全国版2019版高考物理一轮复习第6章机械能及其守恒定律第25课时功能关系能量守恒定律学案

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1、全国版2019版高考物理一轮复习第6章机械能及其守恒定律第25课时功能关系能量守恒定律学案1．对功能关系的理解(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，而且能量的转化必须通过做功来实现。2．几种常见的功能关系及其表达式[例1]　(山东高考)(多选)如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮。质量分别为M、m(M>m)的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行。两滑

2、块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中(　　)A．两滑块组成的系统机械能守恒B．重力对M做的功等于M动能的增加量C．轻绳对m做的功等于m机械能的增加量D．两滑块组成的系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功解析　由于M与斜面ab之间存在滑动摩擦力，故两滑块组成的系统机械能不守恒，A错误；合外力对M做的功等于M动能的增加量，B错误；对于m，除了重力对其做功外，只有轻绳对其做功，故轻绳对m做的功等于m机械能的增加量，C正确；对于两滑块组成的系统，在运动过程中克服摩

3、擦阻力做功，系统的机械能减少并转化为内能，故该系统机械能的损失等于M克服摩擦力做的功，D正确。答案　CD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是通过做功来实现的。(2)功是能量转化的量度，功和能的关系，一是体现在不同的力做功，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。1．(多选)质量为1kg的物体被人用手由静止向上提高2m，这时物体的速度是4m/s，下列说法中正确的是(不计一切阻力，取g＝10m/s2)(　　)A．合外力对物

4、体做功8JB．手对物体做功8JC．物体机械能增加了8JD．物体重力势能增加了20J答案　AD解析　由动能定理得，合外力对物体做功W合＝mv2－0＝8J，A正确；W合＝W人－mgh，所以W人＝W合＋mgh＝(8＋1×10×2)J＝28J，B错误；物体机械能增加量等于除重力之外的力做功，所以物体机械能增加量ΔE＝W人＝28J，C错误；物体重力势能增加量等于物体克服重力做的功，所以物体重力势能增加量ΔEp＝mgh＝1×10×2J＝20J，D正确。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2．(xx·唐山模拟)轻质弹

5、簧右端固定在墙上，左端与一质量m＝0.5kg的物块相连，如图甲所示。弹簧处于原长状态，物块静止且与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2。以物块所在处为原点，水平向右为正方向建立x轴。现对物块施加水平向右的外力F，F随x轴坐标变化的关系如图乙所示。物块运动至x＝0.4m处时速度为零。则此时弹簧的弹性势能为(g取10m/s2)(　　)A．3.1JB．3.5JC．1.8JD．2.0J答案　A解析　物块与水平面间的摩擦力为Ff＝μmg＝1N。现对物块施加水平向右的外力F，由Fx图象面积表示外力F做的功，可知F做功W＝3

6、.5J，克服摩擦力做功Wf＝Ffx＝0.4J。由功能关系可知，W－Wf＝Ep，此时弹簧的弹性势能为Ep＝3.1J，A正确。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　考点2　　摩擦力做功与能量转化　两种摩擦力做功特点的比较[例2]　(xx·北京高考)如图所示，弹簧的一端固定，另一端连接一个物块，弹簧质量不计。物块(可视为质点)的质量为m，在水平桌面上沿x轴运动，与桌面间的动摩擦因数为μ。以弹簧原长时物块的位置为坐标原点O，当弹簧的伸长量为x时，物块所受弹簧弹力大小为F＝kx，k为常量。(1)请画出F随x变化的示

7、意图；并根据F－x图象求物块沿x轴从O点运动到位置x的过程中弹力所做的功；(2)物块由x1向右运动到x3，然后由x3返回到x2，在这个过程中，a．求弹力所做的功，并据此求弹性势能的变化量；b．求滑动摩擦力所做的功；并与弹力做功比较，说明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念。解析　(1)F－x图象如图物块沿x轴从O点运动到位置x的过程中，弹力做负功：F－x图象与x轴所围的面积等于弹力做功大小。所以弹力做功为：WT＝－·kx·x＝－kx2(2)a.物块由x1向右运动到x3的过程中，弹力做功WT1＝－

8、·(kx1＋kx3)·(x3－x1)＝kx－kx物块由x3向左运动到x2的过程中，弹力做功WT2＝·(kx2＋kx3)·(x3－x2)＝kx－kx整个过程中，弹力做功WT＝WT1＋WT2＝kx－kx，由此得弹性势能的变化量ΔEp＝－WT＝kx－kxb．整个过程中，摩擦力做功Wf＝－μmg·(2x3－x1－x2)与弹力做功比较：弹力做功与x3无关，即与实际路径无关，只与始末位置有关，所以，我们可以定义一个由物体之间的相互作用力(