幻灯片 1第4讲 功能关系 能量守恒定律
1.内容
(1)功是 的量度，即做了多少功就有多少 发生了转化．
(2)做功的过程一定伴随着 ，
而且 必须通过做功来实现．
能量转化
能量
能量的转化
能量的转化
----
幻灯片 22．功与对应能量的变化关系
动能
重力势能
弹性势能
机械能
系统内能
电势能
分子势能
----
幻灯片 3【针对训练】
1．(2012·海南高考)下列关于功和机械能的说法，正确的是( )
A．在有阻力作用的情况下，物体重力势能的减少不等于重力对物体所做的功
B．合力对物体所做的功等于物体动能的改变量
C．物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能，其大小与势能零点的选取有关
D．运动物体动能的减少量一定等于其重力势能的增加量
【解析】 物体重力做的功总等于重力势能的减少，因此A错；根据动能定理可知合力对物体所做的功等于物体动能的改变量，因此B正确；根据重力势能的定义和特点可知C正确；当有除重力以外的力对物体做功时，运动物体动能的减少量不等于其重力势能的增加量，因此D错．
【答案】 BC
----
幻灯片 41.内容
能量既不会凭空 ，也不会凭空 ，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＝ ．
产生
消失
转化
转移
保持不变
ΔE增
----
幻灯片 5【针对训练】
2．(2013届延安模拟)下列说法正确的是( )
A．随着科技的发展，第一类永动机是可以制成的
B．太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了
C．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，因而是不可能的
D．有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生
----
幻灯片 6【解析】 第一类永动机违背了能量守恒定律，所以不可能制成，A错误；根据能量守恒定律，太阳照射到宇宙空间的能量也不会凭空消失，B错误；要让马儿跑，必须要给马儿吃草，否则就违背能量守恒定律，C正确；所谓“全自动”手表内部还是有能量转化装置的，一般是一个摆锤，当人戴着手表活动时，摆锤不停地摆动，给游丝弹簧补充能量，才会维持手表的走动，D错．
【答案】 C
----
幻灯片 71.常见的几种功能对应关系
(1)合外力做功等于物体动能的改变，即W合＝Ek2－Ek1＝ΔEk.(动能定理)
(2)重力做功等于物体重力势能的减少量，即WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp.
(3)弹簧弹力做功等于弹性势能的减少量，即WF＝Ep1－Ep2＝－ΔEp.
(4)除了重力和弹簧弹力之外的其他力所做的总功，等于物体机械能的改变，即W其他力＝E2－E1＝ΔE.(功能原理)
----
幻灯片 82．对功能关系的理解
(1)不同的力对物体做功会引起不同能量的转化或转移，应根据题中已知和所求，选择合适的功能关系来分析问题．
(2)重力势能、弹性势能、电势能的改变量与对应的力做的功数值相等，但符号相反．
----
幻灯片 9----
幻灯片 10 (2012·重庆高考)如图5－4－1所示为一种摆式摩擦因数测量仪，可测量轮胎与地面间动摩擦因数，其主要部件有：底部固定有轮胎橡胶片的摆锤和连接摆锤的轻质细杆．摆锤的质量为m，细杆可绕轴O在竖直平面内自由转动，摆锤重心到O点距离为L.测量时，测量仪固定于水平地面，将摆锤从与O等高的位置处静止释放．摆锤到最低点附近时，橡胶片紧压地面擦过一小段距离s(s≪L)，之后继续摆至与竖直方向成θ角的最高位置．若摆锤对地面的压力可视为大小为F的恒力，重力加速度为g，求
(1)摆锤在上述过程中损失的机械能；
(2)在上述过程中摩擦力对摆锤所做的功；
(3)橡胶片与地面之间的动摩擦因数．
【审题视点】 (1)注意摆锤的起始和最后位置，计算高度差．
(2)摩擦存在于橡胶片压紧地面的一小段s，且摩擦力为恒力(因为正压力可视为恒力F)．
----
幻灯片 11----
幻灯片 12【即学即用】
1．(2013届陕西师大附中检测)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，下列叙述正确的是(重力加速度为g)( )
A．货物的动能一定增加mah－mgh
B．货物的机械能一定增加mah
C．货物的重力势能一定增加mah
D．货物的机械能一定增加mah＋mgh
【解析】 根据动能定理可知，货物动能的增加量等于货物合外力做的功mah，A项错误；根据功能关系，货物机械能的增量等于除重力以外的力做的功而不等于合外力做的功，B项错误；由功能关系知，重力势能的增量对应货物重力做的负功的大小mgh，C项错误；由功能关系，货物机械能的增量为起重机拉力做的功m(g＋a)h，D项正确．
【答案】 D
----
幻灯片 131.对能量守恒定律的理解
(1)某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，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．应用能量守恒定律解题的步骤
(1)分清有几种形式的能在变化，如动能、势能(包括重力势能、弹性势能、电势能)、内能等．
(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ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式．
(3)列出能量守恒关系式：ΔE减＝ΔE增．
----
幻灯片 14----
幻灯片 15 (2013届长春一中检测)如图5－4－2所示，一物体的质量m＝2 kg，在倾角θ＝37°的斜面上的A点以初速度v0＝3 m/s下滑，A点距弹簧上端B的距离AB＝4 m．当物体到达B后将弹簧压缩到C点，最大压缩量
BC＝0.2 m，然后物体又被弹簧
弹上去，弹到的最高位置为D点，
AD＝3 m．挡板及弹簧的质量不计，
g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，求：
(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ.
(2)弹簧的最大弹性势能Epm.
【审题视点】 (1)物体从开始位置A点到最后D点的过程中，弹性势能是否变化？利用公式Q＝fx计算摩擦生热时，x表示位移还是路程？
(2)物体在C点时弹性势能最大，物体从开始位置A到C的过程中，分析动能变化、重力势能变化、弹性势能变化及摩擦生热，利用能量守恒定律方程求解．
----
幻灯片 16【答案】 (1)0.52 (2)24.4 J
----
幻灯片 17----
幻灯片 18【答案】 ABD
----
幻灯片 19模型特点：相对运动．如子弹打木块、物体上下叠在一起运动、物体在传送带上运动的问题是此类问题的典型题型．
解题策略：(1)要正确分析物体的运动过程，判断物体是一直匀加速运动还是先匀加速再匀速运动；(2)计算力所做的功时，位移是对地位移；计算因滑动摩擦产生的内能时，常用功能关系Q＝Ffs，需注意的是s为物体之间的相对路程；只有存在滑动摩擦力时才有内能产生．
----
幻灯片 20----
幻灯片 21【潜点探究】 (1)物体是否一直做匀加速直线运动？传送带对物体做功时，哪些能发生转化？根据功能关系计算传送带对物体做的功．
(2)传送带与物体之间发生了相对滑动，怎样计算因摩擦产生的热量？电动机做的功使哪些能量发生了转化？利用功能关系计算电动机做的功．
----
幻灯片 22【答案】 (1)255 J (2)270 J
----
幻灯片 23【即学即用】
3.(2013届陕西六校联考)如图5－4－5所示，在光滑的水平面上有一个质量为M的木板B处于静止状态，现有一个质量为m的木块A在B的左端以初速度v0开始向右滑动，已知M＞m，用①和②分别表示木块A和木板B的图象，在木块A从B的左端滑到右端的过程中，下面关于速度v随时间t、动能Ek随位移s的变化图象，其中可能正确的是( )
----
幻灯片 24【答案】 D
----
幻灯片 25
----
幻灯片 26
【答案】 D
----
幻灯片 27●考查重力势能、功率、功能关系
2.(2012·福建高考)如图5－4－7所示，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)．初始时刻，A、B处于同一高度并恰好处于静止状态．剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块( )
A．速率的变化量不同
B．机械能的变化量不同
C．重力势能的变化量相同
D．重力做功的平均功率相同
----
幻灯片 28【答案】 D
----
幻灯片 29----
幻灯片 30【答案】 BD
----
幻灯片 31----
幻灯片 32【解析】 对甲、乙单独受力分析，两车都先加速后减速，故系统动能先增大后减少，A错误；弹簧最长时，外力对系统做正功最多，系统的机械能最大，B正确；弹簧达到最长后，甲、乙两车开始反向加速运动，F1、F2对系统做负功，系统机械能开始减少，C错；当两车第一次速度减小到零时，弹簧弹力大小大于F1、F2的大小，当返回速度再次为零时，弹簧的弹力大小小于外力F1、F2的大小，D错．
【答案】 B
----
幻灯片 33----
幻灯片 34----
幻灯片 35【答案】 (1)2×103 N (2)6.3×104 J (3)31.5 m
----
幻灯片 36----
幻灯片 37----
【点此下载】