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第四節(jié) 功能關(guān)系 能量守恒,,第五章 機(jī)械能及其守恒定律,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．,能量轉(zhuǎn)化,2．幾種常見(jiàn)的功能關(guān)系,動(dòng)能,重力勢(shì)能,彈性勢(shì)能,電勢(shì)能,機(jī)械能,1.(單選)(2015·北京東城期中聯(lián)考)質(zhì)量為1 kg的物體被豎直向上拋出，在空中的加速度的大小為16 m/s2，最 大上升高度為5 m，若g取10 m/s2，則在這個(gè)過(guò)程中( ) A．重力勢(shì)能增加80 J B．動(dòng)能減少50 J C．機(jī)械能減少30 J D．機(jī)械能守恒,C,二、能量守恒定律 1．內(nèi)容：能量既不會(huì)_______________，也 不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式_______________為另一種形式，或者從一個(gè)物體_______________到別的物體，在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量_______________． 2．表達(dá)式：(1)E1＝E2. (2)ΔE減＝_______________.,憑空產(chǎn)生,轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)移,保持不變,ΔE增,2.(單選)(2015·廣東惠州調(diào)研)上端固定的一根細(xì)線下面懸掛一擺球，擺球在空氣中擺動(dòng)，擺動(dòng)的幅度越來(lái)越 小，對(duì)此現(xiàn)象下列說(shuō)法正確的是( ) A．?dāng)[球機(jī)械能守恒 B．總能量守恒，擺球的機(jī)械能正在減少，減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 C．能量正在消失 D．只有動(dòng)能和重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化,B,考點(diǎn)一 功能關(guān)系的應(yīng)用,考點(diǎn)二 摩擦力做功的特點(diǎn)及應(yīng)用,考點(diǎn)三 能量守恒定律及應(yīng)用,考點(diǎn)一 功能關(guān)系的應(yīng)用 1．若涉及總功(合外力的功)，用動(dòng)能定理分析． 2．若涉及重力勢(shì)能的變化，用重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系分析． 3．若涉及彈性勢(shì)能的變化，用彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系分析． 4．若涉及電勢(shì)能的變化，用電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系分析． 5．若涉及機(jī)械能變化，用其他力(除重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力之外)做功與機(jī)械能變化的關(guān)系分析． 6．若涉及摩擦生熱，用滑動(dòng)摩擦力做功與內(nèi)能 變化 的 關(guān)系分析．,(多選)(2013·高考新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ)目前，在地球周?chē)性S多人造地球衛(wèi)星繞著它運(yùn)轉(zhuǎn)，其中一些衛(wèi)星的軌道可近似為圓，且軌道半徑逐漸變?。粜l(wèi)星在軌道半徑逐漸變小的過(guò)程中，只受到地球引力和稀薄氣體阻力的作用，則下列判斷正確的是( ) A．衛(wèi)星的動(dòng)能逐漸減小 B．由于地球引力做正功，引力勢(shì)能一定減小 C．由于氣體阻力做負(fù)功，地 球 引力做正功，機(jī)械 能保 持不變 D．衛(wèi)星克服氣體阻力做的功小于引力勢(shì)能的減小,BD,[審題突破] (1)軌道半徑變小，衛(wèi)星的線速度如何變化？ (2)半徑變小的過(guò)程中，引力做正功還是負(fù)功？ (3)氣體阻力做功，是什么能轉(zhuǎn)化為什么能？,1.(單選)(2015·湖北襄陽(yáng)四校聯(lián)考)如圖 所示，一豎直絕緣輕彈簧的下端固定在地面上， 上端連接一帶正電的小球P，小球所處的空間存在 著方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，小球平衡時(shí)，彈簧 恰好處于原長(zhǎng)狀態(tài)．現(xiàn)給小球一豎直向上的初速度，小球最高能運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)．在小球從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)時(shí)，以下說(shuō)法正確的是( ) A．小球電勢(shì)能的減少量大于小球重力勢(shì)能的增加量 B．小球機(jī)械能的改變量等于電場(chǎng)力做的功 C．小球動(dòng)能的減少量等于電場(chǎng)力和重力做功的代數(shù)和 D．彈簧彈性勢(shì)能的增加量等于小球動(dòng)能的減少量,D,解析：由小球平衡時(shí)，彈簧恰好處于原長(zhǎng)狀態(tài)可知，小球 所受重力大小等于其受到的電場(chǎng)力，即：mg＝qE；小球在豎直向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，其重力做的功和電場(chǎng)力做的功的代 數(shù)和為零；則彈簧彈性勢(shì)能的增加量等于小球動(dòng)能的減少 量，故A、C錯(cuò)，D對(duì)；小球僅受到電場(chǎng)力、重力和彈力，故小球機(jī)械能的改變量等于電場(chǎng)力做的功和彈簧的彈力做的 功之和，故B錯(cuò)．,考點(diǎn)二 摩擦力做功的特點(diǎn)及應(yīng)用 1．靜摩擦力做功的特點(diǎn) (1)靜摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功． (2)相互作用的一對(duì)靜摩擦力做功的代數(shù)和總等于零． (3)靜摩擦力做功時(shí)，只有機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)移，不會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．,一質(zhì)量m＝2 kg的小滑塊，以某一水平速度v從B點(diǎn)滑上水平傳送帶，如圖所示．已知傳送帶勻速運(yùn)行的 速度為v0＝4 m/s，B點(diǎn)到傳送帶右端C點(diǎn)的距離為L(zhǎng)＝2 m，滑 塊 與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.3.當(dāng) 滑 塊滑到 傳送 帶 的右端 C時(shí)，其速度恰好與傳送帶的速度相同．(g＝10 m/s2)，求： (1)滑塊剛滑上傳送帶時(shí)的速度大小； (2)此過(guò)程中,由于滑塊與傳送帶之間的摩擦而產(chǎn)生的熱量Q.,CD,考點(diǎn)三 能量守恒定律及應(yīng)用 列能量守恒定律方程的兩條基本思路： 1．某種形式的能量減少，一定存在其他形式的能量增加，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．,[審題突破] (1)物體到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，原來(lái)在A點(diǎn)的動(dòng)能和重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化成了何種能量？ (2)物體由A到C的整個(gè)過(guò)程中，能量是如何轉(zhuǎn)化的？,[答案] (1)0.52 (2)24.5 J,[方法總結(jié)] 能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題的解題思路 (1)當(dāng)涉及摩擦力做功，機(jī)械能不守恒時(shí)，一般應(yīng)用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律． (2)解題時(shí)，首先確定初末狀態(tài)，然后分析狀態(tài)變化過(guò)程中哪種形式的能量減少，哪種形式的能量增加，求出減少的能量總和ΔE減和增加的能量總和ΔE增，最后由ΔE減＝ΔE增列式求解．,3.(多選)(2015·湖北鄂東三校聯(lián) 考)一圓弧形的槽，槽底放在水平地面上，槽 的兩側(cè)與光滑斜坡aa′、bb′相切，相切處 a、b位于同一水平面內(nèi)，槽與斜坡在豎直平 面內(nèi)的截面如圖所示．一小物塊從斜坡aa′上距 水平面ab的高度為2h處沿斜坡自由滑下，并自a處進(jìn)入槽內(nèi)，到 達(dá)b后沿斜坡bb′向上滑行，已知到達(dá)的最高處距水平面ab的高 度為h；接著小物塊沿斜坡bb′滑下并從b處進(jìn)入槽內(nèi)反向運(yùn) 動(dòng)， 若不考慮空氣阻力，則( ),BD,A．小物塊再運(yùn)動(dòng)到a處時(shí)速度變?yōu)榱?B．小物塊每次經(jīng)過(guò)圓弧槽最低點(diǎn)時(shí)對(duì)槽的壓力不同 C．小物塊不僅能再運(yùn)動(dòng)到a處，還能沿斜坡aa′向上滑行，上升的最大高度為h D．小物塊不僅能再運(yùn)動(dòng)到a處，還能沿斜坡aa′向上滑行，上升的最大高度小于h,物理模型——傳送帶模型中的功能問(wèn)題 1．模型概述 傳送帶模型典型的有水平和傾斜兩種情況，涉及功能角度的問(wèn)題主要有： 求傳送帶對(duì)物體所做的功、物體和傳送帶由于相對(duì)滑動(dòng)而產(chǎn)生的熱量、因放上物體而使電動(dòng)機(jī)多消耗的電能等，常依據(jù)功能關(guān)系或能量守恒定律求解．,2．傳送帶模型問(wèn)題中的功能關(guān)系分析 (1)功能關(guān)系分析：WF＝ΔEk＋ΔEp＋Q. (2)對(duì)WF和Q的理解： ①傳送帶的功：WF＝Fx傳； ②產(chǎn)生的內(nèi)能Q＝Ffs相對(duì)． 3．傳送帶模型問(wèn)題的分析流程,(16分) 如圖所示，繃緊的傳送帶 與水平面的夾角θ＝30°，皮帶在電動(dòng)機(jī)的 帶動(dòng)下，始終保持v0＝2 m/s的速率運(yùn)行， 現(xiàn)把一質(zhì)量為m＝10 kg的工件(可看做質(zhì)點(diǎn))輕輕 放在 皮帶的底端，經(jīng)過(guò)時(shí)間1.9 s，工件被傳送到h＝1.5 m的高處，取g＝10 m/s2，求： (1)工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)； (2)電動(dòng)機(jī)由于傳送工件多消耗的電能．,[審題點(diǎn)睛] (1)運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析：1.9 s內(nèi)工件是否一直加速？若工件先勻加速后勻速運(yùn)動(dòng)，所受摩擦力是否相同？ (2)能量轉(zhuǎn)化分析：多消耗的電能轉(zhuǎn)化成了哪幾種能量？各如何表示？,[建模感悟] (1)水平傳送帶：共速后不受摩擦力，不再有能量轉(zhuǎn)化．傾斜傳送帶：共速后仍有靜摩擦力，仍有能量轉(zhuǎn)移． (2)滑動(dòng)摩擦力做功，其他能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，靜摩擦力做功，不產(chǎn)生內(nèi)能．,答案：(1)14 m (2)0.875 (3)90 J 126 J,