第6講小專題:功能關(guān)系能量守恒定律考點一對功能關(guān)系的理解與應(yīng)用幾種常見的功能關(guān)系及其表達式做功能的變化定量關(guān)系合力做功動能變化W=Ek2-Ek1=ΔEk重力做功重力勢能變化(1)重力做正功,重力勢能減少;重力做負功,重力勢能增加。(2)WG=-ΔEp=Ep1-Ep2彈簧彈力做功彈性勢能變化(1)彈力做正功,彈性勢能減少;彈力做負功,彈性勢能增加。(2)W彈=-ΔEp=Ep1-Ep2只有重力、彈簧彈力做功機械能不變化機械能守恒,ΔE=0除重力和彈簧彈力之外的其他力做功機械能變化(1)其他力做多少正功,物體的機械能就增加多少;其他力做多少負功,物體的機械能就減少多少。(2)W其他=ΔE一對相互作用的滑動摩擦力做功機械能減少,內(nèi)能增加(1)作用于系統(tǒng)的一對滑動摩擦力做的總功一定為負功,系統(tǒng)內(nèi)能增加。(2)摩擦生熱Q=Ffx相對安培力做功電能變化(1)克服安培力做的功等于電能的增加量。(2)W克安=E電[例1]【對功能關(guān)系的理解】(2024·廣東深圳期末)嶺南茶文化是中國茶文化重要系列之一。傳統(tǒng)炒青是指在制作茶葉的過程中利用微火在鍋中使茶葉萎凋的手法,通過人工揉捻令茶葉水分快速蒸發(fā),阻斷了茶葉發(fā)酵的過程,并使茶汁的精華完全保留的工序。制茶師傅從熱鍋底將質(zhì)量為m的茶葉以初速度v0豎直揚起,空氣阻力不可忽略,以鍋底為重力勢能零勢能面,則茶葉從鍋底位置離開手開始,在空中重心上升h到最高點過程中()[A]重力做功為mgh[B]合力做功為-mgh[C]最高點茶葉的動能為12mv0[D]最高點茶葉的機械能小于12m聽課筆記

[例2]【功能關(guān)系與圖像的結(jié)合】(2024·廣東深圳階段檢測)在大力士比賽中,選手豎直向上拋出一重物。取拋出點為重力勢能零點,上升階段重物的機械能E總和重力勢能Ep隨它離開拋出點的高度h的變化如圖所示。重力加速度g取10m/s2,由圖中數(shù)據(jù)可得()[A]重物的質(zhì)量為2.5kg[B]h=8m時,重物的動能為200J[C]重物上升過程中,阻力大小恒為100N[D]重物上升過程中,合力做功為-1000J考點二摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化如圖所示,光滑水平面上有一質(zhì)量為M的長木板以速度v1向右運動,將一質(zhì)量為m、速度為v2的物塊放置在長木板左側(cè),一段時間后兩者相對靜止且以v3向右運動。已知v1小于v2,長木板的位移為x1,物塊的位移為x2,物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為μ。(1)分別對長木板和物塊運動過程應(yīng)用動能定理列出相關(guān)表達式。(2)結(jié)合(1)中所列關(guān)系式你能求出該系統(tǒng)損失的動能嗎?你認為損失的動能轉(zhuǎn)化成了什么能?這一能量與滑動摩擦力做功存在什么關(guān)系?兩種摩擦力的做功情況比較項目靜摩擦力滑動摩擦力不同點能量的轉(zhuǎn)化方面不會引起系統(tǒng)機械能的變化,只使系統(tǒng)中物體間機械能發(fā)生轉(zhuǎn)移引起系統(tǒng)機械能的變化,一方面使系統(tǒng)中物體間機械能轉(zhuǎn)移,另一方面使系統(tǒng)總機械能減少,減少的機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能一對摩擦力的總功方面一對靜摩擦力所做功的代數(shù)和等于零一對滑動摩擦力所做功的代數(shù)和不為零,總功W=-Ffx相對,即相對滑動時產(chǎn)生的熱量相同點做功的性質(zhì)方面兩種摩擦力對物體可以做正功、負功,還可以不做功[例3]【對摩擦力做功的理解】關(guān)于各類恒力做功問題,下列說法正確的是()[A]滑動摩擦力對物體可能做負功,也可能做正功,但不可能不做功[B]靜摩擦力發(fā)生在相對靜止的物體之間,所以靜摩擦力對物體一定不做功[C]一對作用力與反作用力所做的功一定大小相等,正負相反[D]一對相互作用的滑動摩擦力做功代數(shù)和一定不為零,且為負值聽課筆記

[例4]【摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化】一木塊靜止放在光滑水平面上,一顆子彈沿水平方向射入木塊,若子彈進入木塊的最大深度為x1,與此同時木塊沿水平面移動的距離為x2,設(shè)子彈在木塊中受到的摩擦力大小不變,則在子彈進入木塊的過程中()①子彈損失的動能與木塊獲得的動能之比為(x1+x2)∶x2②子彈損失的動能與系統(tǒng)損失的動能之比為(x1+x2)∶x1③木塊獲得的動能與因系統(tǒng)變熱損失的動能之比為x2∶x1④木塊獲得的動能與因系統(tǒng)變熱損失的動能之比為x1∶x2[A]①②③ [B]①②④[C]②③④ [D]①③④摩擦力做功的分析方法(1)無論是滑動摩擦力,還是靜摩擦力,計算做功時都是用力與對地位移的乘積。(2)摩擦生熱的計算公式Q=Ff·x相對,其中x相對為兩接觸物體間的相對位移,若物體相對接觸面做往復(fù)運動,則代入總的相對路程s相對?？键c三對能量守恒定律的理解與應(yīng)用[例5]【能量轉(zhuǎn)化和守恒定律的簡單應(yīng)用】(多選)如圖所示,傾角為θ=53°的固定粗糙斜面上有一A點,長度為0.5m的木板質(zhì)量分布均勻,其質(zhì)量為M=3kg,開始用外力使木板下端與A點對齊,如圖。木塊質(zhì)量為m=1kg,兩者用一輕質(zhì)細繩繞過光滑定滑輪連接在一起,木板與斜面的動摩擦因數(shù)為23?，F(xiàn)撤去外力讓木板由靜止開始運動到上端剛好過A點,此過程中,下列說法正確的是(取sin53°=0.8,cos53°=0.6)([A]木板和木塊組成的系統(tǒng)機械能守恒[B]木板上端剛過A點時速度大小為22[C]木板減少的機械能等于木塊增加的機械能與系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量之和[D]系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量為10J[例6]【能量轉(zhuǎn)化和守恒定律在實際生活中的應(yīng)用】某品牌電動汽車電動機最大輸出功率為120kW,最高車速可達180km/h,車載電池最大輸出電能為75kW·h。已知該車以90km/h的速度在平直公路上勻速行駛時,電能轉(zhuǎn)化為機械能的總轉(zhuǎn)化率為90%。若汽車行駛過程中受到阻力F阻與車速v的關(guān)系符合F阻=kv2,其中k為未知常數(shù),則該電動汽車以90km/h行駛的最大里程約為()[A]350km [B]405km[C]450km [D]50