2021版高考物理一轮复习第5章机械能第4节功能关系能量守恒定律学案.docx

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1、第4节　功能关系　能量守恒定律考点一　功能关系的理解及应用对应学生用书p1011．功能关系的内容(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不同的力做功对应不同形式能的变化定量关系合外力做功(所有外力的功)动能变化合外力对物体做的功等于物体动能的变化W合＝Ek2－Ek1＝ΔEk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.WG＝－ΔEp＝Ep1－Ep

2、2弹簧弹力做功弹性势能变化　弹簧弹力做正功，弹性势能减少；弹簧弹力做负功，弹性势能增加.W弹＝－ΔEp＝Ep1－Ep2只有重力、弹簧弹力做功不引起机械能变化机械能守恒ΔE＝0除重力和弹簧弹力之外的力做的功机械能的变化　除重力、弹簧弹力之外的力做多少正功，物体的机械能就增加多少；除重力和弹簧弹力之外的力做多少负功，物体的机械能就减少多少.W除G、弹力外＝ΔE＝E2－E1克服滑动摩擦力做的功产生摩擦热Wf克＝Q摩克服安培力做的功电能变化WA克＝E电电场力做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.W电

3、＝－ΔEp＝Ep1－Ep2　　【理解巩固1】　(多选)质量m＝3.0kg的小球在竖直向上的恒定拉力作用下，由静止开始从水平地面向上运动，经一段时间，拉力做功为W＝15.0J，此后撤去拉力，球又经相同时间回到地面，以地面为零势能面，不计空气阻力，重力加速度g＝10m/s2.则下列说法正确的是(　　)A．恒定拉力大小为40.0N7B．球动能Ek＝3.0J时的重力势能可能是12.0JC．拉力作用过程球动能增加了15.0JD．球动能Ek＝3.0J时的重力势能可能是9.0J[解析]设竖直向上的恒力为F，物体质量m＝3kg.恒力F

4、作用时间t，在恒力F作用过程：上升高度h，根据牛顿第二定律得：运动加速度a1＝；h＝a1t2；撤去恒力瞬间速度为v0，则v0＝a1t，撤去恒力后到物体落地时，取竖直向上方向为正方向，则－h＝(a1t)t－gt2；联立解得：a1＝，代入得F＝40N，选项A正确；球动能Ek＝3.0J时，由动能定理WF－WG＝ΔEk，当力F做功15J时，此时克服重力做功为12J，即此时物体的重力势能是12.0J，选项B正确；拉力作用过程中，由于重力做负功，故球动能增加小于15.0J，选项C错误；球动能Ek＝3.0J时，若重力势能是9.0J，

5、由动能定理WF－WG＝ΔEk可知WF＝12J<15J，故选项D正确．[答案]ABD7对应学生用书p101　　例1　(多选)如图所示，质量为M、长度为l的小车静止在光滑的水平面上，质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端．现用一水平恒力F作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动．小物块和小车之间的摩擦力为Ff.小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为x.在这个过程中，以下结论正确的是(　　)A．小物块到达小车最右端时具有的动能为(F－Ff)(l＋x)B．小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为FfxC．

6、小物块克服摩擦力所做的功为Ff(l＋x)D．小物块和小车增加的机械能为Fx[解析]小物块受到向右的拉力F作用，向右运动受到向左的摩擦力Ff，根据相互作用，小车受到向右的摩擦力Ff而运动．小车运动距离为x，而物块从小车的左端运动到右端位移为l＋x.对小车根据动能定理有Ff×x＝Ek1－0，选项B对，对小物块根据动能定理有(F－Ff)×(x＋l)＝Ek2－0，选项A对．小物块克服摩擦力做功Ff(l＋x)，选项C对．小物块和小车重力势能都没有变化，所以他们机械能的增加量等于动能的增加量即Ek1＋Ek2＝Ff×x＋(F－Ff)

7、×(x＋l)＝F(x＋l)－Ffl，选项D错．[答案]ABC,　　利用功能关系求解问题要分清楚是什么力做功，并且清楚该力做正功还是负功，从而判断与之相关的能量的变化．力做功的过程就是物体能量转化的过程，功是能量转化的量度．)考点二　能量守恒定律的理解及应用7对应学生用书p1021．能量转化和守恒定律：能量既不会凭空消失，也不会__凭空产生__．它只能从一种形式__转化__为其他形式，或者从一个物体__转移__到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量__保持不变__．2．能量守恒关系式：ΔE减＝ΔE增．3．对能量

8、守恒定律的理解(1)转化：某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加，且减少量和增加量一定相等．(2)转移：某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量相等．【理解巩固2】　如图所示，一物体质量m＝2kg.在倾角为θ＝37°的斜面上的A点以初速度v0＝3m/s下滑，A点距弹簧上端B的距离AB＝4m．当物体到