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1、第四第四节节功能关系能量的功能关系能量的转转化与守恒化与守恒 课堂互动讲练课堂互动讲练经典题型探究经典题型探究知能优化演练知能优化演练第第四四节节功功能能关关系系能能量量的的转转化化与与守守恒恒基础知识梳理基础知识梳理基础知识梳理基础知识梳理一、功能关系一、功能关系1内容内容(1)功功是是_的的量量度度，即即做做了了多多少少功功就就有有多少能量多少能量发发生了生了转转化化(2)做做功功的的过过程程一一定定伴伴随随着着_，而而且且_必必须须通通过过做功来做功来实现实现2功与功与对应对应能量的能量的变变化关系化关系能量能量转转化化能量的能量的转转化化能量的能量的转转化化功功能量的能量的变变化化合外
2、力做正功合外力做正功时时_增加增加重力做正功重力做正功时时_减少减少弹弹簧簧弹弹力做正功力做正功时时_减少减少动动能能重力重力势势能能弹弹性性势势能能功功能量的能量的变变化化其他力其他力(除重力、除重力、弹弹力力)做正功做正功时时_增加增加一一对对滑滑动动摩擦力做的摩擦力做的总总功功为负为负功功_增加增加机械能机械能内能内能二、能量守恒定律二、能量守恒定律1内内容容：能能量量既既不不会会消消灭灭，也也不不会会创创生生它它只只会会从从一一种种形形式式_为为其其他他形形式式，或或者者从从一一个个物物体体_到到另另一一个个物物体体，而而在在转转化化和和转转移移的的过过程中，能量的程中，能量的总总量量
3、_2表达式：表达式：E减减_转转化化转转移移保持不保持不变变E增增为为什么重力做功不能改什么重力做功不能改变变物体的机械能？物体的机械能？提示：提示：因重力做功因重力做功实现实现了重力了重力势势能和能和动动能的相能的相互互转转化，所以重力做功不改化，所以重力做功不改变变物体的机械能物体的机械能思考感悟思考感悟课堂互动讲练课堂互动讲练一、几种常一、几种常见见的功能关系及摩擦力做功特点的功能关系及摩擦力做功特点1几种常几种常见见的功能关系表达式的功能关系表达式(1)合外力做功等于物体合外力做功等于物体动动能的改能的改变变，即即W合合Ek2Ek1Ek.(2)重力做功等于物体重力重力做功等于物体重力势
4、势能的改能的改变变，即即WGEp1Ep2Ep.(3)弹弹簧簧弹弹力做功等于力做功等于弹弹性性势势能的改能的改变变，即即W弹弹Ep1Ep2Ep.(4)除除了了重重力力和和弹弹簧簧弹弹力力之之外外的的其其他他力力所所做做的的总总功功，等等于于物物体体机机械械能能的的改改变变，即即W其其他他E2E1E.(5)电场电场力做功等于力做功等于电势电势能的改能的改变变，即即W电电Ep1Ep2Ep.2摩擦力做功的特点摩擦力做功的特点类别类别比比较较静摩擦力静摩擦力滑滑动动摩擦力摩擦力不不同同点点能量能量的的转转化方化方面面在静摩擦力做功的在静摩擦力做功的过过程中，程中，只有机械能从一个物体只有机械能从一个物体
5、转转移到另一个物体移到另一个物体(静摩擦力静摩擦力起着起着传递传递机械能的作用机械能的作用)而而没有机械能没有机械能转转化化为为其他形其他形式的能量式的能量(1)相互摩擦的物相互摩擦的物体通体通过过摩擦力做摩擦力做功，将部分机械功，将部分机械能从一个物体能从一个物体转转移到另一个物体移到另一个物体(2)部分机械能部分机械能转转化化为为内能，此部内能，此部分能量就是系分能量就是系统统机械能的机械能的损损失量失量类别类别比比较较静摩擦力静摩擦力滑滑动动摩擦力摩擦力不同不同点点一一对对摩擦摩擦力的力的总总功功方面方面一一对对静摩擦力静摩擦力所做功的代数所做功的代数总总和等于零和等于零一一对对相互作用
6、的滑相互作用的滑动动摩擦力摩擦力对对物体系物体系统统所做的所做的总总功，等功，等于摩擦力与两个物体相于摩擦力与两个物体相对对路路程的乘程的乘积积，即，即Wffl相相对对，表示物体克服摩擦力做功，表示物体克服摩擦力做功，系系统损统损失机械能失机械能转变转变成内能成内能相同相同点点正功、正功、负负功、不做功、不做功方面功方面两种摩擦力两种摩擦力对对物体可以做正功、物体可以做正功、负负功，功，还还可可以不做功以不做功【名名师师点点睛睛】一一对对相相互互作作用用的的滑滑动动摩摩擦擦力力做做功功所所产产生生的的热热量量Qfl相相对对，其其中中l相相对对是是物物体体间间相相对对路路径径长长度度如如果果两两
7、物物体体同同向向运运动动，l相相对对为为两两物物体体对对地地位位移移大大小小之之差差；如如果果两两物物体体反反向向运运动动，l相相对对为为两两物物体体对对地地位位移移大大小小之之和和；如如果果一一个个物物体体相相对对另另一一物物体体做做往往复复运运动动，则则l相相对对为为两两物物体体滑行路径的滑行路径的总长总长度度二、二、对对能量守恒定律的理解和能量守恒定律的理解和应应用用1对对定律的理解定律的理解(1)某某种种形形式式的的能能量量减减少少，一一定定存存在在其其他他形形式式的的能能量增加，且减少量和增加量一定相等量增加，且减少量和增加量一定相等(2)某某个个物物体体的的能能量量减减少少，一一定
8、定存存在在其其他他物物体体的的能能量增加，且减少量和增加量一定相等量增加，且减少量和增加量一定相等2应应用定律解用定律解题题的步的步骤骤(1)分分清清共共有有多多少少种种形形式式的的能能如如动动能能、势势能能(包包括括重重力力势势能能、弹弹性性势势能能、电电势势能能)、内内能能等等)在在变变化化(2)明明确确哪哪种种形形式式的的能能量量增增加加，哪哪种种形形式式的的能能量量减减少少，并并且且列列出出减减少少的的能能量量E减减和和增增加加的的能能量量E增增的表达式的表达式(3)列出能量守恒关系式：列出能量守恒关系式：E减减E增增【名名师师点点睛睛】(1)应应用用能能量量守守恒恒定定律律解解决决有
9、有关关问题问题，要分析所有参与，要分析所有参与变变化的能量化的能量(2)高高考考考考查查该该类类问问题题，常常综综合合平平抛抛运运动动、圆圆周周运运动动以以及及电电磁磁学学知知识识考考查查判判断断、推推理理及及综综合合分分析析能力能力即即时应时应用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)2.(2010年年高高考考山山东东理理综综卷卷)如如图图541所所示示，倾倾角角30的的粗粗糙糙斜斜面面固固定定在在地地面面上上，长长为为l、质质量量为为m、粗粗细细均均匀匀、质质量量分分布布均均匀匀的的软软绳绳置置于于斜斜面面上上，其其上上端端与与斜斜面面顶顶端端齐齐平平用用细细线线将将物物块块与与软软绳绳
10、连连接接，物物块块由由静静止止释释放放后后向向下下运运动动，直直到到软软绳绳刚刚好好全全部部离离开开斜斜面面(此此时时物物块块未未到到达达地地面面)，在此，在此过过程中程中()图图541经典题型探究经典题型探究功能关系的应用功能关系的应用例例例例1 1图图542(1)物物块块滑到滑到O点点时时的速度大小的速度大小(2)弹弹簧簧为为最大最大压缩压缩量量d时时的的弹弹性性势势能能(3)物物块块A被被弹弹回到坡道上升的最大高度回到坡道上升的最大高度【答案答案】见见解析解析【反反思思领领悟悟】满满足足只只有有重重力力做做功功(或或弹弹力力做做功功)的的情情况况下下，机机械械能能才才守守恒恒，而而一一般
11、般地地有有滑滑动动摩摩擦擦力力的的情情况况下下，机机械械能能一一般般不不守守恒恒，要要应应用功能关系求解用功能关系求解功能关系在传送带问题中的应用功能关系在传送带问题中的应用例例例例2 2 电电动动机机带带动动水水平平传传送送带带以以速速度度v匀匀速速传传动动，一一质质量量为为m的的小小木木块块由由静静止止轻轻放放在在传传送送带带上上，若若小小木木块块与与传传送送带带之之间间的的动动摩摩擦擦因因数数为为，如如图图543所示，当小木所示，当小木块块与与传传送送带带相相对对静止静止时时，求：，求：图图543(1)小木小木块块的位移；的位移；(2)传传送送带转过带转过的路程；的路程；(3)小木小木块
12、获块获得的得的动动能；能；(4)摩擦摩擦过过程程产产生的摩擦生的摩擦热热【思路点思路点拨拨】小木小木块块放在放在传传送送带带上后，上后，先做匀加速直先做匀加速直线线运运动动，直至与，直至与传传送送带带相相对对静止，由牛静止，由牛顿顿运运动动定律和运定律和运动动学公式，可学公式，可解答；然后利用功能关系，求摩擦解答；然后利用功能关系，求摩擦热热【规规律律总总结结】本本题题主主要要考考查查功功能能关关系系在在解解决决物物体体在在传传送送带带上上运运动动的的问问题题中中的的应应用用，解解决决这这类类问问题题的的关关键键是是要要对对物物体体进进行行受受力力分分析析，分分析析物物体体的的运运动动过过程程
13、，另另外外必必须须清清楚楚电电动动机机多多输输出出的的能能量量包包含含两两个个部部分分，一一部部分分是是使使物物体体的的机机械械能能增增加加，一一部分部分转转化化为为皮皮带带和物体的内能和物体的内能 互互动动探探究究例例2中中，求求在在这这一一过过程程中中与与不不放放物物体体时时相比相比电动电动机多消耗的能量机多消耗的能量解解析析：由由能能的的转转化化与与守守恒恒定定律律得得，电电动动机机输输出出的的总总能能量量转转化化为为小小木木块块的的动动能能与与摩摩擦擦热热，所所以以E总总EkQmv2.故多消耗的能量故多消耗的能量为为mv2.答案：答案：mv2多解多解问题问题例例例例3 3 (满满分分样
14、样板板14分分)(2010年年高高考考大大纲纲全全国国卷卷)图图544如如图图544，MNP为为竖竖直直面面内内一一固固定定轨轨道道，其其圆圆弧弧段段MN与与水水平平段段NP相相切切于于N，P端端固固定定一一竖竖直直挡挡板板M相相对对于于N的的高高度度为为h，NP长长度度为为s.一一物物块块自自M端端从从静静止止开开始始沿沿轨轨道道下下滑滑，与与挡挡板板发发生生一一次次没没有有机机械械能能损损失失的的碰碰撞撞后后停停止止在在水水平平轨轨道道上上某某处处若若在在MN段段的的摩摩擦擦可可忽忽略略不不计计，物物块块与与NP段段轨轨道道间间的的滑滑动动摩摩擦擦因因数数为为，求求物物体体停停止止的的地方
15、与地方与N点距离的可能点距离的可能值值【思思路路点点拨拨】分分析析物物块块的的运运动动过过程程搞搞清清重重力力势势能能的的减减小小，全全部部用用来来克克服服摩摩擦擦力力做做功功的的关关系系，然然后后根根据据只只发发生生一一次次碰碰撞撞确确定定可可能能情情况况进进行行求求解解解解题样题样板板规规范步范步骤骤，该该得的分一分不得的分一分不丢丢！根根据据功功能能原原理理，在在物物块块从从开开始始下下滑滑到到静静止止的的过过程程中中，物物块块重重力力势势能能减减小小的的数数值值Ep与与物物块块克克服服摩擦力所做功的数摩擦力所做功的数值值W相等，即相等，即EpW(2分分)设设物物块块质质量量为为m，在在
16、水水平平轨轨道道上上滑滑行行的的总总路路程程为为s，则则Epmgh(2分分)Wmgs(2分分)设设物物块块在水平在水平轨轨道上停住的地方与道上停住的地方与N点的距离点的距离为为d，若物，若物块块在与在与P碰撞后，在到达碰撞后，在到达圆圆弧弧轨轨道道【答案答案】见见解解题样题样板板【题题后反思后反思】解决此解决此类题类题目，目，须对须对物物块块运运动动的的过过程程进进行具体的分析，然后利用功能原理解行具体的分析，然后利用功能原理解题题，摩擦力与相，摩擦力与相对对路程的乘路程的乘积积等于物体机械能等于物体机械能的的损损失失知能优化演练知能优化演练本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此点此进进入入课课件目件目录录按按ESC键键退出全屏播放退出全屏播放谢谢谢谢使用使用