1、第4講功能關(guān)系能量守恒,本節(jié)目錄,基礎(chǔ)再現(xiàn)對(duì)點(diǎn)自測(cè),知能演練輕巧奪冠,考點(diǎn)探究講練互動(dòng),技法提煉思維升華,要點(diǎn)透析直擊高考,知識(shí)清單 一、功能關(guān)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(guò)程一定伴隨著_，而且_必通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn) 二、能量守恒定律 1內(nèi)容：能量既不會(huì)_，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式_為另一種形式，或者從一個(gè)物體_到別的物體，在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量_ 2表達(dá)式：E減_,能量轉(zhuǎn)化,能量轉(zhuǎn)化,能量轉(zhuǎn)化,憑空產(chǎn)生,轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)移,保持不變,E增,熱身體驗(yàn) 1.下列關(guān)于功與能的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是() A功就是能量，能量就是功 B功可以轉(zhuǎn)化為能量，能量也可

2、以轉(zhuǎn)化為功 C做功雖是能量轉(zhuǎn)化的途徑，但有時(shí)沒(méi)有做功，能量也會(huì)轉(zhuǎn)化 D做多少功，就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化,2上端固定的一根細(xì)線下面懸掛一擺球,擺球在空氣中擺動(dòng),擺動(dòng)的幅度越來(lái)越小.對(duì)此現(xiàn)象下列說(shuō)法正確的是() A擺球機(jī)械能守恒 B總能量守恒，擺球的機(jī)械能正在減少，減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 C能量正在消失 D只有動(dòng)能和重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化,熱身體驗(yàn)答案與解析 1答案：D 2解析：選B.由于空氣阻力的作用，機(jī)械能減少，機(jī)械能不守恒，內(nèi)能增加，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，能量總和不變，B正確,一、幾種常見的功與能的關(guān)系 做功的過(guò)程必定伴隨著能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，能量的轉(zhuǎn)化必須通過(guò)做功來(lái)完成，功是能量轉(zhuǎn)化的量度,即時(shí)應(yīng)用1

3、質(zhì)量為m的物體從靜止開始以加速度g/2豎直向下運(yùn)動(dòng)了h，下列說(shuō)法中正確的是() A物體的動(dòng)能增加了mgh/2 B物體的重力勢(shì)能減少了mgh/2 C物體的機(jī)械能減少了mgh/2 D重力對(duì)物體所做的功為mgh/2,二、能量守恒定律的理解及應(yīng)用 1對(duì)定律的理解 (1)某種形式的能量減少，一定存在另外形式的能量增加，且減少量和增加量相等 (2)某個(gè)物體的能量減少，一定存在別的物體的能量增加，且減少量和增加量相等 2應(yīng)用定律解題的思路 (1)分清共有多少種形式的能(如動(dòng)能、勢(shì)能、電能、內(nèi)能等)在變化 (2)明確哪種形式的能量增加，哪種形式的能量減少 (3)減少的總能量一定等于增加的總能量，據(jù)此列出方程：

4、E減E增,即時(shí)應(yīng)用2一滑塊靜止于光滑水平面上，與之相連的輕質(zhì)彈簧處于自然伸直狀態(tài),現(xiàn)用恒定的水平外力F作用于彈簧右端,在向右移動(dòng)一段距離的過(guò)程中拉力F做了10 J的功在上述過(guò)程中() A彈簧的彈性勢(shì)能增加了10 J B滑塊的動(dòng)能增加了10 J C滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能增加了10 J D滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 答案：C,三、摩擦力做功的特點(diǎn) 1靜摩擦力做功的特點(diǎn) (1)靜摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功 (2)存在相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi)，一對(duì)靜摩擦力所做的總功為零 (3)在靜摩擦力做功的過(guò)程中，有機(jī)械能的轉(zhuǎn)移，而沒(méi)有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,2滑動(dòng)摩擦力做功的特點(diǎn) (1)滑動(dòng)摩擦力可以

5、對(duì)物體做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功 (2)相互間存在滑動(dòng)摩擦力的系統(tǒng)內(nèi),一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功將產(chǎn)生兩種可能效果：機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；有一部分機(jī)械能在相互摩擦的物體間轉(zhuǎn)移,另外部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 (3)摩擦生熱的計(jì)算：Qfs相對(duì),即時(shí)應(yīng)用3如圖所示，木塊A放在木塊B的左端，用恒力F將A拉至B的右端，第一次將B固定在地面上，F(xiàn)做功為W1,產(chǎn)生的熱量為Q1；第二次讓B可以在光滑地面上自由滑動(dòng),仍將A拉到B右端，這次F做功為W2，產(chǎn)生的熱量為Q2；則下列說(shuō)法正確的是() AW1W2，Q1Q2BW1W2，Q1Q2 CW1W2，Q1Q2 DW1W2，Q1Q2,解析：選A.拉力F做的功直接由公式WFsco

6、s求得，其中s是物體對(duì)地的位移，所以W1W2，滑動(dòng)摩擦力做功過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)能等于系統(tǒng)克服摩擦力做的功，即EQfs相對(duì)，其中s相對(duì)表示物體之間的相對(duì)位移，在這里是B的長(zhǎng)度，所以Q1Q2.,【答案】B,【方法提升】功能關(guān)系的選用技巧 (1)在應(yīng)用功能關(guān)系解決具體問(wèn)題的過(guò)程中，若只涉及動(dòng)能的變化用動(dòng)能定理分析 (2)只涉及重力勢(shì)能的變化用重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系分析 (3)只涉及機(jī)械能變化用除重力和彈力之外的力做功與機(jī)械能變化的關(guān)系分析 (4)只涉及電勢(shì)能的變化用電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系分析,考點(diǎn)2能量守恒定律的應(yīng)用 (2013福建六校聯(lián)考)如圖所示，光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的半圓形導(dǎo)軌在B

7、點(diǎn)相切，半圓形導(dǎo)軌的半徑為R.一個(gè)質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮至A點(diǎn)后由靜止釋放，在彈力作用下物體獲得某一向右的速度后脫離彈簧，當(dāng)它經(jīng)過(guò)B點(diǎn)進(jìn)入導(dǎo)軌的瞬間對(duì)軌道的壓力為其重力的8倍，之后向上運(yùn)動(dòng)恰能到達(dá)最高點(diǎn)C.(不計(jì)空氣阻力)試求： (1)物體在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能 (2)物體從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)的過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)能,【方法總結(jié)】(1)當(dāng)涉及滑動(dòng)摩擦力做功，機(jī)械能不守恒時(shí)，一般應(yīng)用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律 (2)解題時(shí)，首先確定初末狀態(tài)，然后分析狀態(tài)變化過(guò)程中哪種形式的能量減少，哪種形式的能量增加，求出減少的能量總和E減和增加的能量總和E增，最后由E減E增列式求解,A摩擦力對(duì)物塊做的功為0.5mv2 B物塊

8、對(duì)傳送帶做功為0.5mv2 C系統(tǒng)摩擦生熱為0.5mv2 D電動(dòng)機(jī)多做的功為mv2,【答案】B,【規(guī)律總結(jié)】利用Qfs相對(duì)進(jìn)行熱量Q的計(jì)算時(shí)，關(guān)鍵是相對(duì)路程s相對(duì)的理解例如：如果兩物體同向運(yùn)動(dòng)，s相對(duì)為兩物體對(duì)地位移大小之差；如果兩物體反向運(yùn)動(dòng)，s相對(duì)為兩物體對(duì)地位移大小之和；如果一個(gè)物體相對(duì)另一個(gè)物體往復(fù)運(yùn)動(dòng)，則s相對(duì)為兩物體相對(duì)滑行路徑的總長(zhǎng)度,易錯(cuò)辨析 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的能量突變 【范例】如圖所示，若將小球拉到繩與水平方向成30角的位置處由靜止釋放，求小球到達(dá)最低點(diǎn)C時(shí)繩對(duì)小球的拉力是多大？,【真知灼見】輕繩在突然繃緊的過(guò)程中，沿繩方向的分速度消失，損失機(jī)械能.,本部分內(nèi)容講解結(jié)束,按ESC鍵

9、退出全屏播放,實(shí)驗(yàn)六驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,本節(jié)目錄,基礎(chǔ)理論儲(chǔ)備,知能優(yōu)化演練,創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)評(píng)析,經(jīng)典例題展示,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?利用自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證只有重力作用下的物體機(jī)械能守恒 實(shí)驗(yàn)原理 在只有重力做功的自由落體運(yùn)動(dòng)中，分別求出做自由落體運(yùn)動(dòng)物體的重力勢(shì)能的減少量和相應(yīng)過(guò)程動(dòng)能的增加量,若二者相等，說(shuō)明機(jī)械能守恒，從而驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 實(shí)驗(yàn)器材 鐵架臺(tái)(含鐵夾)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、學(xué)生電源、紙帶、復(fù)寫紙、導(dǎo)線、毫米刻度尺、重物(帶紙帶夾),實(shí)驗(yàn)步驟 1安裝置：按圖甲將檢查、調(diào)整好的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直固定在鐵架臺(tái)上，接好電路 甲,2打紙帶：將紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔用手提著紙帶使

10、重物靜止在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的地方先接通電源，后松開紙帶，讓重物帶著紙帶自由下落更換紙帶重復(fù)做3次5次實(shí)驗(yàn),誤差分析 1本實(shí)驗(yàn)中因重物和紙帶在下落過(guò)程中要克服各種阻力(空氣阻力、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器阻力)做功,故動(dòng)能的增加量Ek稍小于重力勢(shì)能的減少量Ep，即EkEp，這屬于系統(tǒng)誤差改進(jìn)的辦法是調(diào)整器材的安裝，盡可能地減小阻力 2本實(shí)驗(yàn)的另一個(gè)誤差來(lái)源于長(zhǎng)度的測(cè)量，屬偶然誤差減小誤差的辦法是測(cè)下落距離時(shí)都從O點(diǎn)量起，一次將各打點(diǎn)對(duì)應(yīng)的下落高度測(cè)量完，或者多次測(cè)量取平均值,注意事項(xiàng) 1安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí),必須使兩個(gè)限位孔的中線嚴(yán)格豎直,以減小摩擦阻力 2應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大的重物，增大重力可使阻力的影響相對(duì)減小,

11、增大密度可以減小體積，可使空氣阻力減小 3實(shí)驗(yàn)中，提紙帶的手要保持不動(dòng)，且保證紙帶豎直接通電源后，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后再松開紙帶 4紙帶長(zhǎng)度選用60 cm左右為宜，應(yīng)選用點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行測(cè)量 5測(cè)下落高度時(shí)，要從第一個(gè)點(diǎn)測(cè)起，并且各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的下落高度要一次測(cè)量完,拓展創(chuàng)新 1物體的速度可以用光電計(jì)時(shí)器測(cè)量，消除紙帶與限位孔的摩擦阻力帶來(lái)的誤差 2用頻閃照相進(jìn)行驗(yàn)證，消除紙帶受到的阻力 3利用氣墊導(dǎo)軌來(lái)設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn)，以減小由于摩擦帶來(lái)的 誤差,考點(diǎn)1對(duì)注意事項(xiàng)及誤差分析的考查 用落體法“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中 (1)從下列器材中選出實(shí)驗(yàn)所必需的，其編號(hào)為_ A打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(包括紙帶)；B.重錘

12、；C.天平；D.毫米刻度尺；E.秒表；F.小車 (2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的安裝放置要求為_；開始打點(diǎn)計(jì)時(shí)的時(shí)候，應(yīng)先_，然后_,(3)選用的紙帶要求是_ (4)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生誤差的原因主要是_，使重錘獲得的動(dòng)能往往_，為減小誤差，懸掛在紙帶下的重錘應(yīng)選擇_ (5)如果以v2/2為縱軸、h為橫軸根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的v2/2h圖線是_，該線的斜率等于_,【答案】見解析,考點(diǎn)2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理 在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，已知電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的電源的頻率為50 Hz，查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭9.80 m/s2，測(cè)得所用的重物質(zhì)量為1.00 kg.實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶(如圖所示)，把第一個(gè)點(diǎn)記為O，另選

13、連續(xù)的四個(gè)點(diǎn)A、B、C、D作為測(cè)量的點(diǎn)，經(jīng)測(cè)量知道A、B、C、D各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為62.99 cm、70.18 cm、77.76 cm、85.73 cm.,(1)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)，重力勢(shì)能的減少量等于_ J，動(dòng)能的增加量等于_ J(取三位有效數(shù)字) (2)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物下落時(shí)的實(shí)際加速度a _ m/s2，a_g(填“大于”或“小于”)，原因是 _.,(2)根據(jù)CDAB2aT2，CDODOC，ABOBOA，代入數(shù)據(jù)得a9.75 m/s2g. 實(shí)驗(yàn)中重物受空氣阻力，紙帶受限位孔或打點(diǎn)計(jì)時(shí)器振針的阻力作用，導(dǎo)致ag. 【答案】(1)7.627.57(2)9.75小于重物受空氣阻力,紙帶受限位孔或打點(diǎn)計(jì)時(shí)器振針的阻力,【范例】(2011高考海南卷)現(xiàn)要通過(guò) 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)裝置如 圖所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊 導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長(zhǎng)方形遮光 片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過(guò)輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的砝碼相連；遮光片兩條長(zhǎng)邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上的B點(diǎn)有一光電門，可以測(cè)量遮光片經(jīng)