹簧弹力做功：弹簧弹力做功：_和其他能相互和其他能相互 转化。转化。(3)滑动摩擦力做功：机械能转化为滑动摩擦力做功：机械能转化为_。能量转化能量转化 能量转化能量转化 重力势能重力势能 弹性势能弹性势能 重点

5、知识诠释重点知识诠释一、功能关系一、功能关系1. 功功功是功是_的量度。做功的过程就是的量度。做功的过程就是_的过程。做了多少功，就有多少能的过程。做了多少功，就有多少能量发生转化。量发生转化。2. 具体情况具体情况(1)重力做功：重力做功：_和其他能相互转化。和其他能相互转化。(2)弹簧弹力做功：弹簧弹力做功：_和其他能相互和其他能相互 转化。转化。(3)滑动摩擦力做功：机械能转化为滑动摩擦力做功：机械能转化为_。能量转化能量转化 能量转化能量转化 重力势能重力势能 弹性势能弹性势能 内能内能 二、机械能守恒定律二、机械能守恒定律在只有重力和弹簧弹力做功的情形下，在只有重力和弹簧弹力做功的情

6、形下，物体的动能和势能发生相互转化，但机械能物体的动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变，这个规律叫做机械能的转的总量保持不变，这个规律叫做机械能的转化与守恒定律，用公式表示为化与守恒定律，用公式表示为Ek1Ep1Ek2Ep2式中的式中的Ek1、Ep1是物体在初状态的动能是物体在初状态的动能和势能，和势能，Ek2、Ep2是物体在末状态的动能和是物体在末状态的动能和势能机械能守恒的几种形式：势能机械能守恒的几种形式：能量既不会凭空消失，也不会凭空产生。能量既不会凭空消失，也不会凭空产生。它只能从一种形式它只能从一种形式_为其他形式，或者为其他形式，或者从一个物体从一个物体_到另一个物体，

7、而在转化到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量和转移的过程中，能量的总量_。三、能量转化与守恒定律三、能量转化与守恒定律能量既不会凭空消失，也不会凭空产生。能量既不会凭空消失，也不会凭空产生。它只能从一种形式它只能从一种形式_为其他形式，或者为其他形式，或者从一个物体从一个物体_到另一个物体，而在转化到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量和转移的过程中，能量的总量_。三、能量转化与守恒定律三、能量转化与守恒定律转化转化能量既不会凭空消失，也不会凭空产生。能量既不会凭空消失，也不会凭空产生。它只能从一种形式它只能从一种形式_为其他形式，或者为其他形式，或者从一个物体从一个物体

8、_到另一个物体，而在转化到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量和转移的过程中，能量的总量_。三、能量转化与守恒定律三、能量转化与守恒定律转移转移转化转化能量既不会凭空消失，也不会凭空产生。能量既不会凭空消失，也不会凭空产生。它只能从一种形式它只能从一种形式_为其他形式，或者为其他形式，或者从一个物体从一个物体_到另一个物体，而在转化到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量和转移的过程中，能量的总量_。三、能量转化与守恒定律三、能量转化与守恒定律转移转移保持不变保持不变 转化转化方法指津方法指津一、六种常见的功能关系一、六种常见的功能关系1. 合力所做的功等于物体动能的增量，表

9、达合力所做的功等于物体动能的增量，表达式：式：W合合Ek2Ek1，即动能定理。，即动能定理。2. 重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加由于重力势能增加由于“增量增量”是终态量减去始态量，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：所以重力的功等于重力势能增量的负值，表达式：WGEpEp1Ep2。3. 弹力做多少正功，弹性势能减少多少；弹力弹力做多少正功，弹性势能减少多少；弹力做多少负功，弹性势能增加多少。弹簧的弹力做的做多少负功，弹性势能增加多少。弹簧的弹力做的功等于弹性势能增量的负值，表达式：功等于弹性势能增量的负值，表

10、达式：pFEWN 4. 摩擦力做功与能量的转化摩擦力做功与能量的转化一对静摩擦力所做的总功等于零。一对静摩擦力所做的总功等于零。在静摩擦力做功的过程中，只有机械能从一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个物体转移到另一个物体(静摩擦力起着传递机械静摩擦力起着传递机械能的作用能的作用)而没有机械能转化为其他形式的能。而没有机械能转化为其他形式的能。一对相互作用的滑动摩擦力对物体系统所一对相互作用的滑动摩擦力对物体系统所做的总功总是负值，其绝对值等于滑动摩擦力与做的总功总是负值，其绝对值等于滑动摩擦力与相对路程的乘积相对路程的乘积(与参考系的选择无关，其中某一与参考系的选择

11、无关，其中某一个摩擦力做功的大小与参考系的选择有关个摩擦力做功的大小与参考系的选择有关)，恰等，恰等于系统损失的机械能，这部分机械能转化成了系于系统损失的机械能，这部分机械能转化成了系统的内能，即统的内能，即|Wf|Ff sQ。5电场力对电荷所做的功，等于电荷电势电场力对电荷所做的功，等于电荷电势能的变化，电场力做了多少正功，电势能就减少能的变化，电场力做了多少正功，电势能就减少多少，电场力做了多少负功，电势能就增加多多少，电场力做了多少负功，电势能就增加多少。少。W电电Ep6除系统内的重力和弹簧的弹力外，其他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：力做的总功

12、等于系统机械能的增量，表达式：W其他其他E。(1)除重力或弹簧的弹力以外的其他力做多少除重力或弹簧的弹力以外的其他力做多少正功，物体的机械能就增加多少。正功，物体的机械能就增加多少。(2)除重力或弹簧的弹力以外其他力做多少负除重力或弹簧的弹力以外其他力做多少负功，物体的机械能就减少多少。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。功，物体的机械能守恒。能量守恒定律具有普适性，可以涉及各能量守恒定律具有普适性，可以涉及各种形式的能量；而机械能守恒定律是有条件种形式的能量；而机械能守恒定律是有条件的，是能量守恒定律在只

13、涉及机械能间转化的，是能量守恒定律在只涉及机械能间转化时的特例，即系统内只有机械能在物体之间时的特例，即系统内只有机械能在物体之间相互转化或转移。相互转化或转移。二、能量守恒定律和机械能守恒定律的关系二、能量守恒定律和机械能守恒定律的关系1. 多个物体的机械能守恒的处理技巧多个物体的机械能守恒的处理技巧(1)由两个或多个物体构成的系统，对某由两个或多个物体构成的系统，对某一个物体而言机械能不守恒，但对系统来说一个物体而言机械能不守恒，但对系统来说机械能是守恒的，若用守恒式，则所有物体机械能是守恒的，若用守恒式，则所有物体的零势面必须统一，而转化式与转移式由于的零势面必须统一，而转化式与转移式由

14、于只涉及重力势能的变化，无需确定零势面，只涉及重力势能的变化，无需确定零势面，只要确定各物体高度的变化量即可。只要确定各物体高度的变化量即可。三、实例三、实例 1、如图所示，光滑固定斜面、如图所示，光滑固定斜面C倾角为倾角为，质量均，质量均为为m的的A、B一起以某一初速沿斜面向上做匀减一起以某一初速沿斜面向上做匀减速运动，已知速运动，已知A上表面是水平的。则下列正确的上表面是水平的。则下列正确的是（是（ ） AA受到受到B的摩擦力水平向右的摩擦力水平向右 BB受到受到A的支持力不做功的支持力不做功 CB的机械能不变的机械能不变 DA、B之间的摩擦力为之间的摩擦力为 mgsincos 1、如图所

15、示，光滑固定斜面、如图所示，光滑固定斜面C倾角为倾角为，质量均，质量均为为m的的A、B一起以某一初速沿斜面向上做匀减一起以某一初速沿斜面向上做匀减速运动，已知速运动，已知A上表面是水平的。则下列正确的上表面是水平的。则下列正确的是（是（ ） AA受到受到B的摩擦力水平向右的摩擦力水平向右 BB受到受到A的支持力不做功的支持力不做功 CB的机械能不变的机械能不变 DA、B之间的摩擦力为之间的摩擦力为 mgsincos 2、质量为m的物体甲和质量为2m的物体乙系在绕过定滑轮的细绳的两端,甲和乙距离地面的高度都h1(如图所示)，若将它们都由静止开始松手，甲在以后的运动中始终没有碰到滑轮，当甲运动到最

16、高点时距离地面的高度h是多少？（滑轮摩擦和空气阻力不计）2mmh1甲乙h=7h1/3例例2.如图所示，如图所示，将楔形木块放在光滑将楔形木块放在光滑水平面上靠墙边处并水平面上靠墙边处并用手固定，然后在木用手固定，然后在木块和墙面之间放入一个小球，球的下缘离地块和墙面之间放入一个小球，球的下缘离地面高度为面高度为H，木块的倾角为，木块的倾角为，球和木块质，球和木块质量相等，一切接触面均光滑，让小球和木块量相等，一切接触面均光滑，让小球和木块同时由静止开始运动，求球着地时球和木块同时由静止开始运动，求球着地时球和木块的速度。的速度。2.用功能关系分析解答相关问题用功能关系分析解答相关问题2.用功能

17、关系分析解答相关问题用功能关系分析解答相关问题 3、(2013年山东)如图，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮。质量分别为M、m（Mm）的滑块,通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行。两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中 A两滑块组成系统的机械能守恒 B重力对M做的功等于M动能的增加 C轻绳对m做的功等于m机械能的增加 D两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功 3、(2013年山东)如图，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相

18、同，顶角b处安装一定滑轮。质量分别为M、m（Mm）的滑块,通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行。两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中 A两滑块组成系统的机械能守恒 B重力对M做的功等于M动能的增加 C轻绳对m做的功等于m机械能的增加 D两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功 3. 机械能机械能瞬瞬时损失问题时损失问题4.电场中的功能关系电场中的功能关系4.电场中的功能关系电场中的功能关系 5、（2013年四川）在如图的竖直平面内，物体A和带正电的物体B用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接，分别静止于倾角370的光滑斜面上的M点和

19、粗糙绝缘水平面上，轻绳与对应平面平行。劲度系数k=5N/m的轻弹簧一端固定在O点，一端用另一轻绳穿过固定的光滑小环D与A相连，弹簧处于原长，轻绳恰好拉直，DM垂直于斜面。水平面处于场强E5104N/C、方向水平向右的匀强电场中。已知A、B的质量分别为mA=0.1kg,mB=0.2kg,B所带电荷量q=+410-6C。设两物体均视为质点，不计滑轮质量和摩擦，绳不可伸长，弹簧始终在弹性限度内，B电量不变。取g10m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8. 求B所受摩擦力的大小； 现对A施加沿斜面向下的拉力F使A以加速度a=0.6m/s2开始作匀加速直线运动。A从M到N的过程中，B的电势

20、能增加了。已知DN沿竖直方向，B与水平面间的动摩擦因数为=0.4.求A到达N点时拉力F的瞬时功率？ BAEODNM0.4N，左，左，0。528W5.能量守恒定律的综合应用能量守恒定律的综合应用 6、 如图所示，斜面轨道如图所示，斜面轨道AB与水平面之间的夹角与水平面之间的夹角53，BD为半径为半径R4 m的圆弧形轨道，且的圆弧形轨道，且B点与点与D点点在同一水平面上，在在同一水平面上，在B点，斜面轨道点，斜面轨道AB与圆弧形轨道与圆弧形轨道BD相切，整个轨道处于竖直平面内且处处光滑，在相切，整个轨道处于竖直平面内且处处光滑，在A点处有一质量点处有一质量m1 kg的小球由静止滑下，经过的小球由静

21、止滑下，经过B、C两点后从两点后从D点斜抛出去，最后落在地面上的点斜抛出去，最后落在地面上的S点时的速点时的速度大小度大小vS8 m/s，已知，已知A点距地面的高度点距地面的高度H10 m，B点距地面的高度点距地面的高度h5 m，设以，设以MDN为分界线，其左为分界线，其左边为一阻力场区域，右边为真空区域，边为一阻力场区域，右边为真空区域，g取取10 m/s2，cos530.6，求：，求： (1)小球经过小球经过B点时的速度为多大？点时的速度为多大？ (2)小球经过圆弧轨道最低处小球经过圆弧轨道最低处C点时对轨道的压力多大？点时对轨道的压力多大？ (3)小球从小球从D点抛出后，受到的阻力点抛出后，受到的阻力Ff与其瞬时速度方向与其瞬时速度方向始终相反，求小球从始终相反，求小球从D点至点至S点的过程中阻力点的过程中阻力Ff所做的所做的功。功。10m/s43N-68J考点限时训练考点限时训练1质量分别为质量分别为m和和M(其中其中M2m)的两个小球的两个小球P和和Q，中间用轻质杆固定连，中间用轻质杆固定连接，在杆的中点接，在杆的中点O处有一个处有一个固定转轴，如图所示。现在固定转轴，如图所示。现在把杆置于水平位置后自由释放，在把杆置于水平位置后自由释放，在Q球顺时球顺时针摆动到最低位置