第四節(jié)功能關系能量守恒第四節(jié)功能關系能量守恒基礎知識梳理課堂互動講練經(jīng)典題型探究知能優(yōu)化演練基礎知識梳理一、功能關系1．功是________的量度，即做了多少功就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化．2．做功的過程一定伴隨著________，而且________必通過做功來實現(xiàn)．能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化二、能量守恒定律能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式____為別的形式，或者從一個物體____到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，其總量____.應從下面兩方面去理解能量守恒定律：1．某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加，且減少量和增加量一定相等；2．某個物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等．這也是我們列能量守恒定律方程式的兩條基本思路．轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移不變課堂互動講練一、幾種常見的功與能的關系1．合外力對物體所做的功等于物體動能的增量，即W合＝ΔEk＝Ek2－Ek1，即動能定理．2．重力做功對應重力勢能的改變．WG＝－ΔEp＝Ep1－Ep2重力做多少正功，重力勢能減少多少；重力做多少負功，重力勢能增加多少．3．彈簧彈力做功與彈性勢能的改變相對應．WF＝－ΔEp＝Ep1－Ep2彈力做多少正功，彈性勢能減少多少；彈力做多少負功，彈性勢能增加多少．4．除重力或彈簧的彈力以外的其他力做多少功與物體機械能的增量相對應，即W其他＝ΔE.(1)除重力或彈簧的彈力以外的其他力做多少正功，物體的機械能就增加多少．(2)除重力或彈簧的彈力以外的其他力做多少負功，物體的機械能就減少多少．(3)除重力或彈簧的彈力以外的其他力不做功，物體的機械能守恒．5．電場力做功與電勢能變化的關系WAB＝－ΔEp電場力做正功，電勢能減少；電場力做負功，電勢能增加．6．安培力做正功，電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能；克服安培力做功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能．特別提醒：在動能定理中，合外力的功包含重力和彈力在內(nèi)的所有力所做功的代數(shù)和，所以可能包含著重力勢能和彈性勢能的轉(zhuǎn)化．即時應用1．一塊質(zhì)量為m的木塊放在地面上，用一根彈簧連著木塊，如圖5－4－1所示，用恒力F拉彈簧，使木塊離開地面，如果力F的作用點向上移動的距離為h，則(

)A．木塊的重力勢能增加了mghB．木塊的機械能增加了FhC．拉力所做的功為FhD．木塊的動能增加了Fh圖5－4－1解析：選C.木塊上升的高度小于h，所以重力勢能增量小于mgh，A錯；彈性勢能與重力勢能的增加之和為Fh，故BD錯；由功的定義式可知C對．二、摩擦力做做功與機械能能、內(nèi)能之間間的轉(zhuǎn)化關系系1．靜摩擦力做做功的特點(1)靜摩擦力可以以做正功，可可以做負功，，還可以不做做功．(2)存在相互摩擦擦的系統(tǒng)內(nèi)，，一對靜摩擦擦力所做的總總功為零．(3)在靜摩擦力做做功的過程中中，有機械能能的轉(zhuǎn)移，而而沒有機械能能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能能．2．滑動摩擦力力做功的特點點(1)滑動摩擦力可可以對物體做做正功，也可可以做負功，，還可以不做做功．(2)相互間存在滑滑動摩擦力的的系統(tǒng)內(nèi)，一一對滑動摩擦擦力做功將產(chǎn)產(chǎn)生兩種可能能效果：①機機械能全部轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；；②有一部分分機械能在相相互摩擦的物物體間轉(zhuǎn)移，，另外部分轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．．(3)摩擦生熱的計計算：Q＝Ffl相．即時應用2.一木塊靜止在在光滑水平面面上，被水平平方向飛來的的子彈擊中，，子彈進入木木塊的深度為為2cm，木塊相對于于桌面移動了了1cm，設木塊對子子彈的阻力恒恒定，則產(chǎn)生生的內(nèi)能和子子彈損失的動動能之比是多多少？解析：由功能關系，，摩擦產(chǎn)生的的內(nèi)能：Q＝Fs相對．．子彈損損失的的動能能等于于合外外力對對子彈彈做功功的負負值，，即三、能能量守守恒定定律的的理解解及應應用1．對定定律的的理解解(1)某種形形式的的能量量減少少，一一定存存在另另外形形式的的能量量增加加，且且減少少量和和增加加量相相等．．(2)某個物物體的的能量量減少少，一一定存存在別別的物物體的的能量量增加加，且且減少少量和和增加加量相相等．．2．應用用定律律解題題的步步驟(1)分清共共有多多少種種形式式的能能(如動能能、勢勢能、、電能能、內(nèi)內(nèi)能等等)在變化化．(2)明確哪哪種形形式的的能量量增加加，哪哪種形形式的的能量量減少少．(3)減少的的總能能量一一定等等于增增加的的總能能量，，據(jù)此此列出出方程程：ΔE減＝ΔE增．特別提提醒：：應用能能量守守恒定定律解解決有有關問問題，，關鍵鍵是準準確分分析有有多少少種形形式的的能在在變化化，求求出減減小的的總能能量和和增加加的總總能量量，然然后再再依據(jù)據(jù)能量量守恒恒列式式求解解．經(jīng)典題型探究于(2010年高考山東理綜卷)如圖5－4－2所示，傾角θ＝30°的粗糙斜面固定在地面上，長為l、質(zhì)量為m、粗細均勻、質(zhì)量分布均勻的軟繩置于斜面上，其上端例1功能關系的應用題型一圖5－4－2與斜面面頂端端齊平平．用用細線線將物物塊與與軟繩繩連接接，物物塊由由靜止止釋放放后向向下運運動，，直到到軟繩繩剛好好全部部離開開斜面面(此時物物塊未未到達達地面面)，在此此過程程中()A．物塊塊的機機械能能逐漸漸增加加B．軟繩繩重力力勢能能共減減少了了mglC．物塊塊重力力勢能能的減減少等等于軟軟繩克克服摩摩擦力力所做做的功功D．軟繩繩重力力勢能能的減減少小小于其其動能能的增增加與與克服服摩擦擦力所所做功功之和和【思路點點撥】題中涉涉及多多種力力做的的功，，動能能的變變化，，能的的轉(zhuǎn)化化等問問題，，所以以用功功能關關系分分析．．【答案】BD【規(guī)律總總結】理解做做功與與對應應的能能量的的轉(zhuǎn)化化關系系，是是解題題的關關鍵．．變式訓訓練一質(zhì)量量均勻勻的不不可伸伸長的的繩索索(其重力力不可可忽略略)．A、B兩端固固定在在天花花板上上，如如圖5－4－3所示，，今在在最低低點C施加一一豎直直向下下的力力將繩繩索拉拉至D點，在在此過過程中中，繩繩索的的重心心位置置將()圖5－4－3A．逐漸漸升高高B．逐漸漸降低低C．先降降低后后升高高D．始終終不變變解析：：選A.在下拉拉過程程中，，外力力做正正功，，繩索索的機機械能能增加加，而而動能能又不不變，，故重重力勢勢能增增大，，重心心上升升．例2能量守恒定律的應用題型二(2009年高考山東東卷)圖5－4－4為某探究活活動小組設設計的節(jié)能能運輸系統(tǒng)統(tǒng)．斜面軌軌道傾角為為30°，質(zhì)量為M的木箱與軌軌道的動摩摩擦因數(shù)為為.木箱在軌道道頂端時，，自動裝貨貨裝置將質(zhì)質(zhì)量為m的貨物裝入入木箱，然然后木箱載載著貨物沿沿軌道無初初速滑下，，當輕彈簧簧被壓縮至至最短時，，自動卸貨貨裝置立刻刻將貨物卸卸下，然后后木箱恰好好被彈回到到軌道頂端端，再重復復上述過程程．下列選選項正確的的是()圖5－4－4A．m＝MB．m＝2MC．木箱不與與彈簧接觸觸時，上滑滑的加速度度大于下滑滑的加速度度D．在木箱與與貨物從頂頂端滑到最最低點的過過程中，減減少的重力力勢能全部部轉(zhuǎn)化為彈彈簧的彈性性勢能【思路點撥撥】在木箱與與貨物從從頂端滑滑到最低低點的過過程和木木箱反彈彈至頂端端的過程程中，除除有重力力勢能、、彈性勢勢能的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化外，，還有因因摩擦力力做功產(chǎn)產(chǎn)生的內(nèi)內(nèi)能，可可應用能能量守恒恒定律列列式求解解．【解析】受力分析析可知，，下滑時時加速度度為gsinθ－μgcosθ，上滑時時加速度度為gsinθ＋μgcosθ，所以C正確．設下滑滑的距離為l，根據(jù)能量守守恒有μ(m＋M)glcosθ＋μMglcosθ＝mglsinθ，得m＝2M.也可以根據(jù)除除了重力、彈彈力做功以外外，其他力做做的功之和等等于系統(tǒng)機械械能的變化量量算出B正確．在木箱箱與貨物從頂頂端滑到最低低點的過程中中，減少的重重力勢能轉(zhuǎn)化化為彈簧的彈彈性勢能和內(nèi)內(nèi)能，所以D不正確．【答案】BC【規(guī)律總結】在應用能量守守恒定律分析析問題時，首首先應抓住有有幾種形式的的能量參與了了轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移移，然后再利利用能量守恒恒定律列式求求解．傳送帶問題分分析例3(滿分樣板14分)(2011年杭州模擬)如圖5－4－5所示，一質(zhì)量量為m的滑塊從高為為h的光滑圓弧形形槽的頂端A處無初速度地地滑下，槽的的底端B與水平傳送帶帶相接，傳送送帶的運行速速度恒為v0，兩輪軸心間間距為l，滑塊滑到傳傳送帶上后做做勻加速運動動，滑到傳送送帶右端C時，恰好加速速到與傳送帶帶的速度相同同，求：題型三圖5－4－5(1)滑塊到達底端端B時的速度大小小vB；(2)滑塊塊與與傳傳送送帶帶間間的的動動摩摩擦擦因因數(shù)數(shù)μ；(3)此過過程程中中，，由由于于克克服服摩摩擦擦力力做做功功而而產(chǎn)產(chǎn)生生的的熱熱量量Q.【思路路點點撥撥】解題題樣樣板板(1)滑塊在在由A到B的過程程中機機械能能守恒恒，(3)Q＝Ff·l相對＝μmgl相對(2分)【規(guī)律總總結】傳送帶帶在日日常生生活和和生產(chǎn)產(chǎn)中應應用非非常廣廣泛，，近幾幾年高高考中中與傳傳送帶帶運