步步高第五章第3课时

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1、第3课时功能关系能量守恒定律【考纲解读】i.知道功是能量转化的量度，常握重力的功、弹力的功、合力的功与对应的能量转化关系2知道自然界中的能量转化，理解能量守恒定律，并能用来分析有关问题.考点一功能关系的应用力学中几种常见的功能关系功能量的变化合外力做正功动能增加重力做正功重力势能减少弹簧弹力做正功弹性势能减少电场力做正功电势能减少其他力（除重力、弹力外）做正功机械能增加【例1】如图1所示，在升降机内固定一光滑的斜面体，一轻弹簧的一端连在位于斜面体上方的固定木板B上，另一端与质量为加的物块/相连，弹簧与斜面平行.整个系统由静止开始加速上升高度〃的过程小（A.物块力的重力势能增加量一定等于加B.物

2、块力的动能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的代数和C.物块力的机械能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的代数和D.物块力和弹簧组成的系统的机械能增加量等于斜面对物块的支持力和B对弹簧的拉力做功的代数和解析由于斜面光滑，物块/静止时弹簧弹力与斜面支持力的合力与重力平衡，当整个装置加速上升时，由牛顿第二定律可知物块/受到的合力应向上，故弹簧伸长量增加，物块力相对斜面下滑一段距离，故选项A错误；根据动能定理可知，物块/动能的增加量应等于重力、支持力及弹簧弹力对其做功的代数和，故选项B错误；物块/机械能的增加量应等于除重力以外的其他力对其做功的代数和，选项C正确；物块/和弹簧组成的系

3、统的机械能增加量应等于除重力和弹簧弹力以外的其他力做功的代数和，故选项D正确.答案CD【变式题组】1.［功能关系的应用］如图2所示，物体力的质量为〃?，置于水平地面上，力的上端连一轻弹簧，原长为厶，劲度系数为上现将弹簧上端3缓慢地竖直向上提起，使8点上移距离为厶此时物体力也已经离开地而，则下列说法中正确的是（图2A.提弹簧的力对系统做功为mgLB.物体A的重力势能增加mgLC.系统增加的机械能小于加g厶D.以上说法都不正确答案C2•［功能关系的应用］如图3所示，一固运斜面倾角为30。，一质量为加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，加速度大小等于重力加速度的大小g.物块上升的

4、最大高度为H,A.动能损失了ImgHB.动能损失了mgHC.机械能损失了加gHD.机械能损失了如g//答案AC解析分析小物块沿斜面上滑，根据题述可知，物块所受滑动摩擦力尺、=O.5〃?g,由动能定FfHFeH理，动能损失了sin；o。+mgH=2mgH,选项A正确，B错误.由功能关系，机械能损失晶吉帀=mgH,选项C正确，D错误.规律总结对各种功能关系熟记于心，力学范围内，应牢固掌握以下三条功能关系：(1)重力做的功等于重力势能的变化，弹力做的功等于弹性势能的变化；(2)合外力做的功等于动能的变化；(3)除重力、弹力外，其他力做的功等于机械能的变化.考点二摩擦力做功的特点及应用1.静摩擦力做功

5、的特点⑴静摩擦力可以做巫功，也可以做鱼功，还可以不做功.⑵相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于霎」(3)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)滑动摩擦力可以做巫功，也可以做鱼功，还可以不做功.(2)相互间存在滑动摩擦力的系统內，一对滑动摩擦力做功将产生两种可能效果：①机械能全部转化为内能；②有一部分机械能在相互摩擦的物体间转移，另外一部分转化为內能.(3)摩擦生热的计算：0=尸沈相对.其中x相对为相互摩擦的两个物体间的相对位移.深化拓展从功的角度看，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

6、的增加量.【例2】如图4所示，在光滑水平地面上放置质fiM=2kg的长木板，木板上表面与固定的竖直弧形轨道相切.一质量加=lkg的小滑块自力点沿弧面由静止滑下，/点距离长木板上表面髙度方=0.6m•滑块在木板上滑行/=ls后，和木板一起以速度c=lm/s做匀速运动，取g=10m/s滑块与木板间的摩擦力；滑块沿弧面下滑过程中克服摩擦力做的功;滑块相对木板滑行的距离.解析(1)对木板受力分析F{=Max由运动学公式，有v=at解得Ff=2N..求：图4(2)对滑块受力分析一F{=ma2设滑块滑上木板时的初速度为Vo由公式v—v()=a2t解得Qo=3m/s滑块沿弧面下滑的过程，由动能定理得12n

7、igh—Wf=^fnv()如就=1.5J.(3“=ls内木板的位移兀］=尹/此过程中滑块的位移X2=Vt)t+^a2t1故滑块相对木板滑行距离L=兀2—旳=1・5m.答案(1)2N(2)1.5J(3)1.5m【变式题组】1.［摩擦力做功的理解］如图5所示，足够长的传送带以恒定速率顺时针运行.将一个物体轻轻放在传送带底端，第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段与传送带相对静止，匀速运动