2019版高考物理大一轮复习第五章机械能及其守恒定律第17讲功能关系能量守恒定律学案

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1、第17讲　功能关系　能量守恒定律考纲要求考情分析命题趋势1.功能关系Ⅱ2．摩擦力做功与能量转化Ⅱ3．能量转化规律的应用Ⅱ2017·全国卷Ⅰ，242017·全国卷Ⅲ，16功能关系和能量守恒定律是从总体上把握力和运动的本质．高考中以选择题和计算题形式考查1．功能关系(1)功是__能量转化__的量度，即做了多少功就有__多少能量__发生了转化．(2)做功的过程一定伴随着__能量的转化__，__能量的转化__可以通过做功来实现．2．能量守恒定律(1)能量守恒定律的内容：能量既不会凭空__产生__，也不会凭空消失，它只

2、能从一种形式__转化__为另一种形式，或者从一个物体__转移__到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量__保持不变__.(2)能量守恒定律的表达式：ΔE减＝__ΔE增__.(3)对定律的理解①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．②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．这也是我们列能量守恒定律方程式的两条基本思路．1．请判断下列表述是否正确，对不正确的表述，请说明原因．(1)力对物体做了多少功，物体就有多少能．(　×　)解析　功是能量“

3、转化”的量度，力对物体做了多少功，物体就改变了多少能．(2)能量在转化或转移的过程中，其总量有可能增加．(　×　)解析　根据能量守恒定律知，能量在转化或转移的过程中，其总量保持不变．(3)能量在转化或转移的过程中，其总量会不断减少．(　×　)解析　同(2)．(4)能量在转化或转移的过程中总量保持不变，故没有必要节约能源．(　×　)解析　能量虽然守恒，但能量的转化具有方向性，在能源的利用过程中，即在能量转化的过程中，能量从便于利用的变成不便于利用的，故应节约能源．(5)能量的转化和转移具有方向性，且现在可利用的

4、能源有限，故必须节约能源．(　√　)(6)滑动摩擦力做功时，一定会引起能量的转化．(　√　)　一　对功能关系的理解1．对功能关系的理解(1)做功的过程就是能量转化的过程．不同形式的能量发生相互转化可以通过做功来实现．(2)功是能量转化的量度．功和能的关系，一是体现在不同性质的力做功，对应不同形式的能转化，具有一一对应关系，二是做功的多少与能量转化的多少在数值上相等．2．几种常见的功能关系及其表达式各种力做功对应能的变化定量的关系合力的功动能变化合力对物体做功等于物体动能的增量W合＝Ek2－Ek1重力的功重力势

5、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WG＝－ΔEp＝Ep1－Ep2弹簧弹力的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＝－ΔEp＝Ep1－Ep2只有重力、弹簧弹力的功不引起机械能变化机械能守恒ΔE＝0非重力和弹力的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＝ΔE电场力的功电势能变化电场力做正功，电势能减少，电场力做负功，电势能增加，且W电＝－ΔEp滑动摩擦力的功内能变化滑动摩擦力做功引起系统内能增加ΔE内＝F

6、fl相对[例1](2017·全国卷Ⅲ)如图，一质量为m、长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂．用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端P相距l.重力加速度大小为g.在此过程中，外力做的功为(　A　)A．mgl　　B．mglC．mgl　　D．mgl解析　将绳的下端Q缓慢向上拉至M点，相当于使下部分的绳的重心升高l，故重力势能增加mg·＝mgl，由功能关系可知选项A正确．功能关系的选用原则(1)在应用功能关系解决具体问题的过程中，若只涉及动能的变化用动能定理分析．(2)只涉及重力势能的变化用重力做

7、功与重力势能变化的关系分析．(3)只涉及机械能的变化用除重力和弹力之外的力做功与机械能变化的关系分析．(4)只涉及电势能的变化用电场力做功与电势能变化的关系分析．　二　摩擦力做功与能量转化1．静摩擦力做功(1)静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功．(2)相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零．(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)滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功．(2)相互间存在滑动摩擦力的系统内，一对滑动摩擦力做功将产生两种可

8、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，另外一部分转化为内能．(3)摩擦生热的计算：Q＝Ffx相对．其中x相对为相互摩擦的两个物体间的相对路程．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的增加量．[例2](2018·河北保定调研)(多选)如图所示，足够长的传送带与水平方向的夹角为θ，物块a通过平行于传