1、第4課功能關(guān)系能量守恒定律梳理一根板塊，打地基。知識(shí)點(diǎn)1功能關(guān)系1.能量的概念：如果一個(gè)物體能對(duì)外工作，牙齒物體就有能量。2.功能關(guān)系(1)球是能量轉(zhuǎn)換的尺度。也就是說(shuō)，做多少球就能知道有多少能量在轉(zhuǎn)換。(2)工作的過(guò)程必須伴隨著能量的轉(zhuǎn)換，能量的轉(zhuǎn)換必須通過(guò)工作實(shí)現(xiàn)。知識(shí)點(diǎn)2能量守恒定律1.內(nèi)容：能量不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失。只能從一種形式轉(zhuǎn)移到另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體。在轉(zhuǎn)換和傳輸過(guò)程中，能量總量保持不變。2.適用范圍：能量守恒定律是貫穿物理學(xué)的基本定律，是各種自然現(xiàn)象中普遍適用的定律。3.表達(dá)式(1)E秒=E末，超狀態(tài)各種能量的總和等于末狀態(tài)各種能量的總和。(2)

2、E增加=E減少，增加的能量之和等于減少的能量之和。板塊2考試點(diǎn)詳細(xì)研究，法律演員?？荚圏c(diǎn)1功能關(guān)系的理解和應(yīng)用加深理解1.進(jìn)一步了解功能關(guān)系(1)工作的過(guò)程是能量轉(zhuǎn)換的過(guò)程。徐璐其他形式的能源發(fā)生相互轉(zhuǎn)換是通過(guò)工作實(shí)現(xiàn)的。(2)工作是能量轉(zhuǎn)換的測(cè)量，功能和能量的關(guān)系，一個(gè)反映在徐璐另一個(gè)力上，徐璐對(duì)應(yīng)于其他形式的能量轉(zhuǎn)換，具有一對(duì)一的對(duì)應(yīng)關(guān)系，二個(gè)是有多少工作與能量轉(zhuǎn)換有多少相等的數(shù)值上。幾個(gè)茄子的一般功能關(guān)系和表達(dá)竭盡全力工作能量的變化定量關(guān)系合力的功績(jī)動(dòng)能變化W=ek2-ek1= ek重力球重力可以改變(1)重力進(jìn)行靜功，重力減少(2)重力做負(fù)作用會(huì)增加重力能量(3) WG=- EP=ep

3、1-ep2彈簧彈力的工作彈性可以改變(1)彈力正孔，彈力下降(2)彈力做負(fù)的事情，彈力會(huì)增加(3) wf=- EP=ep1-ep2速記表竭盡全力工作能量的變化定量關(guān)系重力和彈簧彈簧彈簧以外的力執(zhí)行的操作機(jī)械能變化(1)其他力做多大的靜功，物體的機(jī)械能就增加(2)像其他力所做的那樣，做負(fù)作用的話，物體的機(jī)械能就會(huì)減少(3) w= e一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦的總工作內(nèi)部能源變化(1)作用于系統(tǒng)的一對(duì)滑動(dòng)摩擦力的總功必須為負(fù)，在系統(tǒng)內(nèi)可以增加(2) q=ffl相對(duì)例1奧運(yùn)會(huì)項(xiàng)目中的高跳水是我國(guó)運(yùn)動(dòng)員的強(qiáng)項(xiàng)。如圖所示，質(zhì)量為M的跳水選手下水后受到水的阻力進(jìn)行減速運(yùn)動(dòng)，如果將水對(duì)她的阻力大小設(shè)定為F，那么

4、在她的減速鋼高度為H的過(guò)程中(G是當(dāng)?shù)刂亓铀俣? ()是正確的。A.她的動(dòng)能減少了FhB.她的重力潛力增加了mghC.她的機(jī)械能減少(f-mg) hD.她的機(jī)械能減少了Fh(1)選手下水后受多少力？各自做什么工作？提示：重力和阻力。重力做正功，阻力做負(fù)功。(2)運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能如何變化？提示：阻力做負(fù)作用，機(jī)械能減少。請(qǐng)選擇d。運(yùn)動(dòng)員在降低高度H的過(guò)程中，重力能量減少了mgh，選項(xiàng)B錯(cuò)了。除了重力，只有水對(duì)她的阻力F做負(fù)作用是Fh，所以機(jī)械能減少Fh，選項(xiàng)C出錯(cuò)，選項(xiàng)D正確。動(dòng)能定理表明(-f mg) h=0-ek，因此ek=(f-mg) h，動(dòng)能減少(f-mg) h，選項(xiàng)a無(wú)效?？偨Y(jié)升華功能

5、關(guān)系的選擇原則(1)總體原則是根據(jù)工作與能源轉(zhuǎn)換的一對(duì)一對(duì)應(yīng)關(guān)系，決定選定的定理或規(guī)律。如果只涉及動(dòng)能的變化，那就是用動(dòng)能定理分析。(2)只參與重力能量變化的重力工作與重力能量變化的關(guān)系分析。(3)只涉及機(jī)械能的變化，除重力和彈力以外的力工作與機(jī)械能變化的關(guān)系分析。(4)僅涉及傳記能量的變化，分析了電場(chǎng)力工作與傳記能量變化的關(guān)系。1.2017河南8點(diǎn)質(zhì)量檢查一名學(xué)生垂直投擲質(zhì)量為M的瓶裝水(可視為質(zhì)點(diǎn))，水瓶以G的加速度均勻減速上升，上升的最大高度為H。水瓶往返過(guò)程中所受的阻力大小不變。然后()A.上升過(guò)程中水瓶的動(dòng)能減少量是mgHB.上升過(guò)程中水瓶的機(jī)械能減少mgHC.水瓶掉到地上時(shí)動(dòng)能的大

6、小是多少D.水瓶上升的過(guò)程超重，墜落的過(guò)程處于失重狀態(tài)答案a分析水瓶以A=G的速度上升，阻力設(shè)為F，則有MG F=MA，阻力F=MG，上升階段動(dòng)能的變化量等于合力工作，W和=-MAH=-MGH，因此A是正確的。上升過(guò)程是動(dòng)能定理：-mgH=0-EK0的初始動(dòng)能是mgH，整個(gè)過(guò)程是通過(guò)動(dòng)能定理得到的：-2FH=EK-EK0，EK=MGH，所以C是錯(cuò)的。上升過(guò)程中機(jī)械能的變化是阻力操作，即-FH=E，上升過(guò)程中機(jī)械能減少mgH，B錯(cuò)了。上升階段加速度方向下，下降階段加速度方向下，都是失重狀態(tài)，因此D無(wú)效。2.2017青島模擬(多選)如圖所示，原長(zhǎng)度為L(zhǎng)的彈簧是底部固定在水平地面上的壓縮彈簧，質(zhì)量為

7、M的球是在彈簧正上方從地面高度的H處停止的壓縮彈簧。如果彈簧的最大壓縮量為x，球下落時(shí)空氣阻力為Ff，則球從起點(diǎn)下落到最低點(diǎn)的過(guò)程()A.球動(dòng)能的增加為零B.球重力潛力的增加是mg (h x-l)C.彈簧彈性勢(shì)能的增加是(mg-ff) (h x-l)D.系統(tǒng)機(jī)械能減少FfH答案AC在解釋球下落的過(guò)程中，起始速度為0，結(jié)束速度為0，因此球的動(dòng)能增量為0，因此A是正確的。在球下落的整個(gè)過(guò)程中，重力作用于WG=MGH=MG (H X-L)，測(cè)量重力能量隨重力的變化。WG=- EP:小球的重力能量增量為-MG (H X-L)，因此根據(jù)動(dòng)能定理：WG WF W tan=0-0=0，因此W tan=-(M

8、G-FF)(H X-L)試驗(yàn)點(diǎn)2摩擦工作與能量的關(guān)系比較分析比較兩種摩擦力的工作情況范疇比較靜態(tài)摩擦滑動(dòng)摩擦不相同的點(diǎn)能量的旋轉(zhuǎn)花房棉在靜摩擦工作過(guò)程中，只有機(jī)械能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體(靜摩擦起到傳送機(jī)械能的作用)，機(jī)械能不轉(zhuǎn)換為其他形式的能量(1)徐璐摩擦的物體通過(guò)摩擦作用，將一些機(jī)械能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體(2)部分機(jī)械能轉(zhuǎn)換為內(nèi)能，牙齒部分能量是系統(tǒng)機(jī)械能的損失量一對(duì)摩擦力量總工側(cè)面一對(duì)靜摩擦所做的事情的對(duì)數(shù)和總和都為零一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦對(duì)物體系統(tǒng)進(jìn)行的總工作是摩擦力和兩個(gè)物體相對(duì)距離的乘積為負(fù)工作，即WFF=-FFX，意味著物體克服摩擦力，將系統(tǒng)損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)部能量

9、。獎(jiǎng)相同的點(diǎn)政工，負(fù)面的事，不工作側(cè)面兩種茄子摩擦力對(duì)物體都可以做正功、負(fù)功，也可以不做例2馬達(dá)以一定速度V驅(qū)動(dòng)水平傳送帶，質(zhì)量為M的小木塊在靜止的情況下輕放在傳送帶上。如果小木塊和傳送帶之間的動(dòng)摩擦系數(shù)為，小木塊和傳送帶相對(duì)靜止時(shí)，要求如下：(1)小木塊的變位；(2)傳送帶運(yùn)轉(zhuǎn)的距離；(3)小木塊獲得的動(dòng)能；(4)摩擦過(guò)程中產(chǎn)生的摩擦熱；(5)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)傳送帶以固定速度傳送輸出的總能量。(1)第一次把小木塊放在傳送帶上時(shí)，加速度是多少？(？運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)怎么樣？提示：加速方向水平向右，小木塊均勻地加速直線運(yùn)動(dòng)。(2)摩擦產(chǎn)生的熱量的公式是什么？電動(dòng)機(jī)的多輸出能量轉(zhuǎn)換為什么能量？提示：Q=FFL相對(duì)

10、，電動(dòng)機(jī)的多輸出能量轉(zhuǎn)換為小木塊的動(dòng)能和摩擦熱之和。(1) (2) (3)mv2 (4)mv2 (5)嘗試回答mv2。木塊第一次放上去時(shí)速度為零，通過(guò)傳送帶的滑動(dòng)摩擦力均勻加速的直線運(yùn)動(dòng)，與傳送帶怠速后不再相對(duì)滑動(dòng)，在整個(gè)過(guò)程中木塊獲得一定的能量，系統(tǒng)必須產(chǎn)生摩擦熱。對(duì)于小木塊，相對(duì)滑動(dòng)時(shí) M G=MA的加速度A= G。V=到達(dá)從AT取得的相對(duì)停止所需的時(shí)間T=。(1)小木塊的變位L1=t=。(2)傳送帶總是以固定的速度移動(dòng)。距離L2=VT=。(3)小木塊獲得的動(dòng)能ek=mv2動(dòng)能定理 m gl1=ek，因此也可以使用ek=mv2(4)產(chǎn)生的摩擦熱：q= m g (L2-L1)=mv2。(注：

11、q=ek是巧合。不是所有的問(wèn)題都是這樣。）(5)根據(jù)能量守恒定律，電動(dòng)機(jī)輸出的總能量轉(zhuǎn)換為小木塊的動(dòng)能和摩擦熱，E總計(jì)=EK Q=MV2?？偨Y(jié)升華解決物體相對(duì)滑動(dòng)的能量問(wèn)題的方法(1)正確分析物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，做好力狀態(tài)分析。(2)利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式與牛頓第二定律相結(jié)合，分析物體的速度關(guān)系和變位關(guān)系?；瑒?dòng)摩擦力區(qū)分對(duì)某個(gè)物體所做的工作和對(duì)系統(tǒng)所做的工作。(3)公式Q=FFL相對(duì)中，L是兩個(gè)接觸物體之間的相對(duì)位移，如果物體在接觸面上進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，則L相對(duì)距離是總相對(duì)距離。2017山東濟(jì)寧模擬(多重選擇) (多重選擇)如圖所示，L，質(zhì)量為M的木板固定在光滑的水平面上，木板上放置質(zhì)量為M的團(tuán)塊，物體和木板

12、之間的動(dòng)摩擦系數(shù)為。雕塑以超速度v0從木板左端滑向右端時(shí)，木板沒(méi)有固定時(shí)，水團(tuán)正好可以從木板右端滑下。(如果木板沒(méi)有固定，以下敘述是正確的。)A.雕塑不能在木板的右端滑動(dòng)B.系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量q= m GLC.t=經(jīng)過(guò)塊和木板后相對(duì)靜止D.摩擦對(duì)木板所做的工作等于水團(tuán)克服摩擦。答案AC當(dāng)分析板固定時(shí)，水塊減少的動(dòng)能都轉(zhuǎn)化為內(nèi)部能量。當(dāng)木板不固定時(shí)，在水塊向右減速的過(guò)程中，木板必須向右加速，水塊減少的動(dòng)能應(yīng)減少系統(tǒng)生成的內(nèi)部能量和通過(guò)轉(zhuǎn)換為木板的動(dòng)能而產(chǎn)生的內(nèi)部能量，水塊相對(duì)于木板滑動(dòng)的距離應(yīng)減少，因此在木板的右端不應(yīng)該滑動(dòng)，所以A是對(duì)的。(Albert extensin，Northern Expo

13、sure(美國(guó)電視電視劇)，樹系統(tǒng)生成的列Q=FFX相對(duì)= MGX相對(duì)mgL，因此是B錯(cuò)誤。塊和木板的最終共同速度為V，由塊和木板組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒是通過(guò)向右的正向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，MV0=(m)V，木板，動(dòng)量定理得到的： m gt=mv，聯(lián)立解t=物體與木板的相對(duì)變位大小不相等，因此物體試驗(yàn)點(diǎn)3能量轉(zhuǎn)換問(wèn)題的應(yīng)用擴(kuò)展和擴(kuò)展1.應(yīng)用能量守恒定律的基本思路(1)任何形式的能源減少必須有其他形式的能源增加，減少量和增加量必須相同。(2)一個(gè)物體的能量減少必須有另一個(gè)物體的能量增加，減少量和增加量必須相同。應(yīng)用能量守恒定律解決問(wèn)題的步驟(1)區(qū)分有多少形式的能量(動(dòng)能、勢(shì)能、內(nèi)能等)發(fā)生了變化。(

14、2)明確某種形式的能量增加，某種形式的能量減少，列出減少的能量 E減少和增加的能量 E增加的表達(dá)式。(3)列舉能量守恒關(guān)系 e減= e增長(zhǎng)。示例3 2017江西南昌2模式將槽固定在傾斜角度為37的足夠長(zhǎng)、平滑的斜坡上。剛性系數(shù)K=20N/M的輕型彈簧頂部連接在輕型桿上，底部連接在質(zhì)量M=1KG的小型車上，現(xiàn)在小型車從靜止釋放沿斜面向下移動(dòng)，小型車第一次移動(dòng)到最低點(diǎn)的過(guò)程(已知彈簧彈性能量，EP=KX2，形式的X，不考慮彈簧的形狀變量，輕型彈簧，輕型桿質(zhì)量，G(1)警棍開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，小車的速度是多少？(2)為了避免硬桿都被拖到槽內(nèi)，求L的最小長(zhǎng)度和牙齒長(zhǎng)度以下的硬桿在槽內(nèi)移動(dòng)的時(shí)間。(1)慶峰什么

15、時(shí)候開始運(yùn)動(dòng)？提示：桿和槽之間的摩擦達(dá)到最大靜摩擦?xí)r。(2)因?yàn)椴挥?jì)算硬棒的質(zhì)量，所以硬棒滑動(dòng)后彈簧彈力會(huì)發(fā)生變化嗎？提示：不會(huì)變更。(1)嘗試回答m/s (2) 0.4m。S.(1)光桿開始移動(dòng)時(shí)，彈簧的彈性等于光桿和槽之間的最大靜態(tài)摩擦f，kx=f。解決方案：彈簧的形狀變量x=0.4m，彈簧的彈性前衛(wèi)能量：EP=kx2=1.6j，能量守恒：MGXSIN =EP MV2，聯(lián)排解決方案：v=m/s(2)由于不計(jì)算輕型桿的質(zhì)量，因此輕型桿滑動(dòng)后彈簧彈性不再變化，輕型桿與小型車一起進(jìn)行一定的減速直線運(yùn)動(dòng)，在小型車首速度為零的過(guò)程中，按照能量守恒定律獲得。Fx幻燈片=mv2 MGS in x幻燈片，

16、其中x滑塊是滑塊在插槽中移動(dòng)的位移。x幻燈片=0.4米，L至少為0.4 m，以防止光杠桿全部拖至插槽。當(dāng)輕型桿開始滑動(dòng)時(shí)，與輕型桿、彈簧、小型車一起進(jìn)行均勻減速直線運(yùn)動(dòng)，直到速度為零。從牛頓第二定律可以看出。加速度大?。篴=2m/S2，還可以從運(yùn)動(dòng)公式中獲得：t=S總結(jié)升華能源問(wèn)題解決方法(1)處理能源轉(zhuǎn)換問(wèn)題的問(wèn)題解決方法關(guān)于滑動(dòng)摩擦力，工作時(shí)，機(jī)械能不恒定時(shí)，一般應(yīng)用能量的轉(zhuǎn)換和守恒定律。解題時(shí)，先確定初末狀態(tài)，然后分析狀態(tài)變化過(guò)程中的某種形式的能量減少，某種形式的能量增加，求出減少的能量總和 E減少和增加的能量總和 E增加，最后用 E減= E增列式解決。(2)解決彈簧問(wèn)題相關(guān)能源問(wèn)題的方法兩個(gè)或多個(gè)物體與彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)相互作用的過(guò)程具有以下特點(diǎn)：在能源變化中，只要重力和系統(tǒng)內(nèi)的彈簧彈力，就可以保存系統(tǒng)機(jī)械能。如果系統(tǒng)中的每個(gè)物體除彈簧彈簧外的合力為零，那么彈簧最大限度地拉伸或壓縮時(shí)，兩個(gè)物體的速度相同。如圖所示，傾斜角度=30的粗糙面固定在地面上，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，質(zhì)量為M，厚度均勻，質(zhì)量均勻分布的軟繩子位于斜面上，其頂部與傾斜的頂部水平。用細(xì)線將塊連接到軟繩子上，靜態(tài)釋放后向下移動(dòng)，直到軟繩子完全離開斜坡(此時(shí)物體不接觸地面)。牙齒過(guò)程()A.積木的機(jī)械能逐漸增加B.軟繩重力勢(shì)能總降mglC.物體的重力能量減少等于軟繩摩擦所做的工作。D.軟繩重力能量的減少大于動(dòng)能