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1、第四節(jié)功能關系能量的轉化與守恒第四節(jié)功能關系能量的轉化與守恒課堂互動講練課堂互動講練經典題型探究經典題型探究知能優(yōu)化演練知能優(yōu)化演練第第四四節(jié)節(jié)功功能能關關系系能能量量的的轉轉化化與與守守恒恒基礎知識梳理基礎知識梳理基礎知識梳理基礎知識梳理一、功能關系一、功能關系1內容內容(1)功是功是_的量度，即做了多少功就有的量度，即做了多少功就有多少能量發(fā)生了轉化多少能量發(fā)生了轉化(2)做功的過程一定伴隨著做功的過程一定伴隨著_，而且，而且_必須通過做功來實現(xiàn)必須通過做功來實現(xiàn)2功與對應能量的變化關系功與對應能量的變化關系能量轉化能量轉化能量的轉化能量的轉化能量的轉化能量的轉化功功能量的變化能量的變化合
2、外力做正功時合外力做正功時_增加增加重力做正功時重力做正功時_減少減少彈簧彈力做正功時彈簧彈力做正功時_減少減少動能動能重力勢能重力勢能彈性勢能彈性勢能功功能量的變化能量的變化其他力其他力(除重力、彈力除重力、彈力)做正功時做正功時_增加增加一對滑動摩擦力做的總功為負功一對滑動摩擦力做的總功為負功_增加增加機械能機械能內能內能二、能量守恒定律二、能量守恒定律1內容：能量既不會消滅，也不會創(chuàng)生內容：能量既不會消滅，也不會創(chuàng)生它只它只會從一種形式會從一種形式_為其他形式，或者從一個為其他形式，或者從一個物體物體_到另一個物體，而在轉化和轉移的到另一個物體，而在轉化和轉移的過程中，能量的總量過程中，
3、能量的總量_2表達式：表達式：E減減_轉化轉化轉移轉移保持不變保持不變E增增為什么重力做功不能改變物體的機械能？為什么重力做功不能改變物體的機械能？提示：提示：因重力做功實現(xiàn)了重力勢能和動能的因重力做功實現(xiàn)了重力勢能和動能的相互轉化，所以重力做功不改變物體的機械相互轉化，所以重力做功不改變物體的機械能能思考感悟思考感悟課堂互動講練課堂互動講練一、幾種常見的功能關系及摩擦力做功特點一、幾種常見的功能關系及摩擦力做功特點1幾種常見的功能關系表達式幾種常見的功能關系表達式(1)合外力做功等于物體動能的改變，合外力做功等于物體動能的改變，即即W合合Ek2Ek1Ek.(2)重力做功等于物體重力勢能的改變
4、，重力做功等于物體重力勢能的改變，即即WGEp1Ep2Ep.(3)彈簧彈力做功等于彈性勢能的改變，彈簧彈力做功等于彈性勢能的改變，即即W彈彈Ep1Ep2Ep.(4)除了重力和彈簧彈力之外的其他力所做的總除了重力和彈簧彈力之外的其他力所做的總功，等于物體機械能的改變，即功，等于物體機械能的改變，即W其他其他E2E1E.(5)電場力做功等于電勢能的改變，電場力做功等于電勢能的改變，即即W電電Ep1Ep2Ep.2摩擦力做功的特點摩擦力做功的特點類別類別比較比較靜摩擦力靜摩擦力滑動摩擦力滑動摩擦力不不同同點點能量能量的轉的轉化方化方面面在靜摩擦力做功的過程在靜摩擦力做功的過程中，只有機械能從一個中，只
5、有機械能從一個物體轉移到另一個物體物體轉移到另一個物體(靜摩擦力起著傳遞機械靜摩擦力起著傳遞機械能的作用能的作用)而沒有機械能而沒有機械能轉化為其他形式的能量轉化為其他形式的能量(1)相互摩擦的物相互摩擦的物體通過摩擦力做體通過摩擦力做功，將部分機械功，將部分機械能從一個物體轉能從一個物體轉移到另一個物體移到另一個物體(2)部分機械能轉部分機械能轉化為內能，此部化為內能，此部分能量就是系統(tǒng)分能量就是系統(tǒng)機械能的損失量機械能的損失量類別類別比較比較靜摩擦力靜摩擦力滑動摩擦力滑動摩擦力不同不同點點一對摩擦一對摩擦力的總功力的總功方面方面一對靜摩擦力一對靜摩擦力所做功的代數(shù)所做功的代數(shù)總和等于零總和
6、等于零一對相互作用的滑動摩擦一對相互作用的滑動摩擦力對物體系統(tǒng)所做的總功，力對物體系統(tǒng)所做的總功，等于摩擦力與兩個物體相等于摩擦力與兩個物體相對路程的乘積，即對路程的乘積，即Wffl相對相對，表示物體克服摩擦，表示物體克服摩擦力做功，系統(tǒng)損失機械能力做功，系統(tǒng)損失機械能轉變成內能轉變成內能相同相同點點正功、負正功、負功、不做功、不做功方面功方面兩種摩擦力對物體可以做正功、負功，還兩種摩擦力對物體可以做正功、負功，還可以不做功可以不做功【名師點睛】【名師點睛】一對相互作用的滑動摩擦力做一對相互作用的滑動摩擦力做功所產生的熱量功所產生的熱量Qfl相對相對，其中，其中l(wèi)相對相對是物體間是物體間相對路
7、徑長度相對路徑長度如果兩物體同向運動，如果兩物體同向運動，l相對相對為為兩物體對地位移大小之差；如果兩物體反向運兩物體對地位移大小之差；如果兩物體反向運動，動，l相對相對為兩物體對地位移大小之和；如果一為兩物體對地位移大小之和；如果一個物體相對另一物體做往復運動，則個物體相對另一物體做往復運動，則l相對相對為兩為兩物體滑行路徑的總長度物體滑行路徑的總長度二、對能量守恒定律的理解和應用二、對能量守恒定律的理解和應用1對定律的理解對定律的理解(1)某種形式的能量減少，一定存在其他形式的能某種形式的能量減少，一定存在其他形式的能量增加，且減少量和增加量一定相等量增加，且減少量和增加量一定相等(2)某
8、個物體的能量減少，一定存在其他物體的能某個物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等量增加，且減少量和增加量一定相等2應用定律解題的步驟應用定律解題的步驟(1)分清共有多少種形式的能分清共有多少種形式的能如動能、勢能如動能、勢能(包括包括重力勢能、彈性勢能、電勢能重力勢能、彈性勢能、電勢能)、內能等、內能等)在變在變化化(2)明確哪種形式的能量增加，哪種形式的能量明確哪種形式的能量增加，哪種形式的能量減少，并且列出減少的能量減少，并且列出減少的能量E減減和增加的能量和增加的能量E增增的表達式的表達式(3)列出能量守恒關系式：列出能量守恒關系式：E減減E增增【名師點睛】
9、【名師點睛】(1)應用能量守恒定律解決有關應用能量守恒定律解決有關問題，要分析所有參與變化的能量問題，要分析所有參與變化的能量(2)高考考查該類問題，常綜合平拋運動、圓周高考考查該類問題，常綜合平拋運動、圓周運動以及電磁學知識考查判斷、推理及綜合分析運動以及電磁學知識考查判斷、推理及綜合分析能力能力即時應用即時應用(即時突破，小試牛刀即時突破，小試牛刀)2. (2010年高考山東理綜卷年高考山東理綜卷)如圖如圖541所示，所示，傾角傾角30的粗糙斜面固定在地面上，長為的粗糙斜面固定在地面上，長為l、質量為質量為m、粗細均勻、質量分布均勻的軟繩置、粗細均勻、質量分布均勻的軟繩置于斜面上，其上端與
10、斜面頂端齊平于斜面上，其上端與斜面頂端齊平用細線將用細線將物塊與軟繩連接，物塊由靜止釋放后向下運動，物塊與軟繩連接，物塊由靜止釋放后向下運動，直到軟繩剛好全部離開斜面直到軟繩剛好全部離開斜面(此時物塊未到達地此時物塊未到達地面面)，在此過程中，在此過程中()圖圖541經典題型探究經典題型探究功能關系的應用功能關系的應用圖圖542 (1)物塊滑到物塊滑到O點時的速度大小點時的速度大小(2)彈簧為最大壓縮量彈簧為最大壓縮量d時的彈性勢能時的彈性勢能(3)物塊物塊A被彈回到坡道上升的最大高度被彈回到坡道上升的最大高度【答案】見解析【答案】見解析【反思領悟】【反思領悟】滿足只有重力做功滿足只有重力做功
11、(或彈力做或彈力做功功)的情況下，機械能才守恒，而一般地有滑的情況下，機械能才守恒，而一般地有滑動摩擦力的情況下，機械能一般不守恒，要應動摩擦力的情況下，機械能一般不守恒，要應用功能關系求解用功能關系求解功能關系在傳送帶問題中的應用功能關系在傳送帶問題中的應用 電動機帶動水平傳送帶以速度電動機帶動水平傳送帶以速度v勻速傳動，勻速傳動，一質量為一質量為m的小木塊由靜止輕放在傳送帶上，若的小木塊由靜止輕放在傳送帶上，若小木塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為小木塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為，如圖，如圖543所示，當小木塊與傳送帶相對靜止時，求：所示，當小木塊與傳送帶相對靜止時，求：圖圖543(1)小木塊的
12、位移；小木塊的位移；(2)傳送帶轉過的路程；傳送帶轉過的路程；(3)小木塊獲得的動能；小木塊獲得的動能；(4)摩擦過程產生的摩擦熱摩擦過程產生的摩擦熱【思路點撥】【思路點撥】小木塊放在傳送帶上后，小木塊放在傳送帶上后，先做勻加速直線運動，直至與傳送帶相對先做勻加速直線運動，直至與傳送帶相對靜止，由牛頓運動定律和運動學公式，可靜止，由牛頓運動定律和運動學公式，可解答；然后利用功能關系，求摩擦熱解答；然后利用功能關系，求摩擦熱【規(guī)律總結】【規(guī)律總結】本題主要考查功能關系在解決物本題主要考查功能關系在解決物體在傳送帶上運動的問題中的應用，解決這類問體在傳送帶上運動的問題中的應用，解決這類問題的關鍵是
13、要對物體進行受力分析，分析物體的題的關鍵是要對物體進行受力分析，分析物體的運動過程，另外必須清楚電動機多輸出的能量包運動過程，另外必須清楚電動機多輸出的能量包含兩個部分，一部分是使物體的機械能增加，一含兩個部分，一部分是使物體的機械能增加，一部分轉化為皮帶和物體的內能部分轉化為皮帶和物體的內能 互動探究互動探究例例2中，求在這一過程中與不放物體中，求在這一過程中與不放物體時相比電動機多消耗的能量時相比電動機多消耗的能量解析：解析：由能的轉化與守恒定律得，電動機輸出的由能的轉化與守恒定律得，電動機輸出的總能量轉化為小木塊的動能與摩擦熱，所以總能量轉化為小木塊的動能與摩擦熱，所以E總總EkQmv2
14、.故多消耗的能量為故多消耗的能量為mv2.答案：答案：mv2多解問題多解問題 (滿分樣板滿分樣板14分分)(2010年高考大綱全國卷年高考大綱全國卷) 圖圖544如圖如圖544，MNP為豎直面內一固定軌道，其為豎直面內一固定軌道，其圓弧段圓弧段MN與水平段與水平段NP相切于相切于N，P端固定一豎端固定一豎直擋板直擋板M相對于相對于N的高度為的高度為h，NP長度為長度為s.一一物塊自物塊自M端從靜止開始沿軌道下滑，與擋板發(fā)端從靜止開始沿軌道下滑，與擋板發(fā)生一次沒有機械能損失的碰撞后停止在水平軌生一次沒有機械能損失的碰撞后停止在水平軌道上某處道上某處若在若在MN段的摩擦可忽略不計，物塊段的摩擦可忽
15、略不計，物塊與與NP段軌道間的滑動摩擦因數(shù)為段軌道間的滑動摩擦因數(shù)為，求物體停，求物體停止的地方與止的地方與N點距離的可能值點距離的可能值【思路點撥】【思路點撥】分析物塊的運動過程搞清重力分析物塊的運動過程搞清重力勢能的減小，全部用來克服摩擦力做功的關系，勢能的減小，全部用來克服摩擦力做功的關系，然后根據(jù)只發(fā)生一次碰撞確定可能情況進行求然后根據(jù)只發(fā)生一次碰撞確定可能情況進行求解解解題樣板解題樣板規(guī)范步驟，該得的分一分不丟！規(guī)范步驟，該得的分一分不丟！根據(jù)功能原理，在物塊從開始下滑到靜止的過根據(jù)功能原理，在物塊從開始下滑到靜止的過程中，物塊重力勢能減小的數(shù)值程中，物塊重力勢能減小的數(shù)值Ep與物塊
16、克服與物塊克服摩擦力所做功的數(shù)值摩擦力所做功的數(shù)值W相等，即相等，即EpW(2分分)設物塊質量為設物塊質量為m，在水平軌道上滑行的總路程為，在水平軌道上滑行的總路程為s，則，則Epmgh(2分分)Wmgs(2分分)設物塊在水平軌道上停住的地方與設物塊在水平軌道上停住的地方與N點的距離為點的距離為d，若物塊在與，若物塊在與P碰撞后，在到達圓弧軌道碰撞后，在到達圓弧軌道【答案】見解題樣板【答案】見解題樣板【題后反思】【題后反思】解決此類題目，須對物塊運動解決此類題目，須對物塊運動的過程進行具體的分析，然后利用功能原理解的過程進行具體的分析，然后利用功能原理解題，摩擦力與相對路程的乘積等于物體機械能題，摩擦力與相對路程的乘積等于物體機械能的損失的損失本部分內容講解結束本部分內容講解結束點此進入課件目錄點此進入課件目錄按按ESC鍵退出全屏播放鍵退出全屏播放謝謝使用謝謝使用
高考物理復習 第5章第四節(jié)功能關系 能量的轉化與守恒課件 滬科版
