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1、第四节功能关系能量守恒第四节功能关系能量守恒2021/8/11 星期三1 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守守恒恒基础知识梳理基础知识梳理2021/8/11 星期三2基础知识梳理基础知识梳理一、功能关系一、功能关系1功是功是_的量度，即做了多少功就有的量度，即做了多少功就有多少能量多少能量发发生了生了转转化化2做功的做功的过过程一定伴随着程一定伴随着_，而且，而且_必通必通过过做功来做功来实现实现二、能量守恒定律二、能量守恒定律能量既不会凭空能量既不会凭空产产生，也不会凭空消失，它只能生，也不会凭空消失，它只能从一种形
2、式从一种形式_为为另一种形式，或者从一个物另一种形式，或者从一个物体体_到到别别的物体，在的物体，在转转化或化或转转移的移的过过程中，程中，能量的能量的总总量量_能量能量转转化化能量能量转转化化能量能量转转化化转转化化转转移移保持不保持不变变2021/8/11 星期三3应应从下面两方面去理解能量守恒定律：从下面两方面去理解能量守恒定律：1某种形式的能减少，一定存在其他形式的某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等；能增加，且减少量和增加量一定相等；2某个物体的能量减少，一定存在其他物体某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等的能量增加
3、，且减少量和增加量一定相等这这也是我也是我们们列能量守恒定律方程式的两条基本列能量守恒定律方程式的两条基本思路思路2021/8/11 星期三4课堂互动讲练课堂互动讲练一、几种常一、几种常见见的功与能的关系的功与能的关系1合外力合外力对对物体所做的功等于物体物体所做的功等于物体动动能的增量，能的增量，即即W合合EkEk2Ek1，即，即动动能定理能定理2重力做功重力做功对应对应重力重力势势能的改能的改变变WGEpEp1Ep2重力做多少正功，重力重力做多少正功，重力势势能减少多少；重力做能减少多少；重力做多少多少负负功，重力功，重力势势能增加多少能增加多少3弹弹簧簧弹弹力做功与力做功与弹弹性性势势能
4、的改能的改变变相相对应对应WFEpEp1Ep2弹弹力做多少正功，力做多少正功，弹弹性性势势能减少多少；能减少多少；弹弹力做力做多少多少负负功，功，弹弹性性势势能增加多少能增加多少2021/8/11 星期三54除重力或除重力或弹弹簧的簧的弹弹力以外的其他力做多少功力以外的其他力做多少功与物体机械能的增量相与物体机械能的增量相对应对应，即，即W其他其他E.(1)除重力或除重力或弹弹簧的簧的弹弹力以外的其他力做多少正力以外的其他力做多少正功，物体的机械能就增加多少功，物体的机械能就增加多少(2)除重力或除重力或弹弹簧的簧的弹弹力以外的其他力做多少力以外的其他力做多少负负功，物体的机械能就减少多少功，
5、物体的机械能就减少多少(3)除重力或除重力或弹弹簧的簧的弹弹力以外的其他力不做功，力以外的其他力不做功，物体的机械能守恒物体的机械能守恒2021/8/11 星期三65电场电场力做功与力做功与电势电势能能变变化的关系化的关系WABEp电场电场力做正功，力做正功，电势电势能减少；能减少；电场电场力做力做负负功，功，电电势势能增加能增加6安培力做正功，安培力做正功，电电能能转转化化为为其他形式的能；克其他形式的能；克服安培力做功，其他形式的能服安培力做功，其他形式的能转转化化为电为电能能特特别别提醒：提醒：在在动动能定理中，合外力的功包含重力能定理中，合外力的功包含重力和和弹弹力在内的所有力所做功的
6、代数和，所以可能力在内的所有力所做功的代数和，所以可能包含着重力包含着重力势势能和能和弹弹性性势势能的能的转转化化2021/8/11 星期三7即即时应时应用用 (即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)1一一块质块质量量为为m的木的木块块放在地面上，用一根放在地面上，用一根弹弹簧簧连连着木着木块块，如，如图图541所示，用恒力所示，用恒力F拉拉弹弹簧，簧，使木使木块块离开地面，如果力离开地面，如果力F的作用点向上移的作用点向上移动动的的距离距离为为h，则则()A木木块块的重力的重力势势能增加了能增加了mghB木木块块的机械能增加了的机械能增加了FhC拉力所做的功拉力所做的功为为FhD木木块块的的
7、动动能增加了能增加了Fh图图5412021/8/11 星期三8解析：解析：选选C.木木块块上升的高度小于上升的高度小于h，所以重，所以重力力势势能增量小于能增量小于mgh，A错错；弹弹性性势势能与重能与重力力势势能的增加之和能的增加之和为为Fh，故，故BD错错；由功的；由功的定定义义式可知式可知C对对2021/8/11 星期三9二、摩擦力做功与机械能、内能之二、摩擦力做功与机械能、内能之间间的的转转化关系化关系1静摩擦力做功的特点静摩擦力做功的特点(1)静静摩摩擦擦力力可可以以做做正正功功，可可以以做做负负功功，还还可可以以不不做功做功(2)存存在在相相互互摩摩擦擦的的系系统统内内，一一对对静
8、静摩摩擦擦力力所所做做的的总总功功为为零零(3)在在静静摩摩擦擦力力做做功功的的过过程程中中，有有机机械械能能的的转转移移，而没有机械能而没有机械能转转化化为为内能内能2滑滑动动摩擦力做功的特点摩擦力做功的特点2021/8/11 星期三10(1)滑滑动动摩摩擦擦力力可可以以对对物物体体做做正正功功，也也可可以以做做负负功，功，还还可以不做功可以不做功(2)相相互互间间存存在在滑滑动动摩摩擦擦力力的的系系统统内内，一一对对滑滑动动摩摩擦擦力力做做功功将将产产生生两两种种可可能能效效果果：机机械械能能全全部转化为内能；部转化为内能；有一部分机有一部分机械械能能在在相相互互摩摩擦擦的的物物体体间间转
9、转移移，另另外外部部分分转转化化为内能为内能(3)摩擦生热的计算：摩擦生热的计算：QFfl相相2021/8/11 星期三11即即时应时应用用 (即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)2.一木一木块块静止在光滑水平面上，被水平方静止在光滑水平面上，被水平方向向飞飞来的子来的子弹击弹击中，子中，子弹进弹进入木入木块块的深度的深度为为2 cm，木，木块块相相对对于桌面移于桌面移动动了了1 cm，设设木木块对块对子子弹弹的阻力恒定，的阻力恒定，则产则产生的内能和生的内能和子子弹损弹损失的失的动动能之比是多少？能之比是多少？2021/8/11 星期三122021/8/11 星期三13三、能量守恒定律的理
10、解及三、能量守恒定律的理解及应应用用1对对定律的理解定律的理解(1)某种形式的能量减少，一定存在另外形式的能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量增加，且减少量和增加量相等(2)某个物体的能量减少，一定存在某个物体的能量减少，一定存在别别的物体的能的物体的能量增加，且减少量和增加量相等量增加，且减少量和增加量相等2应应用定律解用定律解题题的步的步骤骤(1)分清共有多少种形式的能分清共有多少种形式的能(如如动动能、能、势势能、能、电电能、能、内能等内能等)在在变变化化2021/8/11 星期三14(2)明确哪种形式的能量增加，哪种形式的能量减明确哪种形式的能量增加
11、，哪种形式的能量减少少(3)减少的减少的总总能量一定等于增加的能量一定等于增加的总总能量，据此列能量，据此列出方程：出方程：E减减E增增特特别别提醒：提醒：应应用能量守恒定律解决有关用能量守恒定律解决有关问题问题，关，关键键是准确分析有多少种形式的能在是准确分析有多少种形式的能在变变化，求出减化，求出减小的小的总总能量和增加的能量和增加的总总能量，然后再依据能量守能量，然后再依据能量守恒列式求解恒列式求解2021/8/11 星期三15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 (2010年年高高考考山山东东理理综综卷卷)如如图图542所所示示，倾倾角角30的的粗粗糙糙斜
12、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()2021/8/11 星期三16图图5422021/8/11 星期三17【思路点思路点拨拨】题题中涉及多种力做的功，中涉及多种力做的功，动动能的能的变变化，能的化，能的转转化等化等问题问题，所以用功能关系分析，所以用
13、功能关系分析2021/8/11 星期三18软绳软绳被拉被拉动动，表明，表明细线对软绳细线对软绳拉力大于摩擦力，拉力大于摩擦力，而物而物块块重力重力势势能的减少等于克服能的减少等于克服细线细线拉力做功与拉力做功与物物块动块动能之和，能之和，选项选项C错误错误；对软绳应对软绳应用用动动能定能定理，有理，有 WG Ek，所以，所以软绳软绳重力重力势势能能的减少的减少EpWGEk()，所以，所以EpEk ，选项选项D正确正确【答案答案】BD【方法技巧方法技巧】理解做功与理解做功与对应对应的能量的的能量的转转化关化关系，是解系，是解题题的关的关键键2021/8/11 星期三19变变式式训练训练一一质质量
14、均匀的不可伸量均匀的不可伸长长的的绳绳索索(其重其重力不可忽略力不可忽略)A、B两端固定在天花板上，如两端固定在天花板上，如图图543所示，今在最低点所示，今在最低点C施加一施加一竖竖直向下的直向下的力将力将绳绳索拉至索拉至D点，在此点，在此过过程中，程中，绳绳索的重心位索的重心位置将置将()图图5432021/8/11 星期三20A逐逐渐渐升高升高B逐逐渐渐降低降低C先降低后升高先降低后升高 D始始终终不不变变解析：解析：选选A.在下拉在下拉过过程中，外力做正功，程中，外力做正功，绳绳索索的机械能增加，而的机械能增加，而动动能又不能又不变变，故重力，故重力势势能增能增大，重心上升大，重心上升
15、2021/8/11 星期三21能量守恒定律的应用能量守恒定律的应用例例22021/8/11 星期三22AmMBm2MC木箱不与木箱不与弹弹簧接触簧接触时时，上滑的加速度大于下，上滑的加速度大于下滑的加速度滑的加速度D在木箱与在木箱与货货物从物从顶顶端滑到最低点的端滑到最低点的过过程中，程中，减少的重力减少的重力势势能全部能全部转转化化为弹为弹簧的簧的弹弹性性势势能能 图图5442021/8/11 星期三23【思路点思路点拨拨】在木箱与在木箱与货货物从物从顶顶端滑到最低点的端滑到最低点的过过程和木箱反程和木箱反弹弹至至顶顶端的端的过过程中，除有重力程中，除有重力势势能、能、弹弹性性势势能的能的转
16、转化外，化外，还还有因摩擦力做功有因摩擦力做功产产生的内能，生的内能，可可应应用能量守恒定律列式求解用能量守恒定律列式求解【解析解析】受力分析可知，下滑受力分析可知，下滑时时加速度加速度为为gsingcos，上滑，上滑时时加速度加速度为为gsingcos，所以，所以C正正确确设设下滑的距离下滑的距离为为l，根据能量守恒有，根据能量守恒有(mM)glcosMglcosmglsin，得，得m2M.也可以也可以根据除了重力、根据除了重力、弹弹力做功以外，其他力做的功之和力做功以外，其他力做的功之和等于系等于系统统机械能的机械能的变变化量算出化量算出B正确在木箱与正确在木箱与货货物从物从顶顶端滑到最低
17、点的端滑到最低点的过过程中，减少的重力程中，减少的重力势势能能转转化化为弹为弹簧的簧的弹弹性性势势能和内能，所以能和内能，所以D不正确不正确2021/8/11 星期三24【答案答案】BC【名名师归纳师归纳】在在应应用能量守恒定律分析用能量守恒定律分析问题问题时时，首先，首先应应抓住有几种形式的能量参与了抓住有几种形式的能量参与了转转化化或或转转移，然后再利用能量守恒定律列式求解移，然后再利用能量守恒定律列式求解2021/8/11 星期三25 (满满分分样样板板14分分)(2011年杭州模年杭州模拟拟)如如图图545所示，一所示，一质质量量为为m的滑的滑块块从高从高为为h的光滑的光滑圆圆弧形槽的
18、弧形槽的顶顶端端A处处无初速度地滑下，槽的底无初速度地滑下，槽的底端端B与水平与水平传传送送带带相接，相接，传传送送带带的运行速度恒的运行速度恒为为v0，两，两轮轴轮轴心心间间距距为为l，滑，滑块块滑到滑到传传送送带带上后上后做匀加速运做匀加速运动动，滑到，滑到传传送送带带右端右端C时时，恰好加，恰好加速到与速到与传传送送带带的速度相同，求：的速度相同，求：传送带问题分析传送带问题分析例例3图图5452021/8/11 星期三26(1)滑滑块块到达底端到达底端B时时的速度大小的速度大小vB；(2)滑滑块块与与传传送送带间带间的的动动摩擦因数摩擦因数；(3)此此过过程中，由于克服摩擦力做功而程中
19、，由于克服摩擦力做功而产产生的生的热热量量Q.2021/8/11 星期三272021/8/11 星期三282021/8/11 星期三29【规规律律总结总结】传传送送带带在日常生活和生在日常生活和生产产中中应应用用非常广泛，近几年高考中与非常广泛，近几年高考中与传传送送带带运运动动相相联联系的系的问题问题也多次出也多次出现现传传送送带带上的物体因其受到的摩上的物体因其受到的摩擦力的大小和方向具有不确定性，往往擦力的大小和方向具有不确定性，往往导导致物体致物体的运的运动动有两个或两个以上的有两个或两个以上的过过程程(本本题题属属临临界界问题问题，只有一个只有一个过过程程)，因此要，因此要对对各个各个过过程程进进行做功和能行做功和能量量转转化化问题问题分析然后根据分析然后根据题题目条件求解目条件求解2021/8/11 星期三30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2021/8/11 星期三312021/8/11 星期三32