1、必考部分 力学/1-7章,第六章 机械能,第4节功能关系能量守恒定律,栏 目 导 航,1,2,3,4,抓知识点,抓重难点,课时跟踪检测,抓易错点,一、功能关系1内容(1)功是_的量度，即做了多少功，就有多少能量发生了转化(2)做功的过程一定伴随有能量的转化，而且能量的转化必须通过做功来实现2做功对应变化的能量形式(1)合外力的功影响物体的_的变化(2)重力的功影响物体_的变化(3)弹簧弹力的功影响_的变化(4)除重力或系统内弹力以外的力做功影响物体_的变化(5)滑动摩擦力的功影响_的变化(6)电场力的功影响_的变化(7)分子力的功影响_的变化,能量转化,动能,重力势能,弹性势能,机械能,系统内
2、能,电势能,分子势能,3摩擦力做功的特点,(2016届福建福州八中测试)如图，一固定斜面倾角为30，一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度的大小等于重力加速度的大小g.若物块上升的最大高度为h，则此过程中，物块的(),即时突破,二、能量守恒定律1内容能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化或转移的过程中，能量的总量_2表达式,保持不变,E减E增,加深理解1对能量守恒定律的理解：某种形式的能量减少，一定存在另外形式的能量增加，且减少量和增加量相等2机械能守恒定律与能量守恒定律的区别(1)机械能守恒定律反
3、映的是一个系统中只有重力或弹力做功，系统内物体的重力势能、弹性势能与动能可以相互转化，但总的机械能保持不变(2)能量守恒定律反映的是一个系统有机械能损失，但损失的机械能转化为其他形式的能，总的能量不变,神舟十号飞船返回舱进入地球大气层以后，由于它的高速下落，而与空气发生剧烈摩擦，返回舱的表面温度达到1 000摄氏度返回舱表面温度越高，内能越大，该过程中什么能向什么能转化？机械能和内能的总量变化吗？答案：机械能转化为内能机械能和内能的总量不变,即时突破,1对功能关系的进一步理解(1)做功的过程是能量转化的过程不同形式的能量发生相互转化是通过做功来实现的(2)功是能量转化的量度，功和能的关系，一是
4、体现为不同的力做功，对应不同形式的能转化，具有一一对应关系，二是做功的多少与能量转化的多少在数量上相等,2功能关系的应用在应用功能关系解决具体问题的过程中：(1)若只涉及动能的变化用动能定理(2)只涉及重力势能的变化，用重力做功与重力势能变化的关系分析(3)只涉及机械能变化，用除重力和弹簧的弹力之外的力做功与机械能变化的关系分析(4)只涉及电势能的变化，用电场力做功与电势能变化的关系分析,(多选)(2016届山西大学附属中学月考)如右图所示，建筑工地上载人升降机用不计质量的细钢绳跨过定滑轮与一电动机相连，通电后电动机带动升降机沿竖直方向先匀加速上升后匀速上升摩擦及空气阻力均不计则()A升降机匀
5、加速上升过程中，升降机底板对人做的功等于人增加的动能B升降机匀加速上升过程中，升降机底板对人做的功等于人增加的机械能C升降机匀速上升过程中，升降机底板对人做的功等于人增加的机械能D升降机上升的全过程中，升降机拉力做的功大于升降机和人增加的机械能,例 1,【解析】根据动能定理可知，合外力对物体做的功等于物体动能的变化量，所以升降机匀加速上升过程中，升降机底板对人做的功和人的重力做功之和等于人增加的动能，故A错误；除重力外，其他力对人做的功等于人机械能的增加量，B正确；升降机匀速上升过程中，升降机底板对人做的功等于克服重力做的功(此过程中动能不变)，即增加的机械能，C正确；升降机上升的全过程中，升
6、降机拉力做的功等于升降机和人增加的机械能，D错误【答案】BC,(多选)如右图所示，一物块通过一橡皮条与粗糙斜面顶端垂直于固定斜面的固定杆相连而静止在斜面上，橡皮条与斜面平行且恰为原长现给物块一沿斜面向下的初速度v0，则物块从开始滑动到滑到最低点的过程中(设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，橡皮条的形变在弹性限度内)，下列说法正确的是()A物块的动能一直增加B物块运动的加速度一直增大C物块的机械能一直减少D物块减少的机械能等于橡皮条增加的弹性势能,跟踪训练 1,1静摩擦力做功时，只有机械能的相互转移，不会转化为内能2滑动摩擦力做功的特点(1)相互间存在滑动摩擦力的系统内，一对滑动摩擦力做功将产生
7、两种可能效果；机械能全部转化为内能；有一部分机械能在相互摩擦的物体间转移，另外一部分转化为内能(2)摩擦生热的计算：QFfs.其中s为相互摩擦的两个物体间的相对路程从功的角度看，一对滑动摩擦力对系统做的功等于系统内能的增加量；从能量的角度看，其他形式能量的减少量等于系统内能的增加量,例 2,求解相对滑动物体的能量问题的方法1正确分析物体的运动过程，做好受力情况分析2利用运动学公式，结合牛顿第二定律分析物体的速度关系及位移关系3公式QFfs中s为两接触物体间的相对路程，若物体在传送带上做往复运动时，则s为总的相对路程,提分秘笈,(多选)(2017届新疆生产建设兵团第二中学第二次月考)如图所示为皮
8、带传送装置示意图的一部分，传送带与水平地面的倾角为，A、B两端相距L，将质量为m的物体轻放到传送带的A端，物体沿AB方向从A端一直加速运动到B端，物体与传送带间的滑动摩擦力大小为f，传送带顺时针运转，皮带传送速度v保持不变，物体从A到达B所用的时间为t，物体和传送带组成的系统因摩擦产生的热量为Q，电动机因运送物体多做的功为W，下列关系式中正确的是(),跟踪训练 2,1对能量守恒定律的理解(1)转化：某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加，且减少量和增加量一定相等(2)转移：某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量相等,2运用能量守恒定律解题的步骤,例 3,应用能
9、量守恒定律解题的基本思路1分清有多少形式的能如动能、势能(包括重力势能、弹性势能、电势能)、内能等在变化2明确哪种形式的能量增加，哪种形式的能量减少，并列出减少的能量E减和增加的能量E增的表达式3列出能量守恒关系式：E减E增,提分秘笈,(多选)(2017届河北定州中学第一学期周练)如图所示，质量为m的小球套在倾斜放置的固定光滑杆上，一根轻质弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内，将小球沿杆拉到弹簧水平位置由静止释放，小球沿杆下滑，当弹簧位于竖直位置时，小球速度恰好为零，此时小球下降的竖直高度为h，若全过程中弹簧始终处于伸长状态且处于弹性限度范围内，下列说法正确的是()A
10、弹簧与杆垂直时，小球速度最大B弹簧与杆垂直时，小球的动能与重力势能之和最大C小球下滑至最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加量小于mghD小球下滑至最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加量等于mgh,跟踪训练 3,解析：弹簧与杆垂直时，弹力方向与杆垂直，合外力方向沿杆向下，小球继续加速，速度没有达到最大值，故A错误；小球运动过程中，只有重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒，此时弹簧伸长量最短，弹性势能最小，故动能与重力势能之和最大，故B正确；小球下滑至最低点的过程中，系统机械能守恒，初末位置动能都为零，所以弹簧的弹性势能增加量等于重力势能的减小量，即为mgh，故C错误，D正确答案：BD,如图所示，固定的
11、倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与一橡皮绳相连，橡皮绳的另一端固定在地面上的A点，橡皮绳竖直时处于原长h.让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零则在圆环下滑过程中()A圆环机械能守恒B橡皮绳的弹性势能一直增大C橡皮绳的弹性势能增加了mghD橡皮绳再次到达原长时圆环动能最大,例 1,【解析】圆环沿杆滑下，滑到杆的底端的过程中有两个力对圆环做功，即环的重力和橡皮绳的拉力，所以圆环的机械能不守恒，如果把圆环和橡皮绳组成的系统作为研究对象，则系统的机械能守恒，故A错误；橡皮绳的弹性势能随橡皮绳的形变量的变化而变化，由图知橡皮绳先缩短后再伸长，故橡皮绳的弹性势能先不变再增大，故B错误；根据系统的
12、机械能守恒，圆环的机械能减少了mgh，那么圆环的机械能的减小量等于弹性势能增大量，为mgh，故C正确；在圆环下滑过程中，橡皮绳再次达到原长时，该过程中动能一直增大，但不是最大，沿杆方向合力为零的时刻，圆环的速度最大，故D错误【答案】C,(多选)质量为m的物体以某一速度冲上一个倾角为37的斜面，其运动的加速度的大小为0.9g，这个物体沿斜面上升的最大高度为H，则在这一过程中()A物体的重力势能增加了0.9mgHB物体的重力势能增加了mgHC物体的动能损失了0.5mgHD物体的机械能损失了0.5mgH,跟踪训练 1,如图所示，电动机带动传送带以速度v匀速传动，一质量为m的小木块由静止放在传送带上(
13、传送带足够长)若小木块与传送带之间的动摩擦因数为，当小木块与传送带相对静止时，求：(1)小木块获得的动能；(2)摩擦过程产生的热量；(3)传送带克服摩擦力所做的功；(4)电动机输出的总能量,例 2,如图所示，绷紧的传送带与水平面的夹角30，皮带在电动机的带动下，始终保持v02 m/s的速率运行，现把一质量为m10 kg的工件(可看作质点)轻轻放在皮带的底端，经过时间1.9 s，工件被传送到h1.5 m的高处，取g10 m/s2，求：(1)工件与传送带间的动摩擦因数；(2)电动机由于传送工件多消耗的电能,跟踪训练 2,(多选)(2016届江西抚州一模)如图所示，一物体悬挂在细绳下端，由静止开始沿
14、竖直方向运动，运动过程中物体的机械能E与物体通过路程x的关系图象如图乙所示，其中0x1过程的图象为曲线，x1x2过程的图象为直线(忽略空气阻力)，则下列说法正确的是()A0x1过程中物体所受拉力是变力，且一定不断减小B0x1过程中物体的动能一定先增加后减小，最后为零Cx1x2过程中物体一定做匀速直线运动Dx1x2过程中物体可能做匀加速直线运动，也可能做匀减速直线运动,例 3,【解析】设物体静止时的机械能为E0，上升高度x后，机械能为E，则EE0Fx，可得EE0Fx，Ex图象切线斜率的绝对值等于物体所受拉力大小，如果力F为恒力，则图象为一倾斜的直线但是图象在0x1内斜率的绝对值逐渐变小，故在0x
15、1内物体所受的拉力逐渐减小，A项正确；如图可知0x1内机械能增加，绳子拉力做正功，物体向上运动；x1x2内机械能减小，绳子拉力做负功，物体向下运动整个运动情况是，物体由静止开始向上运动，先加速后减速，在x1位置处速度为零，然后向下运动，初始时刻速度为零，B项正确；,x1x2内Ex图象切线斜率的绝对值不变，故物体所受拉力保持不变，物体一定做匀减速直线运动在Ex图象中，斜率表示力F，斜率的绝对值表示F的大小，斜率的正负表示F的方向；在图象中注意判断机械能E是增大还是减小，以确定力F是做正功还是做负功再结合合力的情况分析物体的运动状态【答案】AB【错后感悟】分不清图象中斜率、面积的物理意义不能找出图象的函数表达式,(多选)如图所示，质量为2 kg的小物块静置于地面上，现用力F竖直拉小物块使其由静止开始向上运动，经过一段时间后撤去F，以地面为零势能面，小物块的机械能随时间的平方变化图线如图乙所示，不计空气阻力，取g10 m/s2，下列说法正确的是()A2 s内力F做的功为48 JB1 s末力F的瞬时功率为25 WC2 s末物块上升到最大高度D2 s末物块的动能为16 J,跟踪训练 3,Thank you for watching,
