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第四节 功能关系 能量守恒,第五章 机械能及其守恒定律,一、功能关系 1功是_的量度，即做了多少功就有多少能量发生了转化,能量转化,2几种常见的功能关系,动能,重力势能,弹性势能,电势能,机械能,1.(单选)(2015北京东城期中联考)质量为1 kg的物体被竖直向上抛出，在空中的加速度的大小为16 m/s2，最 大上升高度为5 m，若g取10 m/s2，则在这个过程中( ) A重力势能增加80 J B动能减少50 J C机械能减少30 J D机械能守恒,C,二、能量守恒定律 1内容：能量既不会_，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，在转化和转移的过程中，能量的总量_ 2表达式：(1)E1E2. (2)E减_.,凭空产生,转化,转移,保持不变,E增,2.(单选)(2015广东惠州调研)上端固定的一根细线下面悬挂一摆球，摆球在空气中摆动，摆动的幅度越来越 小，对此现象下列说法正确的是( ) A摆球机械能守恒 B总能量守恒，摆球的机械能正在减少，减少的机械能转化为内能 C能量正在消失 D只有动能和重力势能的相互转化,B,考点一 功能关系的应用,考点二 摩擦力做功的特点及应用,考点三 能量守恒定律及应用,考点一 功能关系的应用 1若涉及总功(合外力的功)，用动能定理分析 2若涉及重力势能的变化，用重力做功与重力势能变化的关系分析 3若涉及弹性势能的变化，用弹力做功与弹性势能变化的关系分析 4若涉及电势能的变化，用电场力做功与电势能变化的关系分析 5若涉及机械能变化，用其他力(除重力和系统内弹力之外)做功与机械能变化的关系分析 6若涉及摩擦生热，用滑动摩擦力做功与内能 变化 的 关系分析,(多选)(2013高考新课标全国卷)目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变小若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用，则下列判断正确的是( ) A卫星的动能逐渐减小 B由于地球引力做正功，引力势能一定减小 C由于气体阻力做负功，地 球 引力做正功，机械 能保 持不变 D卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小,BD,审题突破 (1)轨道半径变小，卫星的线速度如何变化？ (2)半径变小的过程中，引力做正功还是负功？ (3)气体阻力做功，是什么能转化为什么能？,1.(单选)(2015湖北襄阳四校联考)如图 所示，一竖直绝缘轻弹簧的下端固定在地面上， 上端连接一带正电的小球P，小球所处的空间存在 着方向竖直向上的匀强电场，小球平衡时，弹簧 恰好处于原长状态现给小球一竖直向上的初速度，小球最高能运动到M点在小球从开始运动到运动至最高点时，以下说法正确的是( ) A小球电势能的减少量大于小球重力势能的增加量 B小球机械能的改变量等于电场力做的功 C小球动能的减少量等于电场力和重力做功的代数和 D弹簧弹性势能的增加量等于小球动能的减少量,D,解析：由小球平衡时，弹簧恰好处于原长状态可知，小球 所受重力大小等于其受到的电场力，即：mgqE；小球在竖直向上运动的过程中，其重力做的功和电场力做的功的代 数和为零；则弹簧弹性势能的增加量等于小球动能的减少 量，故A、C错，D对；小球仅受到电场力、重力和弹力，故小球机械能的改变量等于电场力做的功和弹簧的弹力做的 功之和，故B错,考点二 摩擦力做功的特点及应用 1静摩擦力做功的特点 (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,一质量m2 kg的小滑块，以某一水平速度v从B点滑上水平传送带，如图所示已知传送带匀速运行的 速度为v04 m/s，B点到传送带右端C点的距离为L2 m，滑 块 与传送带间的动摩擦因数0.3.当 滑 块滑到 传送 带 的右端 C时，其速度恰好与传送带的速度相同(g10 m/s2)，求： (1)滑块刚滑上传送带时的速度大小； (2)此过程中,由于滑块与传送带之间的摩擦而产生的热量Q.,CD,考点三 能量守恒定律及应用 列能量守恒定律方程的两条基本思路： 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,审题突破 (1)物体到达C点时，原来在A点的动能和重力势能转化成了何种能量？ (2)物体由A到C的整个过程中，能量是如何转化的？,答案 (1)0.52 (2)24.5 J,方法总结 能量转化问题的解题思路 (1)当涉及摩擦力做功，机械能不守恒时，一般应用能的转化和守恒定律 (2)解题时，首先确定初末状态，然后分析状态变化过程中哪种形式的能量减少，哪种形式的能量增加，求出减少的能量总和E减和增加的能量总和E增，最后由E减E增列式求解,3.(多选)(2015湖北鄂东三校联 考)一圆弧形的槽，槽底放在水平地面上，槽 的两侧与光滑斜坡aa、bb相切，相切处 a、b位于同一水平面内，槽与斜坡在竖直平 面内的截面如图所示一小物块从斜坡aa上距 水平面ab的高度为2h处沿斜坡自由滑下，并自a处进入槽内，到 达b后沿斜坡bb向上滑行，已知到达的最高处距水平面ab的高 度为h；接着小物块沿斜坡bb滑下并从b处进入槽内反向运 动， 若不考虑空气阻力，则( ),BD,A小物块再运动到a处时速度变为零 B小物块每次经过圆弧槽最低点时对槽的压力不同 C小物块不仅能再运动到a处，还能沿斜坡aa向上滑行，上升的最大高度为h D小物块不仅能再运动到a处，还能沿斜坡aa向上滑行，上升的最大高度小于h,物理模型传送带模型中的功能问题 1模型概述 传送带模型典型的有水平和倾斜两种情况，涉及功能角度的问题主要有： 求传送带对物体所做的功、物体和传送带由于相对滑动而产生的热量、因放上物体而使电动机多消耗的电能等，常依据功能关系或能量守恒定律求解,2传送带模型问题中的功能关系分析 (1)功能关系分析：WFEkEpQ. (2)对WF和Q的理解： 传送带的功：WFFx传； 产生的内能QFfs相对 3传送带模型问题的分析流程,(16分) 如图所示，绷紧的传送带 与水平面的夹角30，皮带在电动机的 带动下，始终保持v02 m/s的速率运行， 现把一质量为m10 kg的工件(可看做质点)轻轻 放在 皮带的底端，经过时间1.9 s，工件被传送到h1.5 m的高处，取g10 m/s2，求： (1)工件与传送带间的动摩擦因数； (2)电动机由于传送工件多消耗的电能,审题点睛 (1)运动过程分析：1.9 s内工件是否一直加速？若工件先匀加速后匀速运动，所受摩擦力是否相同？ (2)能量转化分析：多消耗的电能转化成了哪几种能量？各如何表示？,建模感悟 (1)水平传送带：共速后不受摩擦力，不再有能量转化倾斜传送带：共速后仍有静摩擦力，仍有能量转移 (2)滑动摩擦力做功，其他能量转化为内能，静摩擦力做功，不产生内能,答案：(1)14 m (2)0.875 (3)90 J 126 J,
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