新課標(biāo)2012年高考物理新課程5章4節(jié)能量守恒無憂

第四節(jié)功能關(guān)系能量守恒基礎(chǔ)知識梳理一、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．做功的過程一定伴隨著

，而且能量轉(zhuǎn)化必通過做功來實(shí)現(xiàn)．能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化基礎(chǔ)知識梳理二、能量守恒定律能量既不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，它只能從一種形式的能

為另一種形式的能，或者從一個(gè)物體

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

．保持不變轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化基礎(chǔ)知識梳理能量守恒定律應(yīng)從下面兩方面去理解：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．課堂互動講練一、常見的幾種功與能量的關(guān)系1．合外力對物體所做的功等于物體動能的增量，W合＝ΔEk＝Ek2－Ek1，即動能定理．2．重力做功等于重力勢能的減少量．WG＝－ΔEp＝Ep1－Ep2課堂互動講練3．彈簧彈力做功等于彈性勢能的減少量．WF＝－ΔEp＝Ep1－Ep24．除重力或彈簧的彈力以外的其他力做多少功與物體機(jī)械能的增量相對應(yīng)，即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．課堂互動講練(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．5．電場力做功等于電勢能的減少量WAB＝－ΔEp6．安培力做正功，電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能；克服安培力做功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能．課堂互動講練在動能定理中，合外力的功包含重力和彈力在內(nèi)的所有力所做功的代數(shù)和．所以可能包含著重力勢能和彈性勢能的轉(zhuǎn)化．特別提醒課堂互動講練1.一物體靜止在升降機(jī)的地板上，在升降機(jī)加速上升的過程中，地板對物體的支持力所做的功等于(

)①物體勢能的增加量②物體動能的增加量③物體動能的增加量加上物體勢能的增加量④物體動能的增加量加上克服重力所做的功即時(shí)應(yīng)用課堂互動講練A．①B．②C．③④D．都不對解析：選C.物體受兩個(gè)力的作用：地板對物體的支持力和物體的重力，由功能關(guān)系知，W其他＝ΔE，即除重力之外的其他力(即地板對物體的支持力)做的功等于物體機(jī)械能的增量，故③正確，①、②錯誤，而克服重力做的功等于重力勢能的增量，故④正確，所以應(yīng)選C.課堂互動講練二、摩擦力做功與機(jī)械能、內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系1．靜摩擦力做功的特點(diǎn)(1)靜摩擦力可以做正功，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)，一對靜摩擦力所做的總功為零．(3)在靜摩擦力做功的過程中，有機(jī)械能的轉(zhuǎn)移，而沒有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．課堂互動講練2．滑動摩擦力做功的特點(diǎn)(1)滑動摩擦力可以對物體做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功．(2)相互間存在滑動摩擦力的系統(tǒng)內(nèi)，一對滑動摩擦力做功將產(chǎn)生兩種可能效果．①機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；②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：Q＝Ffs相對．課堂互動講練即時(shí)應(yīng)用2.一木塊靜止在光滑水平面上，被水平方向飛來的子彈擊中，子彈進(jìn)入木塊的深度為2cm，木塊相對于桌面移動了1cm，設(shè)木塊對子彈的阻力恒定，則產(chǎn)生的熱能和子彈損失的動能之比是多少？課堂互動講練解析：由功能關(guān)系，摩擦產(chǎn)生的熱能：Q＝Fs相對．子彈損失的動能等于合外力對子彈做功的負(fù)值，即課堂互動講練三、能量守恒定律的理解及應(yīng)用1．對定律的理解(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．課堂互動講練2．解題步驟(1)分清共有多少種形式的能(如動能、勢能、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：ΔE減＝ΔE增．課堂互動講練應(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在變化，求出減小的總能量和增加的總能量，然后再依據(jù)能量守恒列式求解．特別提醒高頻考點(diǎn)例析如圖5－4－1所示，卷揚(yáng)機(jī)的繩索通過定滑輪用力F拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移動．在移動過程中，下列說法正確的是(

)題型一功能關(guān)系的應(yīng)用例1圖5－4－1高頻考點(diǎn)例析A．F對木箱做的功等于木箱增加的動能與木箱克服摩擦力所做的功之和B．F對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C．木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力勢能D．F對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高頻考點(diǎn)例析【思路點(diǎn)撥】題中涉及多種力做的功、動能的變化、能的轉(zhuǎn)化等問題，所以用功能關(guān)系分析．高頻考點(diǎn)例析【解析】木箱加速上移的過程中，拉力F做正功，重力和摩擦力做負(fù)功．支持力不做功，由動能定理得：WF－WG－WFf＝

mv2－0.即WF＝WG＋

WFf＋mv2.A，B錯誤，D正確，又因木箱克服重力做功WG，等于木箱重力勢能的增加，故C正確．高頻考點(diǎn)例析【答案】

CD【方法技巧】理解做功與對應(yīng)的能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系，是解題的關(guān)鍵．高頻考點(diǎn)例析1．一質(zhì)量均勻的不可伸長的繩索(其重力不可忽略)．A、B兩端固定在天花板上，如圖5－4－2所示，今在最低點(diǎn)C施加一豎直向下的力將繩索拉至D點(diǎn)，在此過程中，繩索的重心位置將(

)變式訓(xùn)練圖5－4－2高頻考點(diǎn)例析A．逐漸升高B．逐漸降低C．先降低后升高D．始終不變解析：選A.在下拉過程中，外力做正功，繩索的機(jī)械能增加，而動能又不變，故重力勢能增大，重心上升．高頻考點(diǎn)例析如圖5－4－3所示，傳送帶與水平面之間的夾角為θ＝30°，其上A、B兩點(diǎn)間的距離為s＝5m，傳送帶在電動機(jī)的帶動下以v＝1m/s的速度勻速運(yùn)動，現(xiàn)將一質(zhì)量題型二功能關(guān)系在傳送帶問題中的應(yīng)用例2圖5－4－3高頻考點(diǎn)例析為m＝10kg的小物體(可視為質(zhì)點(diǎn))輕放在傳送帶的A點(diǎn)，已知小物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ＝，在傳送帶將小物體從A點(diǎn)傳送到B點(diǎn)的過程中，(g取10m/s2)求：(1)傳送帶對小物體做的功．(2)電動機(jī)做的功．高頻考點(diǎn)例析【解析】

(1)根據(jù)牛頓第二定律知，μmgcosθ－mgsinθ＝ma，可得a＝g＝2.5m/s2，當(dāng)物體的速度為1m/s時(shí)，位移為s＝＝0.2m，即物體勻速運(yùn)動了4.8m，由功能關(guān)系可得W＝ΔEk＋ΔEp＝255J.高頻考點(diǎn)例析(2)電動機(jī)做功使小物體機(jī)械能增加，同時(shí)小物體與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生熱量Q，而由v＝at，得t＝0.4s，相對位移為s′＝vt－s＝0.2m，摩擦生熱Q＝Ffs′＝μmgs′cosθ＝15J，故電動機(jī)做的功為270J.【答案】

(1)255J

(2)270J高頻考點(diǎn)例析【規(guī)律總結(jié)】求解物體在傳送帶上運(yùn)動的問題，首先要正確分析物體的受力和運(yùn)動情況，一般情況下物體的運(yùn)動有兩個(gè)或兩個(gè)以上的過程，要對各個(gè)過程的做功和能量的轉(zhuǎn)化弄清楚，然后根據(jù)題目條件求解．高頻考點(diǎn)例析2．(2010年廣東四校聯(lián)考)如圖5－4－4所示，水平傳送帶由電動機(jī)帶動，并始終保持以速度v勻速運(yùn)動，現(xiàn)將質(zhì)量為m的某物塊由靜止釋放在傳送帶上的左端，過一會兒變式訓(xùn)練圖5－4－4高頻考點(diǎn)例析物塊能保持與傳送帶相對靜止，設(shè)物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ，對于這一過程，下列說法正確的是(

)A．摩擦力對物塊做的功為0.5mv2B．物塊對傳送帶做功為0.5mv2C．系統(tǒng)摩擦生熱為0.5mv2D．電動機(jī)多做的功為mv2高頻考點(diǎn)例析解析：選ACD.對物塊運(yùn)用動能定理，摩擦力做的功等于物塊動能的增加，即0.5mv2，故A正確；傳送帶的位移是物塊位移的兩倍，所以物塊對傳送帶做功是摩擦力對物塊做功的兩倍，即mv2，故B錯；電動機(jī)多做的功就是克服傳送帶的摩擦力做的功，也為mv2，故D正確；系統(tǒng)摩擦生熱等于摩擦力與相對位移的乘積，故C正確．高頻考點(diǎn)例析如圖5－4－5所示，A、B、C質(zhì)量分別為mA＝0.7kg，mB＝0.2kg，mC＝0.1kg，B為套在細(xì)繩上的圓環(huán)，A與水平桌面的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，另一圓環(huán)D固定在桌題型三能量守恒定律的應(yīng)用例3圖5－4－5高頻考點(diǎn)例析邊，離地面高h(yuǎn)2＝0.3m，當(dāng)B、C從靜止下降h1＝0.3m，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，g取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？高頻考點(diǎn)例析高頻考點(diǎn)例析高頻考點(diǎn)例析【規(guī)律總結(jié)】利用能量守恒分析問題時(shí)，一定要分清楚總共有幾種形式的能參與轉(zhuǎn)化．哪種形式的能減少，哪種形式的能增加，最后利用增加量等于減少量列式求解．高頻考點(diǎn)例析3．傳統(tǒng)的能源——煤和石油，在利用過程中將產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染，而且儲量有限