功能關(guān)系 能量守恒定律專題

功能關(guān)系能量守恒定律專題功能關(guān)系能量守恒定律專題功能關(guān)系能量守恒定律專題xxx公司功能關(guān)系能量守恒定律專題文件編號(hào)：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計(jì)，管理制度功能關(guān)系能量守恒定律專題一、功能關(guān)系1.內(nèi)容(1)功是的量度,即做了多少功就有發(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(shí)現(xiàn).2.功與對(duì)應(yīng)能量的變化關(guān)系合外力的功(所有外力的功)動(dòng)能變化重力做的功變化彈簧彈力做的功變化外力(除重力、彈力)做的功變化一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做的總功變化電場力做的功變化分子力做的功變化說明每一種形式的能量的變化均對(duì)應(yīng)一定力的功.二、能量守恒定律1.內(nèi)容:能量既不會(huì)消滅,也.它只會(huì)從一種形式為其他形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中,能量的總量.2.表達(dá)式:ΔE減=.說明ΔE增為末狀態(tài)的能量減去初狀態(tài)的能量,而ΔE減為初狀態(tài)的能量減去末狀態(tài)的能量.熱點(diǎn)聚焦熱點(diǎn)一幾種常見的功能關(guān)系1.合外力所做的功等于物體動(dòng)能的增量,表達(dá)式:W合=Ek2-Ek1,即動(dòng)能定理.2.重力做正功,重力勢能減少;重力做負(fù)功,重力勢能增加.由于“增量”是終態(tài)量減去始態(tài)量,所以重力的功等于重力勢能增量的負(fù)值,表達(dá)式:WG=-ΔEp=Ep1-Ep2.3.彈簧的彈力做的功等于彈性勢能增量的負(fù)值,表達(dá)式: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(fù)功,彈性勢能增加多少.4.除系統(tǒng)內(nèi)的重力和彈簧的彈力外,其他力做的總功等于系統(tǒng)機(jī)械能的增量,表達(dá)式: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(jī)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(fù)功,物體的機(jī)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(jī)械能守恒.特別提示1.在應(yīng)用功能關(guān)系解決具體問題的過程中,若只涉及動(dòng)能的變化用“1”,如果只涉及重力勢能的變化用“2”,如果只涉及機(jī)械能變化用“4”,只涉及彈性勢能的變化用“3”.2.在應(yīng)用功能關(guān)系時(shí),應(yīng)首先弄清研究對(duì)象,明確力對(duì)“誰”做功,就要對(duì)應(yīng)“誰”的位移,從而引起“誰”的能量變化.在應(yīng)用能量的轉(zhuǎn)化和守恒時(shí),一定要明確存在哪些能量形式,哪種是增加的,哪種是減少的,然后再列式求解.熱點(diǎn)二對(duì)能量守恒定律的理解和應(yīng)用1.對(duì)定律的理解(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(gè)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.2.應(yīng)用定律解題的步驟(1)分清有多少形式的能［如動(dòng)能、勢能(包括重力勢能、彈性勢能、電勢能)、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,并且列出減少的能量ΔE減和增加的能量ΔE增的表達(dá)式.(3)列出能量守恒關(guān)系式:ΔE減=ΔE增.特別提示1.應(yīng)用能量守恒定律解決有關(guān)問題,關(guān)鍵是準(zhǔn)確分析有多少種形式的能量在變化,求出減少的總能量ΔE減和增加的總能量ΔE增,然后再依據(jù)能量守恒定律列式求解.2.高考考查該類問題,常綜合平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)以及電磁學(xué)知識(shí)考查判斷、推理及綜合分析能力.熱點(diǎn)三摩擦力做功的特點(diǎn)

靜摩擦力滑動(dòng)摩擦力不同點(diǎn)能量的轉(zhuǎn)化方面在靜摩擦力做功的過程中,只有機(jī)械能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體(靜摩擦力起著傳遞機(jī)械能的作用)而沒有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量1.相互摩擦的物體通過摩擦力做功,將部分機(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)化為內(nèi)能,此部分能量就是系統(tǒng)機(jī)械能的損失量不同點(diǎn)一對(duì)摩擦力做功方面一對(duì)靜摩擦力所做功的代數(shù)總和等于零一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體系統(tǒng)所做的總功,等于摩擦力與相對(duì)路程的乘積,即Wf=-Ff·l相表示物體克服摩擦力做功,系統(tǒng)損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能相同點(diǎn)正負(fù)功、不做功方面兩種摩擦力都可以對(duì)物體做正功、負(fù)功,還可以不做功特別提示一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力做功所產(chǎn)生的熱量Q=Ff·l相對(duì),其中l(wèi)相對(duì)是物體間相對(duì)路徑長度.如果兩物體同向運(yùn)動(dòng),l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),l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)另一物體做往復(fù)運(yùn)動(dòng),則l相對(duì)為兩物體相對(duì)滑行路徑的總長度.題型探究題型1功和能的相應(yīng)關(guān)系的理解已知貨物的質(zhì)量為m,在某段時(shí)間內(nèi)起重機(jī)將貨物以a的加速度加速升高h(yuǎn),則在這段時(shí)間內(nèi)敘述正確的是(重力加速度為g)()A.貨物的動(dòng)能一定增加mah-mghB.貨物的機(jī)械能一定增加mahC.貨物的重力勢能一定增加mahD.貨物的機(jī)械能一定增加mah+mgh規(guī)律總結(jié)力學(xué)范圍內(nèi),應(yīng)牢固掌握以下三條功能關(guān)系:(1)重力的功等于重力勢能的變化,彈力的功等于彈性勢能的變化.(2)合外力的功等于動(dòng)能的變化.(3)除重力、彈力外,其他力的功等于機(jī)械能的變化.運(yùn)用功能關(guān)系解題時(shí),應(yīng)弄清楚重力做什么功,合外力做什么功,除重力、彈力外的力做什么功,從而判斷重力勢能或彈性勢能、動(dòng)能、機(jī)械能的變化.變式練習(xí)1如圖1所示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)一段距離的過程中,拉力F做了10J的功.上述過程中()A.彈簧的彈性勢能增加了10JB.滑塊的動(dòng)能增加了10JC.滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能增加了10JD.滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒圖1題型2能量守恒定律的應(yīng)用如圖2所示,A、B、C質(zhì)量分別為mA=kg,mB=kg,mC=kg,B為套在細(xì)繩上的圓環(huán),A與水平桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=,另一圓環(huán)D固定在桌邊,離地面高h(yuǎn)2=m,當(dāng)B、C從靜止下降h1=m,C穿環(huán)而過,B被D擋住,不計(jì)繩子質(zhì)量和滑輪的摩擦,取g=10m/s2,若開始時(shí)A離桌邊足夠遠(yuǎn).試求:(1)物體C穿環(huán)瞬間的速度.(2)物體C能否到達(dá)地面如果能到達(dá)地面,其速度多大圖2拓展探究物體A在水平桌面上滑行的最大距離是多少規(guī)律總結(jié)運(yùn)用能的轉(zhuǎn)化與守恒定律解題時(shí),應(yīng)首先弄清楚各種能量間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,這種轉(zhuǎn)化是靠做功實(shí)現(xiàn)的.因此,物體運(yùn)動(dòng)過程中各個(gè)力的功是解題的關(guān)鍵.抓住能量轉(zhuǎn)化和各個(gè)力的功是解決這種問題的基礎(chǔ).變式練習(xí)2如圖3所示,傾角為30°的光滑斜面的下端有一水平傳送帶,傳送帶正以6m/s的速度運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)方向如圖所示.一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體(物體可以視為質(zhì)點(diǎn)),從h=m高處由靜止沿斜面下滑,物體經(jīng)過A點(diǎn)時(shí),不管是從斜面到傳送帶還是從傳送帶到斜面,都不計(jì)其動(dòng)能損失.物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,物體向左最多能滑到傳送帶左右兩端AB的中點(diǎn)處,重力加速度g=10m/s2,則:圖3(1)物體由靜止沿斜面下滑到斜面末端需要多長時(shí)間(2)傳送帶左右兩端AB間的距離l至少為多少(3)上述過程中物體與傳送帶組成的系統(tǒng)產(chǎn)生的摩擦熱為多少(4)物體隨傳送帶向右運(yùn)動(dòng),最后沿斜面上滑的最大高度h′為多少題型3功能關(guān)系在傳送帶類問題中的應(yīng)用飛機(jī)場上運(yùn)送行李的裝置為一水平放置的環(huán)形傳送帶,傳送帶的總質(zhì)量為M,其俯視圖如圖4所示.現(xiàn)開啟電動(dòng)機(jī),傳送帶達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行的速度v后,將行李依次輕輕放到傳送帶上.若有n件質(zhì)量均為m的行李需通過傳送帶運(yùn)送給旅客.假設(shè)在轉(zhuǎn)彎處行李與傳送帶無相對(duì)滑動(dòng),忽略皮帶輪、電動(dòng)機(jī)損失的能量.求從電動(dòng)機(jī)開啟,到運(yùn)送完行李需要消耗的電能為多少圖4規(guī)律總結(jié)摩擦力做功與產(chǎn)生內(nèi)能的關(guān)系:(1)靜摩擦力做功的過程中,只有機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)移(靜摩擦力起著傳遞機(jī)械能的作用),而沒有內(nèi)能的產(chǎn)生.(2)滑動(dòng)摩擦力做功的過程中,能量的轉(zhuǎn)化有兩個(gè)方向,一是相互摩擦的物體之間機(jī)械能的轉(zhuǎn)移;二是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量值等于機(jī)械能的減少量,表達(dá)式為Q=F滑·l相對(duì).變式練習(xí)4如圖5所示,質(zhì)量為m的滑塊,放在光滑的水平平臺(tái)上,平臺(tái)右端B與水平傳送帶相接,傳送帶的運(yùn)行速度為v0,長為L.今將滑塊緩慢向左壓縮固定在平臺(tái)上的輕彈簧,到達(dá)某處時(shí)突然釋放.當(dāng)滑塊滑到傳送帶右端C時(shí),恰好與傳送帶速度相同.滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.圖5(1)試分析滑塊在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)情況.(2)若滑塊離開彈簧時(shí)的速度大于傳送帶的速度,求釋放滑塊時(shí),彈簧具有的彈性勢能.(3)若滑塊離開彈簧時(shí)的速度大于傳送帶的速度,求滑塊在傳送帶上滑行的整個(gè)過程中產(chǎn)生的熱量練習(xí)1.物體只在重力和一個(gè)不為零的向上的拉力作用下,分別做了勻速上升、加速上升和減速上升三種運(yùn)動(dòng).在這三種情況下物體機(jī)械能的變化情況是()A.勻速上升機(jī)械能不變,加速上升機(jī)械能增加,減速上升機(jī)械能減小B.勻速上升和加速上升機(jī)械能增加,減速上升機(jī)械能減小C.由于該拉力與重力大小的關(guān)系不明確,所以不能確定物體機(jī)械能的變化情況D.三種情況中,物體的機(jī)械能均增加2.從地面豎直上拋一個(gè)質(zhì)量為m的小球,小球上升的最大高度為H.設(shè)上升過程中空氣阻力F阻恒定.則對(duì)于小球的整個(gè)上升過程,下列說法中錯(cuò)誤的是()A.小球動(dòng)能減少了mgHB.小球機(jī)械能減少了F阻HC.小球重力勢能增加了mgHD.小球的加速度大于重力加速度g3.如圖6所示,細(xì)繩的一端繞過定滑輪與木箱相連,現(xiàn)以大小恒定的力F拉動(dòng)細(xì)繩,將靜置于A點(diǎn)的木箱經(jīng)B點(diǎn)拉到C點(diǎn)(AB=BC),地面平直且與木箱的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相等.設(shè)從A到B和從B到C的過程中,圖6F做功分別為W1、W2,克服摩擦力做功分別為Q1、Q2,木箱經(jīng)過B、C時(shí)的動(dòng)能和F的功率分別為EkB、EkC和PB、PC,則下列關(guān)系一定成立的有()>