七種功能關(guān)系

七種功能關(guān)系能量守恒定律【基礎(chǔ)知識(shí)梳理】一、功能關(guān)系功和能功是 的量度，即做了多少功就有多少 發(fā)生了轉(zhuǎn)化.做功的過(guò)程一定伴隨著 ，而且 必須通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn).常見(jiàn)的幾種功能對(duì)應(yīng)關(guān)系合外力做功等于物體動(dòng)能的改變，即^=E-E=AE.(動(dòng)能定理)TOC\o"1-5"\h\z合k2k1 k重力做功等于物體重力勢(shì)能的改變，即WG=Epi—Ep2二—△Ep.彈簧彈力做功等于彈性勢(shì)能的改變，即W=E-E=-AE.Fp1p2 p⑷除了重力和彈簧彈力之外的其他力所做的總功，等于物體機(jī)械能的改變，即W其他力=E-E=AE.(功能原理)電場(chǎng)力做功等于電勢(shì)能的改變，即W電=電場(chǎng)力做功等于電勢(shì)能的改變，即W電=-AEp.克服安培力所做的功等于產(chǎn)生的焦耳熱，即-W、=Q安一對(duì)滑動(dòng)摩擦力的總功等于內(nèi)能變化Q=F?l丄 1—— f 相對(duì)一不同的力做功 f 相對(duì)對(duì)應(yīng)不同形式能的變化定量的關(guān)系合外力的功(所有外力的功)動(dòng)能變化合外力對(duì)物體做功等于物體動(dòng)能的增量W=E-E合 k2 k1重力的功重力勢(shì)能變化重力做正功，重力勢(shì)能減少；重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加W=-AE=E-EG p pl p2彈簧彈力的功彈性勢(shì)能變化彈力做正功，彈性勢(shì)能減少；彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加W=-AE=E-E彈 p pl p2只有重力、彈簧彈力的功不引起機(jī)械能變化機(jī)械能守恒AEmO除重力和彈力之外的力做的功機(jī)械能變化除重力和彈力之外的力做多少正功，物體的機(jī)械能就增加多少；除重力和彈力之外的力做多少負(fù)功，物體的機(jī)械能就減少多少w咗s^=ae除G、彈力外電場(chǎng)力的功電勢(shì)能變化電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少；電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加W=-AE電 p一對(duì)滑動(dòng)摩擦力的總功內(nèi)能變化作用于系統(tǒng)的一對(duì)滑動(dòng)摩擦力一定做負(fù)功，系統(tǒng)內(nèi)能增加Q=F?lf 相對(duì)克服安培力所做產(chǎn)生焦耳熱-W=Q安【熱點(diǎn)難點(diǎn)例析】考點(diǎn)一利用動(dòng)能定理分析功能和能量變化的問(wèn)題【例1】如圖所示，卷?yè)P(yáng)機(jī)的繩索通過(guò)定滑輪用力F拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移動(dòng)?在移動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是 （）?F對(duì)木箱做的功等于木箱增加的動(dòng)能與木箱克服摩擦力所做的功之和F對(duì)木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力勢(shì)能F對(duì)木箱做的功等于木箱增加的機(jī)械能與木箱克服摩擦力做的功之和考點(diǎn)二對(duì)能量守恒定律的理解和應(yīng)用【例2】一物塊放在如圖所示的斜面上，用力F沿斜面向下拉物塊，物塊沿斜面運(yùn)動(dòng)了一段距離，若已知在此過(guò)程中，拉力F所做的功為A，斜面對(duì)物塊的作用力所做的功為B，重力做的功為C，空氣阻力做的功為D，其中A、B、C、D的絕對(duì)值分別為100J、30J、100J、20J，則（1）物塊動(dòng)能的增量為多少？（2）物塊機(jī)械能的增量為多少？功為W功為W，11生熱為Q；則應(yīng)有()2A.W<W2，Q=QB.W=W，Q=Q12121212C.W<W12，Q<Q12D.W=W，12Q<Q12這次F做A—F考點(diǎn)三摩擦力做功的特點(diǎn)及應(yīng)用類(lèi)別比較 f、、、、、靜摩擦力滑動(dòng)摩擦力不同點(diǎn)能量轉(zhuǎn)化的方面在靜摩擦力做功的過(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（靜摩擦力起著傳遞機(jī)械能的作用），而沒(méi)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(guò)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)械能的損失量一對(duì)摩擦力做功方面一對(duì)靜摩擦力所做功的代數(shù)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)所做的總功總為負(fù)值，系統(tǒng)損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能相同點(diǎn)做功方面兩種摩擦力都可以對(duì)物體做正功，做負(fù)功，還可以不做功【例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W,生熱為Q；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,

例4.如圖所示，長(zhǎng)L=1.0m的木板B,質(zhì)量為M=4kg，靜止在光滑水平面上。在木板最左端有一質(zhì)量為m=2kg的小物塊A，在沿水平向右，F(xiàn)=10N的恒力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。物塊和木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為卩二0.2，g取10m/s2。求：（1）要把物塊從木板右端拉下去，恒力做功是多少？（2） 在上述過(guò)程中，A、B受到的滑動(dòng)摩擦力所做的功？（3） 物塊從木板右端拉出時(shí)，A、B的動(dòng)能各多大？f_AFB考點(diǎn)四：輕桿上彈力（變力）做功問(wèn)題例題5.如圖所示：輕桿AB長(zhǎng)2L，A端連在固定軸上，B端固定一個(gè)質(zhì)量為2m的小球,中點(diǎn)C固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球。AB桿可以繞A端在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)將桿置于水平位置，然后由靜止?fàn)顟B(tài)釋放，不計(jì)各處的摩擦與空氣阻力，試求（1） AB桿轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)，角速度o多大；（2） AB桿轉(zhuǎn)到豎直位置的過(guò)程中，B端小球的機(jī)械能增量多大？（3） 求輕桿對(duì)m所做的功?？键c(diǎn)五：電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的變化關(guān)系例題6?在電場(chǎng)中，A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差UAb〉0,那么將一負(fù)電荷從A移到B的過(guò)程中（）（A）電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能增加 （B）電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加（C）電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少 （D）電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能減少例題7.如圖所示，僅在電場(chǎng)力作用下，一帶電粒子沿圖中虛線(xiàn)從A運(yùn)動(dòng)到B,貝y（（A）電場(chǎng)力做正功 （B）動(dòng)能增加（C）電勢(shì)能增加 （D）加速度增大TOC\o"1-5"\h\z例題9.如圖所示，虛線(xiàn)a、b和c是某靜電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)而，它們的電勢(shì)分別為Ua、Ub和U，U>Ub>U.—帶正電的粒子射入電場(chǎng)中，其運(yùn)動(dòng)軌跡如實(shí)線(xiàn) rKLMN所示，由圖可知（ ） ?.- -.（A）粒子從K到L的過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功 .. ■..（B） 粒子從L到M的過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功（C） 粒子從K到L的過(guò)程中，靜電勢(shì)能增加（D）粒子從L到M的過(guò)程中，動(dòng)能減少 丫例題10..如下圖所示，粗糙程度均勻的絕緣斜面下方0點(diǎn)處有一正點(diǎn)電荷，帶負(fù)電的小物體

以初速度q從M點(diǎn)沿斜面上滑，到達(dá)N點(diǎn)時(shí)速度為零，然后下滑回到M點(diǎn)，此時(shí)速度為若小物體電荷量保持不變，OM=ON,貝％ ）小物體上升的最大高度為護(hù)從N到M的過(guò)程中，小物體的電勢(shì)能逐漸減小從M到N的過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)小物體先做負(fù)功后做正功從N到M的過(guò)程中，小物體受到的摩擦力和電場(chǎng)力均是先增大后減小例題11.如右圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一絕緣輕質(zhì)細(xì)桿l可繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，A端有一帶正電的小球，電荷量為q,質(zhì)量為m.將細(xì)桿從水平位置自由釋放，小球在下落到最低點(diǎn)B時(shí)，求：（1）取A點(diǎn)為零電勢(shì)，小球的電勢(shì)能為多大？（2）絕緣桿對(duì)小球的作用力？【高考零距離】【2012年】（2012四川）21.如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕彈簧的一端固定在墻上，另一端與置于水平面上的質(zhì)量為m的物體接觸（未連接），彈簧水平且無(wú)形變。用水平力F緩慢推動(dòng)物體，在彈性限度內(nèi)彈簧長(zhǎng)度被壓縮了x,此時(shí)物體靜止。撤去F后，物體開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的最大距離為4x.物體與水平面間的動(dòng)摩擦因0素為卩，重力加速度為go則撤去F后，物體先做勻加速運(yùn)動(dòng)，在做勻減速運(yùn)動(dòng)撤去F后，物體剛運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為kx/m-ug0物體做勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為2丫x0卩g物體開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)到速度最大的過(guò)程中克服摩擦力做的功為umg（_哋）V0k丿（2012江蘇）14.（16分）某緩沖裝置的理想模型如圖所示，勁度系數(shù)足夠大的輕質(zhì)彈簧與輕桿相連,輕桿可在固定的槽內(nèi)移動(dòng)，與槽間的滑動(dòng)摩擦力恒為f,輕桿向右移動(dòng)不超過(guò)l時(shí)，裝置可安全工作，一質(zhì)量為m的小車(chē)若以速度v撞擊彈簧，將導(dǎo)致輕桿向右移動(dòng)1/4,輕桿0與槽間最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，且不計(jì)小車(chē)與地面的摩擦。（1） 若彈簧的勁度系數(shù)為k,求輕桿開(kāi)始移動(dòng)時(shí)，彈簧的壓縮量x；（2） 為這使裝置安全工作，允許該小車(chē)撞擊的最大速度vm（3） 討論在裝置安全工作時(shí)，該小車(chē)彈回速度一與撞擊速度v的關(guān)系【2011年-2010年】

（2011?新課標(biāo)全國(guó)卷?T16）—蹦極運(yùn)動(dòng)員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺(tái)下落，到最低點(diǎn)時(shí)距水面還有數(shù)米距離。假定空氣阻力可忽略，運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是運(yùn)動(dòng)員到達(dá)最低點(diǎn)前重力勢(shì)能始終減小蹦極繩張緊后的下落過(guò)程中，彈性力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加蹦極過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒蹦極過(guò)程中，重力勢(shì)能的改變與重力勢(shì)能零點(diǎn)的選取有關(guān)（2011?安徽高考?T24）如圖所示，質(zhì)量M=2kg的滑塊套在光滑的水平軌道上，質(zhì)量m=1kg的小球通過(guò)長(zhǎng)L=0.5m的輕質(zhì)細(xì)桿與滑塊上的光滑軸0連接，小球和輕桿可在豎直平面內(nèi)繞0軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，開(kāi)始輕桿處v m/s2于水平狀態(tài)，現(xiàn)給小球一個(gè)豎直向上的初速度0=4m/s,g取10口若鎖定滑塊，試求（1）小球通過(guò)最高點(diǎn)P時(shí)對(duì)輕桿的作用力大小和方向。（2）若解除對(duì)滑塊的鎖定，試求小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的速度大小。在滿(mǎn)足（2）的條件下，試求小球擊中滑塊右側(cè)軌道位置點(diǎn)與小球起始位置點(diǎn)間的距離。（2011?大綱版全國(guó)?T26）裝甲車(chē)和戰(zhàn)艦采用多層鋼板比采用同樣質(zhì)量的單層鋼板更能抵御穿甲彈的射