機械能及其守恒定律第五章

能力課功能關(guān)系能量轉(zhuǎn)化和守恒定律知識1.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)幾種常見的功能關(guān)系功能關(guān)系、能量守恒能量轉(zhuǎn)化

功能量的變化合外力做正功______________增加重力做正功______________減少動能

重力勢能

功能量的變化彈簧彈力做正功______________減少電場力做正功______________減少其他力(除重力、彈力外)做正功______________增加彈性勢能

電勢能

機械能

如圖所示，質(zhì)量為m的小物塊以速度v0滑上靜止的、質(zhì)量為M的木板，木板與水平面間接觸面光滑，經(jīng)過一段時間，木板在水平面上運動的距離為L，物塊的位移為x，物塊與板間的摩擦力為f，則：(1)物塊、木板間的摩擦力分別對物塊和木板做了多少功？(2)由于摩擦力做功，物塊、木板組成的系統(tǒng)共產(chǎn)生多少熱量？2.能量守恒定律(1)內(nèi)容：能量既不會________，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體________到別的物體，在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量________．(2)表達式：E1＝E2；ΔE減＝________.憑空產(chǎn)生

轉(zhuǎn)移

保持不變

ΔE增

(1)如圖所示，一小孩從公園中粗糙的滑梯上自由加速滑下，其能量的變化情況是(

)A.重力勢能減小，動能不變，機械能減小，總能量減小B．重力勢能減小，動能增加，機械能減小，總能量不變C．重力勢能減小，動能增加，機械能增加，總能量增加D．重力勢能減小，動能增加，機械能守恒，總能量不變(2)(多選)某人將物體由靜止開始舉高H，并獲得速度v，則下列說法中正確的是(

)A．人對物體做的功等于物體機械能的增量B．合外力對物體做的功等于物體動能的增量C．物體克服重力做的功等于物體重力勢能的增量D．合外力對物體做的功等于物體動能和勢能的總和的增量1.對功能關(guān)系的理解(1)做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程．不同形式的能量發(fā)生相互轉(zhuǎn)化是通過做功來實現(xiàn)的．(2)功是能量轉(zhuǎn)化的量度，功和能的關(guān)系，一是體現(xiàn)在不同的力做功，對應不同形式的能量轉(zhuǎn)化，具有一一對應關(guān)系，二是做功的多少與能量轉(zhuǎn)化的多少在數(shù)值上相等．命題點一功能關(guān)系和能量轉(zhuǎn)化與守恒[師生共研類]2.幾種常見的功能關(guān)系及其表達式力做的功對應能的變化定量的關(guān)系合力的功動能變化合力對物體做的功等于物體動能的增量，W合＝Ek2－Ek1重力的功重力勢能變化重力做正功，重力勢能減少，重力做負功，重力勢能增加，且WG＝－ΔEp＝Ep1－Ep2彈簧彈力的功彈性勢能變化彈力做正功，彈性勢能減少，彈力做負功，彈性勢能增加，且W彈＝－ΔEp＝Ep1－Ep2力做的功對應能的變化定量的關(guān)系只有重力、彈簧彈力的功不引起機械能變化機械能守恒ΔE＝0非重力和彈力的功機械能變化除重力和彈力之外的其他力做正功，物體的機械能增加，做負功，機械能減少，且W其他＝ΔE【典例1】(多選)一物塊在高3.0m、長5.0m的斜面頂端從靜止開始沿斜面下滑，其重力勢能和動能隨下滑距離s的變化如圖中直線Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取10m/s2，則(

)A．物塊下滑過程中機械能不守恒B．物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.5C．物塊下滑時加速度的大小為6.0m/s2D．當物塊下滑2.0m時機械能損失了12J【典例2】(多選)如圖所示，豎直墻上固定有光滑的小滑輪D，質(zhì)量相等的物體A和B用輕彈簧連接，物體B放在地面上，用一根不可伸長的輕繩一端與物體A連接，另一端跨過定滑輪D與小環(huán)C連接，小環(huán)C穿過豎直固定的光滑均勻細桿，小環(huán)C位于位置R時，繩與細桿的夾角為θ，此時物體B與地面剛好無壓力。圖中SD水平，位置R和Q關(guān)于S對稱?，F(xiàn)讓小環(huán)從R處由靜止釋放，小環(huán)下落過程中繩始終處于拉直狀態(tài)，且小環(huán)到達Q時速度最大。下列關(guān)于小環(huán)C下落過程中的描述正確的是(

)A．小環(huán)C、物體A和輕彈簧組成的系統(tǒng)機械能不守恒B．小環(huán)C下落到位置S時，小環(huán)C的機械能一定最大C．小環(huán)C從位置R運動到位置Q的過程中，彈簧的彈性勢能一定先減小后增大D．小環(huán)C到達Q點時，物體A與小環(huán)C的動能之比為【典例3】如圖所示，某段滑雪雪道傾角為30°，總質(zhì)量為m(包括雪具在內(nèi))的滑雪運動員從距底端高為h處的雪道上由靜止開始勻加速下滑，加速度為g。在他從上向下滑到底端的過程中，下列說法正確的是(

)A．運動員減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能B．運動員獲得的動能為1/3mghC．運動員克服摩擦力做功為2/3mghD．下滑過程中系統(tǒng)減少的機械能為1/3mgh命題點二摩擦力做功分析[師生共研類]比較類別靜摩擦力滑動摩擦力不同點能量轉(zhuǎn)化方面在靜摩擦力做功的過程中，只有機械能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體(靜摩擦力起著傳遞機械能的作用)，而沒有機械能轉(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，將部分機械能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體(2)部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此部分能量就是系統(tǒng)機械能的損失量比較類別靜摩擦力滑動摩擦力不同點一對摩擦力的總功方面一對靜摩擦力所做功的代數(shù)總和等于零一對相互作用的滑動摩擦力對物體系統(tǒng)所做的總功，等于摩擦力與兩個物體相對路程的乘積，即Wf＝－f·l相對，表示物體克服摩擦力做功，系統(tǒng)損失機械能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能相同點正功、負功、不做功方面兩種摩擦力對物體可以做正功、負功，還可以不做功易錯警示：一對相互作用的滑動摩擦力做功所產(chǎn)生的熱量Q＝f·l相對，其中l(wèi)相對是物體間相對路徑長度．如果兩物體同向運動，l相對為兩物體對地位移大小之差；如果兩物體反向運動，l相對為兩物體對地位移大小之和；如果一個物體相對另一個物體做往復運動，則l相對為兩物體相對滑行路徑的總長度．方法規(guī)律摩擦力做功的分析方法1．無論是滑動摩擦力，還是靜摩擦力，計算做功時都是求力與相對地面位移的乘積．2．摩擦生熱的計算：公式Q＝Ff·x相對中x相對為兩接觸物體間的相對位移，若物體在傳送帶上做往復運動時，則x相對為總的相對路程．1．功能關(guān)系和能量守恒定律是高考的必考內(nèi)容，該類型的問題具有非常強的綜合性，題目類型以計算題為主，通常會與其他的相關(guān)知識結(jié)合，試題復雜、靈活性強、難度大，我們經(jīng)常需要用動力學和能