功能关系-能量守恒课件

第4讲功能关系能量守恒本节目录基础再现对点自测知能演练轻巧夺冠考点探究讲练互动技法提炼思维升华要点透析直击高考基础再现对点自测知识清单一、功能关系1．功是___________的量度，即做了多少功就有多少能量发生了转化．2．做功的过程一定伴随着__________，而且_________必通过做功来实现．二、能量守恒定律1．内容：能量既不会_________，也不会凭空消失，它只能从一种形式_____为另一种形式，或者从一个物体_____到别的物体，在转化和转移的过程中，能量的总量_________．2．表达式：ΔE减＝______．能量转化能量转化能量转化凭空产生转化转移保持不变ΔE增热身体验1.下列关于功与能的关系，下列说法正确的是(

)A．功就是能量，能量就是功B．功可以转化为能量，能量也可以转化为功C．做功虽是能量转化的途径，但有时没有做功，能量也会转化D．做多少功，就有多少能量发生转化2．上端固定的一根细线下面悬挂一摆球,摆球在空气中摆动,摆动的幅度越来越小.对此现象下列说法正确的是(

)A．摆球机械能守恒B．总能量守恒，摆球的机械能正在减少，减少的机械能转化为内能C．能量正在消失D．只有动能和重力势能的相互转化热身体验答案与解析1．答案：D2．解析：选B.由于空气阻力的作用，机械能减少，机械能不守恒，内能增加，机械能转化为内能，能量总和不变，B正确．一、几种常见的功与能的关系做功的过程必定伴随着能量的转化或转移，能量的转化必须通过做功来完成，功是能量转化的量度．要点透析直击高考即时应用1质量为m的物体从静止开始以加速度g/2竖直向下运动了h，下列说法中正确的是(

)A．物体的动能增加了mgh/2B．物体的重力势能减少了mgh/2C．物体的机械能减少了mgh/2D．重力对物体所做的功为mgh/2二、能量守恒定律的理解及应用1．对定律的理解(1)某种形式的能量减少，一定存在另外形式的能量增加，且减少量和增加量相等．(2)某个物体的能量减少，一定存在别的物体的能量增加，且减少量和增加量相等．2．应用定律解题的思路(1)分清共有多少种形式的能(如动能、势能、电能、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．(3)减少的总能量一定等于增加的总能量，据此列出方程：ΔE减＝ΔE增．即时应用2一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,在向右移动一段距离的过程中拉力F做了10J的功．在上述过程中(

)A．弹簧的弹性势能增加了10JB．滑块的动能增加了10JC．滑块和弹簧组成的系统机械能增加了10JD．滑块和弹簧组成的系统机械能守恒答案：C三、摩擦力做功的特点1．静摩擦力做功的特点(1)静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功．(2)存在相互摩擦的系统内，一对静摩擦力所做的总功为零．(3)在静摩擦力做功的过程中，有机械能的转移，而没有机械能转化为内能．2．滑动摩擦力做功的特点(1)滑动摩擦力可以对物体做正功，也可以做负功，还可以不做功．(2)相互间存在滑动摩擦力的系统内,一对滑动摩擦力做功将产生两种可能效果：①机械能全部转化为内能；②有一部分机械能在相互摩擦的物体间转移,另外部分转化为内能．(3)摩擦生热的计算：Q＝fs相对．即时应用3如图所示，木块A放在木块B的左端，用恒力F将A拉至B的右端，第一次将B固定在地面上，F做功为W1,产生的热量为Q1；第二次让B可以在光滑地面上自由滑动,仍将A拉到B右端，这次F做功为W2，产生的热量为Q2；则下列说法正确的是(

)A．W1＜W2，Q1＝Q2

B．W1＝W2，Q1＝Q2C．W1＜W2，Q1＜Q2D．W1＝W2，Q1＜Q2解析：选A.拉力F做的功直接由公式W＝Fscosα求得，其中s是物体对地的位移，所以W1＜W2，滑动摩擦力做功过程中产生的内能等于系统克服摩擦力做的功，即ΔE＝Q＝fs相对，其中s相对表示物体之间的相对位移，在这里是B的长度，所以Q1＝Q2.考点探究讲练互动例1【答案】

B【方法提升】功能关系的选用技巧(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动能定理分析．(2)只涉及重力势能的变化用重力做功与重力势能变化的关系分析．(3)只涉及机械能变化用除重力和弹力之外的力做功与机械能变化的关系分析．(4)只涉及电势能的变化用电场力做功与电势能变化的关系分析．考点2能量守恒定律的应用

(2013·福建六校联考)如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相切，半圆形导轨的半径为R.一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧，当它经过B点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍，之后向上运动恰能到达最高点C.(不计空气阻力)试求：(1)物体在A点时弹簧的弹性势能．(2)物体从B点运动至C点的过程中产生的内能．例2【方法总结】

(1)当涉及滑动摩擦力做功，机械能不守恒时，一般应用能的转化和守恒定律．(2)解题时，首先确定初末状态，然后分析状态变化过程中哪种形式的能量减少，哪种形式的能量增加，求出减少的能量总和ΔE减和增加的能量总和ΔE增，最后由ΔE减＝ΔE增列式求解．例3A．摩擦力对物块做的功为0.5mv2B．物块对传送带做功为0.5mv2C．系统摩擦生热为0.5mv2D．电动机多做的功为mv2【答案】

B【规律总结】利用Q＝f·s相对进行热量Q的计算时，关键是相对路程s相对的理解．例如：如果两物体同向运动，s相对为两物体对地位移大小之差；如果两物体反向运动，s相对为两物体对地位移大小之和；如果一个物体相对另一个物体往复运动，则s相对为两物体相对滑行路径的总长度．易错辨析

运动过程中的能量突变【范例】如图所示，若将小球拉到绳与水平方向成30°角的位置处由静止释放，求小球到达最低点C时绳对小球的拉力是多大？技法提炼思维升华【真知灼见】

轻绳在突然绷紧的过程中，沿绳方向的分速度消失，损失机械能.知能演练轻巧夺冠本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放实验六验证机械能守恒定律本节目录基础理论储备知能优化演练创新实验评析经典例题展示基础理论储备实验目的利用自由落体运动验证只有重力作用下的物体机械能守恒．实验原理在只有重力做功的自由落体运动中，分别求出做自由落体运动物体的重力势能的减少量和相应过程动能的增加量,若二者相等，说明机械能守恒，从而验证机械能守恒定律．实验器材铁架台(含铁夹)、打点计时器、学生电源、纸带、复写纸、导线、毫米刻度尺、重物(带纸带夹)．实验步骤1．安装置：按图甲将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路．甲2．打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方．先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落．更换纸带重复做3次～5次实验．误差分析1．本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服各种阻力(空气阻力、打点计时器阻力)做功,故动能的增加量ΔEk稍小于重力势能的减少量ΔEp，即ΔEk<ΔEp，这属于系统误差．改进的办法是调整器材的安装，尽可能地减小阻力．2．本实验的另一个误差来源于长度的测量，属偶然误差．减小误差的办法是测下落距离时都从O点量起，一次将各打点对应的下落高度测量完，或者多次测量取平均值．注意事项1．安装打点计时器时,必须使两个限位孔的中线严格竖直,以减小摩擦阻力．2．应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响相对减小,增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小．3．实验中，提纸带的手要保持不动，且保证纸带竖直．接通电源后，打点计时器工作稳定后再松开纸带．4．纸带长度选用60cm左右为宜，应选用点迹清晰的纸带进行测量．5．测下落高度时，要从第一个点测起，并且各点对应的下落高度要一次测量完．拓展创新1．物体的速度可以用光电计时器测量，消除纸带与限位孔的摩擦阻力带来的误差．2．用频闪照相进行验证，消除纸带受到的阻力．3．利用气垫导轨来设计该实验，以减小由于摩擦带来的误差．考点1对注意事项及误差分析的考查用落体法“验证机械能守恒定律”的实验中．(1)从下列器材中选出实验所必需的，其编号为________．A．打点计时器(包括纸带)；B.重锤；C.天平；D.毫米刻度尺；E.秒表；F.小车(2)打点计时器的安装放置要求为________；开始打点计时的时候，应先________，然后________．经典例题展示例1(3)选用的纸带要求是________．(4)实验中产生误差的原因主要是________，使重锤获得的动能往往________，为减小误差，悬挂在纸带下的重锤应选择________．(5)如果以v2/2为纵轴、h为横轴．根据实验数据绘出的v2/2－h图线是________，该线的斜率等于________．【答案】见解析考点2实验数据的处理在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知电磁打点计时器所用的电源的频率为50Hz，查得当地的重力加速度g＝9.80m/s2，测得所用的重物质量为1.00kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带(如图所示)，把第一个点记为O，另选连续的四个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm.例2(1)根据以上数据，可知重物由O点运动至C点，重力势能的减少量等于________J，动能的增加量等于________J(取三位有效数字)．(2)根据以上数据，可知重物下落时的实际加速度a＝____________________________________________________m/s2，a________g(填“大于”或“小于”)，原因是___________________________________________________.(2)根据CD－AB＝2aT2，CD＝OD－OC，AB＝OB－OA，代入数据得a＝9.75m/s2＜g.实验中重物受空气阻力，纸带受限位孔或打点计时器振针的阻力作用，导致a＜g.【答案】

(1)7.62

7.57

(2)9.75小于重物受空气阻力,纸带受限位孔或打点计时器振针的阻力创新实验评析【范例】

(2011·高考海南卷)现要通过实验验证机械能守恒定律．实验装置如图所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上的B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t.用d表示A点到导轨底端C点的距离，h表示A与C的高度差,b表示遮光片的宽度,s表示A、B两点间的距离,将遮光片通过光电门的平均速度看做滑块通过B点时的瞬时