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1、基础课基础课4 4功能关系能量守恒定律功能关系能量守恒定律知识点一、功能关系知识点一、功能关系1功能关系功能关系(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多少少_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。能量能量转转化化能量能量能量的能量的转转化化能量的能量的转转化化2几种常见的功能关系几种常见的功能关系功能量的变化合外力做正功动能_重力做正功重力势能_弹簧弹力做正功弹性势能_电场力做正功电势能_其他力(除重力、弹力外)做正功机械能_增加增加减少减少减少减少增加增加减少减
2、少知识点二、能量守恒定律知识点二、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_。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，而在转化和转移的过程中，能量的总量而在转化和转移的过程中，能量的总量_。2表达式：表达式：E减减_。不会不会创创生生转转化化转转移移保持不保持不变变E增增思考判断思考判断(1)力对物体做了多少功，物体就具有多少能。力对物体做了多少功，物体就具有多少能。()(2)能量在转移或转化过程中，其总量会不断减少。能量在转移或转化过程中，其总量会不断减少。()(3)在物体的机械能减少的过程中，动能有可
3、能是增大的。在物体的机械能减少的过程中，动能有可能是增大的。()(4)滑动摩擦力做功时，一定会引起机械能的转化。滑动摩擦力做功时，一定会引起机械能的转化。()(5)一个物体的能量增加，必定有别的物体能量减少。一个物体的能量增加，必定有别的物体能量减少。()(6)合外力做功等于物体动能的改变量。合外力做功等于物体动能的改变量。()(7)与与势势能能有有关关的的力力(重重力力、弹弹簧簧弹弹力力、电电场场力力)做做的的功功等等于于对对应应势势能的改变量。能的改变量。()答案答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)功能关系的应用功能关系的应用力学中几种常见的功能关系力学中几种常见的功能关系各种力
4、做功对应能的变化定量的关系合力做功动能变化合力对物体做功等于物体动能的增量W合Ek2Ek1重力做功重力势能变化重力做正功，重力势能减少，重力做负功，重力势能增加，且WGEpEp1Ep2弹簧弹力做功弹性势能变化弹力做正功，弹性势能减少，弹力做负功，弹性势能增加，且W弹EpEp1Ep2只有重力、弹簧弹力做功不引起机械能变化机械能守恒E0非重力和弹力做功机械能变化除重力和弹力之外的其他力做正功，物体的机械能增加，做负功，机械能减少，且W其他E一对相互作用的滑动摩擦力的总功机械能减少内能增加(1)作用于系统的一对滑动摩擦力一定做负功，系统内能增加(2)摩擦生热QFfx相对1只只有有弹弹力力做做功功时时
5、的的功功能能关关系系如如图图1所所示示，在在光光滑滑水水平平面面上上有有一一物物体体，它它的的左左端端连连接接着着一一轻轻弹弹簧簧，弹弹簧簧的的另另一一端端固固定定在在墙墙上上，在在力力F作作用用下下物物体体处处于于静静止止状状态态，当当撤撤去去力力F后后，物物体体将将向向右右运运动动，在在物物体体向向右右运运动动的的过过程程中中，下下列列说说法法正正确确的的是是()图图1A弹弹簧的簧的弹弹性性势势能逐能逐渐渐减少减少B物体的机械能不物体的机械能不变变C弹弹簧的簧的弹弹性性势势能先增加后减少能先增加后减少D弹弹簧的簧的弹弹性性势势能先减少后增加能先减少后增加解解析析因因弹弹簧簧左左端端固固定定
6、在在墙墙上上，右右端端与与物物体体连连接接，故故撤撤去去F后后，弹弹簧簧先先伸伸长长到到原原长长后后，再再被被物物体体拉拉伸伸，其其弹弹性性势势能能先先减减少少后后增增加，物体的机械能先增大后减小，故加，物体的机械能先增大后减小，故D正确，正确，A、B、C均错误。均错误。答案答案D2重重力力、摩摩擦擦力力做做功功时时的的功功能能关关系系(多多选选)如如图图2所所示示，一一固固定定斜斜面面倾倾角角为为30，一一质质量量为为m的的小小物物块块自自斜斜面面底底端端以以一一定定的的初初速速度度沿沿斜斜面面向向上上做做匀匀减减速速运运动动，加加速速度度大大小小等等于于重重力力加加速速度度的的大大小小g。
7、物物块块上上升升的的最最大大高高度度为为H，则则此此过过程中，物程中，物块块的的()图图2答案答案AC摩擦力做功与能量转化守恒定律摩擦力做功与能量转化守恒定律1静摩擦力做功静摩擦力做功(1)静摩擦力可以做正功，也可以做静摩擦力可以做正功，也可以做负负功，功，还还可以不做功。可以不做功。(2)相互作用的一相互作用的一对对静摩擦力做功的代数和静摩擦力做功的代数和总总等于零。等于零。(3)静静摩摩擦擦力力做做功功时时，只只有有机机械械能能的的相相互互转转移移，不不会会转转化化为为内内能。能。2滑动摩擦力做功的特点滑动摩擦力做功的特点(1)滑滑动动摩擦力可以做正功，也可以做摩擦力可以做正功，也可以做负
8、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两种可能效果：生两种可能效果：机械能全部机械能全部转转化化为为内能；内能；有有一一部部分分机机械械能能在在相相互互摩摩擦擦的的物物体体间间转转移移，另另外外一一部部分分转转化化为为内能。内能。(3)摩摩擦擦生生热热的的计计算算：QFfx相相对对。其其中中x相相对对为为相相互互摩摩擦擦的的两两个物体个物体间间的相的相对对路程。路程。3对能量守恒定律的理解对能量守恒定律的理解(1)转转化化：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
9、形形式式的的能能量量增加，且减少量和增加量一定相等。增加，且减少量和增加量一定相等。(2)转转移移：某某个个物物体体的的能能量量减减少少，一一定定存存在在其其他他物物体体的的能能量量增加，且减少量和增加量相等。增加，且减少量和增加量相等。1动动能能、重重力力势势能能与与内内能能的的转转化化如如图图3所所示示，在在竖竖直直平平面面内内有有一一半半径径为为R的的圆圆弧弧轨轨道道，半半径径OA水水平平、OB竖竖直直，一一个个质质量量为为m的的小小球球自自A点点的的正正上上方方P点点由由静静止止开开始始自自由由下下落落，小小球球沿沿轨轨道道到到达达最最高高点点B时时恰恰好好对对轨轨道道没没有有压压力力
10、。已已知知AP2R，重重力力加加速速度度为为g，则则小小球球从从P到到B的的运运动动过过程程中中()图图3答案答案D(1)物体物体A向下运向下运动刚动刚到达到达C点点时时的速度；的速度；(2)弹弹簧的最大簧的最大压缩压缩量；量；(3)弹弹簧的最大簧的最大弹弹性性势势能。能。图图4运用能量守恒定律解题的基本思路运用能量守恒定律解题的基本思路方法技巧方法技巧图图5A弹弹力力对对小球先做正功后做小球先做正功后做负负功功B有两个有两个时时刻小球的加速度等于重力加速度刻小球的加速度等于重力加速度C弹弹簧簧长长度最短度最短时时，弹弹力力对对小球做功的功率小球做功的功率为为零零D小球到达小球到达N点点时时的
11、的动动能等于其在能等于其在M、N两点的重力两点的重力势势能差能差答案答案BCD2(2015江江苏苏单单科科，9)(多多选选)如如图图6所所示示，轻轻质质弹弹簧簧一一端端固固定定，另另一一端端与与一一质质量量为为m、套套在在粗粗糙糙竖竖直直固固定定杆杆A处处的的圆圆环环相相连连，弹弹簧簧水水平平且且处处于于原原长长。圆圆环环从从A处处由由静静止止开开始始下下滑滑，经经过过B处处的的速速度度最最大大，到到达达C处处的的速速度度为为零零，ACh。圆圆环环在在C处处获获得得一一竖竖直直向向上上的的速速度度v，恰恰好好能能回回到到A。弹弹簧簧始始终终在在弹弹性性限限度度内内，重力加速度重力加速度为为g。
12、则圆环则圆环()图图6答案答案BD3(2014海海南南单单科科)(多多选选)如如图图7所所示示，质质量量相相同同的的两两物物体体a、b，用用不不可可伸伸长长的的轻轻绳绳跨跨接接在在同同一一光光滑滑的的轻轻质质定定滑滑轮轮两两侧侧，a在在水水平平桌桌面面的的上上方方，b在在水水平平粗粗糙糙桌桌面面上上。初初始始时时用用力力压压住住b使使a、b静静止止，撤撤去去此此压压力力后后，a开开始始运运动动，在在a下下降降的的过过程程中中，b始始终终未离开桌面。在此未离开桌面。在此过过程中程中()图图7Aa的的动动能小于能小于b的的动动能能B两物体机械能的两物体机械能的变变化量相等化量相等Ca的重力的重力势
13、势能的减小量等于两物体能的减小量等于两物体总动总动能的增加量能的增加量D绳绳的拉力的拉力对对a所做的功与所做的功与对对b所做的功的代数和所做的功的代数和为为零零解解析析轻轻绳绳两两端端沿沿绳绳方方向向的的速速度度分分量量大大小小相相等等，故故可可知知a的的速速度度等等于于b的的速速度度沿沿绳绳方方向向的的分分量量，a的的动动能能比比b的的动动能能小小，A对对；因因为为b与与地地面面有有摩摩擦擦力力，运运动动时时有有热热量量产产生生，所所以以该该系系统统机机械械能能减减少少，而而B、C两两项项均均为为系系统统机机械械能能守守恒恒的的表表现现，故故B、C错错误误；轻轻绳不可伸长，两端分别对绳不可伸
14、长，两端分别对a、b做功大小相等，符号相反，做功大小相等，符号相反，D正确。正确。答案答案AD4(2016四四川川绵绵阳阳市市二二诊诊)(多多选选)如如图图8所所示示，在在排排球球比比赛赛中中，假假设设排排球球运运动动员员某某次次发发球球后后排排球球恰恰好好从从网网上上边边缘缘过过网网，排排球球网网高高H2.24 m，排排球球质质量量为为m300 g，运运动动员员对对排排球球做做的的功功为为W120 J，排排球球运运动动过过程程中中克克服服空空气气阻阻力力做做的的功功为为W24.12 J，重重力力加加速速度度g10 m/s2。球球从从手手刚刚发发出出位位置置的的高高度度h2.04 m，选选地面
15、地面为为零零势势能面，能面，则则()图图8A与与排排球球从从手手刚刚发发出出相相比比较较，排排球球恰恰好好到到达达球球网网上上边边缘缘时时重重力力势势能的增加量能的增加量为为6.72 JB排球恰好到达球网上排球恰好到达球网上边缘时边缘时的机械能的机械能为为22 JC排球恰好到达球网上排球恰好到达球网上边缘时边缘时的的动动能能为为15.88 JD与与排排球球从从手手刚刚发发出出相相比比较较，排排球球恰恰好好到到达达球球网网上上边边缘缘时时动动能能的减少量的减少量为为4.72 J解解析析与与排排球球从从手手刚刚发发出出相相比比较较，排排球球恰恰好好到到达达球球网网上上边边缘缘时时重重力力势势能能的的增增加加量量为为mg(Hh)0.6 J，A错错误误；排排球球恰恰好好到到达达球球网网上上边边缘缘时时的的机机械械能能为为mghW1W222 J，B正正确确；排排球球恰恰好好到到达达球球网网上上边边缘缘时时的的动动能能为为W1W2mg(Hh)15.28 J，C错错误误；与与排排球球从从手手刚刚发发出出相相比比较较，排排球球恰恰好好到到达达球球网网上上边边缘缘时时动能的减少量为动能的减少量为W2mg(Hh)4.72 J，D正确。正确。答案答案BD