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1、第4课时 功能关系 能量守恒定律【备考建议】1.知道功是能量转化的量度,掌握重力的功、弹力的功、合力的功与对应的能量转化关系.2.掌握摩擦力做功的特点,并会计算.3.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 功能关系的理解与应用几种常见的功能关系及其表达式动能减少增加Ep1-Ep2ΔEk减少增加机械能0变化增加减少减少增加增加f·x相对【典例1】(2017·江西第三次联考)(多选)如图所示,倾角为30°的斜面固定在水平面上,质量为m的物块(可视为质点)以某一速度从斜面的底端冲上斜面,加速度为g,沿斜面上升
2、的最大高度为h,而后物块又沿斜面滑到底端.下列说法正确的是()A.物块在上滑过程中,动能变化量的绝对值是mghB.物块在上滑过程中,机械能变化量的绝对值是mghC.物块在下滑过程中,动能变化量的绝对值是mghD.物块在下滑过程中,机械能变化量的绝对值是mghBCD〚思路点拨〛(1)物块上滑的加速度大小为g,说明物块受到沿斜面向下的滑动摩擦力.(2)物块下滑过程中受到沿斜面向上的滑动摩擦力.反思总结功能关系的选用“四”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功与重
3、力势能变化的关系分析.(3)只涉及机械能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.【即时训练1】(2018·河北定州模拟)(多选)如图所示,在抗洪救灾中,一架直升机通过绳索,用恒力F竖直向上拉起一个漂在水面上的木箱,使其由水面开始加速上升到某一高度,若考虑空气阻力而不考虑浮力,则在此过程中,以下说法正确的有()A.力F所做功减去木箱克服阻力所做的功等于木箱重力势能的增量B.木箱克服重力所做的功等于其重力势能的增量C.力F、重力、阻力,三者合力所做的功等于木箱动能的
4、增量D.力F和阻力的合力所做的功等于木箱机械能的增量BCD解析:由于木箱只受到拉力F、重力G和空气阻力的作用,由动能定理得,三个力做功的代数和等于木箱动能的增加量,故选项C正确;又因为木箱在上升,故木箱克服重力所做的功等于其重力势能的增量,选项B正确,A错误;力F和阻力的合力所做的功等于木箱动能的增加量与重力势能的增加量的和,即等于机械能的增量,选项D正确.考点二 摩擦力做功与能量的关系两种摩擦力做功的比较【典例2】如图所示,质量为m的可看成质点的物块置于粗糙水平面上的M点,水平面的右端与固定的斜面平滑连接,物块与水平面及斜面之间的动
5、摩擦因数处处相同.物块与弹簧未连接,开始时物块挤压弹簧使弹簧处于压缩状态.现从M点由静止释放物块,物块运动到N点时恰好静止,弹簧原长小于MM′.若物块从M点运动到N点的过程中,物块与接触面之间由于摩擦所产生的热量为Q,物块、弹簧与地球组成系统的机械能为E,物块通过的路程为s.不计转折处的能量损失,如图中所描述的关系中可能正确的是()C〚思路点拨〛(1)物块从水平面MM′滑上斜面M′N,滑动摩擦力发生变化.(2)Q-s图像的斜率表示的是滑动摩擦力,E-s图像的斜率表示的是重力以外的其他力,在此也是滑动摩擦力.解析:摩擦产生的热量Q=fs
6、,MM′段摩擦力f1=μmg,M′N段物体摩擦力f2=μmgcosθ,知Q随s成线性变化,但两段斜率不同,故选项A,B错;系统机械能的减小量为产生的热量,两段过程系统机械能均匀减小,但是第一段减小得更快,故选项C正确,D错误.反思总结摩擦力做功的分析方法(1)无论是滑动摩擦力,还是静摩擦力,计算做功时都是用力与对地位移的乘积.(2)摩擦生热的计算:公式Q=Ff·s相对中s相对为两接触物体间的相对位移,若物体在传送带上做往复运动时,则s相对为总的相对路程.【即时训练2】如图所示,某工厂用传送带向高处运送物体,将一物体轻轻放在传送带底端,
7、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,匀速运动到传送带顶端.下列说法正确的是()A.第一阶段摩擦力对物体做正功,第二阶段摩擦力对物体不做功B.第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加量C.第一阶段物体和传送带间摩擦产生的热等于第一阶段物体机械能的增加量D.物体从底端到顶端全过程机械能的增加量大于全过程摩擦力对物体所做的功C考点三 能量守恒定律的理解与应用1.内容能量既不会凭空,也不会凭空消失,它只能从一种形式为另一种形式,或者从一个物体到别的物体,在转化或转移的过程中,能量的总量.2.表达式
8、ΔE减=.产生转化转移保持不变ΔE增3.基本思路(1)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)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.【典例3】如图