8.4.4 功能关系和能量守恒定律-2021-2022学年高一物理期末重难复习课件（人教版2019必修第二册）

1、 机械能守恒定律 8.4.4 功能关系与能量守恒的应用第八章 机械能守恒定律学习目标及任务一、了解能量转化和守恒定律；二、理解做功和能量转化之间的关系；三、掌握应用功能关系分析问题的方法。二十一世纪，谁掌握了新能源，谁就掌握了整个世界！ -韩方明（中国首席能源专家）能量的概念和能量的形式如果一个物体能够对外做功，就说这个物体具有能量。能量的形式机械能、内能、电能、太阳能、化学能、生物能、核能，光能等。不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的重力做功：重力势能与其他形式能相互转化弹力做功：弹性势能与其他形式能相互转化合力做功：动能与其他形式能相互转化重力（或弹力）以外力做功：机械能与其他形式能相

2、互转化一、功能关系1.功能关系：功是能量转化的量度2.对功能关系的理解：（1）做功的过程就是能量转化的过程，不同形式的能量发生相互转化必须通过做功来实现，不同力做功，对应不同形式的能的转化。（2）做功的多少与能量的转化在数值上相等。（3）功和能虽然单位相同，但不一回事，功是过程量，能是状态量。3.常见的功能关系一、功能关系功能量转化关系式重力做功正功负功弹力做功合外力做功除重力、系统内弹力以外的其他力做功两物体间滑动摩擦力对物体系统做功重力势能减小重力势能增加弹性势能的变化动能的变化机械能的变化机械能转化为内能EP-h动能-位移图像弹性势能-形变量图像EP-hEk-x机械能-位移图像E-xEP

3、-x重力势能-位移图像功能关系4.功能关系图像问题（1）重力势能Ep-x(h)Epox(h)Ep=mghEpoEkx（2）弹性势能Ep-x（3）动能Ek-xox（4）机械能E-xoEx二、能量守恒定律 能量守恒定律能量 既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。说明：1.该定律是贯穿整个物理学的基本规律之一，是解决物理学问题的一个重要方法。2.要分清系统中有多少种形式的能，发生了哪些转化和转移。转化特点：能量的形式发生变化转移特点：能量的形式没有变化 既然能量是守恒的，不可能消灭。那么为什么我们还要经常强调要节

4、约能源呢？能源：凡是能够提供可利用能量的物质统称为能源。含有不可利用或不方便利用能量的物质不能称为能源。能源分类：常规能源：煤、石油、天然气叫做常规能源，是不可再生的，人类消耗的能量主要是常规能源。常规能源的大量消耗带来了环境问题温室效应、酸雨等。新能源：太阳能、风能、地热、核能等二、能量守恒定律例1.一个物体沿粗糙斜面匀速滑下，则下列说法正确舶的是（ ）A.物体机械能不变，内能也不变B.物体机械能减小，内能不变C物体机械能减小，内能增大，机械能与内能总量减小D.物体机械能减小，内能增大，机械能与内能总量不变答案：D例2：如图所示，一木块静止在光滑水平地面上，一颗子弹水平射入木块中（子弹可视为

5、质点），此过程中木块受到的平均阻力为f，子弹射入深度为d，木块位移为x，则此过程中（ ）A，子弹的内能增加了fd B.子弹和木块组成的系统机械能守恒C.木块增加的动能为fxD.子弹动能的减少等于木块动能的增加答案：C例3：一质量为m的小球从高度为H的平台上以速度v0水平抛出，落在松软路面上，砸出一个深度为的坑，如图所示。不计空气阻力，重力加速度为g，对小球从抛出到落至坑底的过程，以下说法正确的是( )答案：B【例4】如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A点正上方的P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力。己知AP=

6、2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中（ ）A.重力做功2mgR B.机械能减少mgR C.合外力做功mgRD.克服摩擦力做功1/2mgR答案：D例5：如图所示，光滑坡道顶端距水平面高度为h，质量为m的小物块A从坡道顶端由静止滑下，进入水平面上的滑道时无机械能损失，为使A制动，将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上，另一端恰位于滑道的末端O点。已知在OM段，物块A与水平面间的动摩擦因数均为，其余各处的摩擦不计，重力加速度为g，求：（1）物块滑到O点时的速度大小；（2）弹簧最大压缩量为d时的弹性势能（设弹簧处于原长时弹性势能为零）；（3）若物块A能够被弹回到坡道上，则它能够上升的最大高度是多少？选水平面为零重力势能面（1）从顶端到O点的过程中，由机械能守恒定律得：（2）解法1：从顶端到速度为零，由