
一、功能關(guān)系1.功能關(guān)系(1)功是能量______的量度,不同形式的能量發(fā)生相互轉(zhuǎn)化是通過做功來實現(xiàn)的。即做了多少功就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。(2)做功的過程一定伴隨著能量的轉(zhuǎn)化,而且能量的轉(zhuǎn)化必須通過______來實現(xiàn)。
2.幾種常見的功能關(guān)系
二、能量守恒定律1.內(nèi)容:能量既不會憑空產(chǎn)生,也不會憑空消失。它只能從一種形式______為另一種形式,或者從一個物體______到另一個物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中,能量的總量____________。2.表達式:ΔE減=______。
3.兩個特殊的功能關(guān)系(1)滑動摩擦力與兩物體間相對位移的乘積等于產(chǎn)生的內(nèi)能,即______________________=Q。(2)感應(yīng)電流克服安培力做的功等于產(chǎn)生的電能,即W克安=E電。
一、易錯易誤辨析(正確的打“√”,錯誤的打“×”)(1)力對物體做了多少功,物體就具有多少能。( )(2)能量在轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化過程中,其總量會不斷減少。( )(3)在物體的機械能減少的過程中,動能有可能是增大的。( )(4)既然能量在轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化過程中是守恒的,故沒有必要節(jié)約能源。( )(5)滑動摩擦力做功時,一定會引起機械能的轉(zhuǎn)化。( )(6)一個物體的能量增加,必定伴隨著別的物體的能量減少。( )
二、教材習題衍生1.(功能關(guān)系的理解)在光滑的水平面上,質(zhì)量為m的小滑塊停放在質(zhì)量為M、長度為L的靜止的長木板的最右端,滑塊和木板之間的動摩擦因數(shù)為μ?,F(xiàn)用一個大小為F的恒力作用在M上,當小滑塊滑到木板的最左端時,滑塊和木板的速度大小分別為v1、v2,滑塊和木板相對于地面的位移大小分別為s1、s2,下列關(guān)系式錯誤的是( )
2.(能量守恒定律的應(yīng)用)質(zhì)量為m的物體以初速度v0沿水平面向左開始運動,起始點A與一輕彈簧O端相距s,如圖所示。已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ,物體與彈簧相碰后,彈簧的最大壓縮量為x。則從開始碰撞到彈簧被壓縮至最短,物體克服彈簧彈力所做的功為( )
1.對功能關(guān)系的理解(1)做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程,不同形式的能量發(fā)生相互轉(zhuǎn)化是通過做功來實現(xiàn)的。(2)功是能量轉(zhuǎn)化的量度,功和能的關(guān)系,一是體現(xiàn)在不同的力做功,對應(yīng)不同形式的能轉(zhuǎn)化,具有一一對應(yīng)關(guān)系,二是做功的多少與能量轉(zhuǎn)化的多少在數(shù)值上相等。
考點1 對功能關(guān)系的理解及應(yīng)用
2.力學中常見的功能關(guān)系
[題組訓練]1.(功能關(guān)系的理解)(2023·揚州市江都區(qū)大橋高級中學高三月考)重為2 N的小球,在空中沿豎直方向下落了2 m的高度后到達地面,下落過程中受到空氣的阻力為0.1 N,下列說法正確的是( )A.小球的重力勢能增加了4 JB.小球的動能增加了4 JC.小球的機械能減少了0.2 JD.空氣阻力對小球做功為1 J
C [小球的重力做正功等于重力勢能的減少mgh=2×2 J=4 J,故A錯誤;根據(jù)動能定理,小球動能的增加等小球外力做功的和ΔEk=mgh-Ffh=(4-0.1×2) J=3.8 J,故B錯誤;小球的機械能減少等于克服阻力做的功為|ΔE|=Ffh=0.2 J,故C正確;空氣阻力對小球做功為Wf=-Ffh=-0.2 J,故D錯誤。]
2.(功能關(guān)系的理解及應(yīng)用)(2022·廣東卷改編題)如圖所示,載有防疫物資的無人駕駛小車,在水平MN段以恒定功率200 W、速度5 m/s勻速行駛,在斜坡PQ段以恒定功率570 W、速度2 m/s勻速行駛。已知小車總質(zhì)量為50 kg,MN=PQ=20 m,PQ段的傾角為30°,重力加速度g取10 m/s2,不計空氣阻力。下列說法錯誤的有( )
A.從M到N,小車牽引力大小為40 NB.從M到N,小車克服摩擦力做功800 JC.從P到Q,小車重力勢能增加1×104 JD.從P到Q,小車克服摩擦力做功700 J
3.(功能關(guān)系的理解及應(yīng)用) 如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓弧軌道,半徑OA水平、OB豎直,一個質(zhì)量為m的小球自A點的正上方P點由靜止開始自由下落,小球沿軌道到達最高點B時恰好對軌道沒有壓力。已知AP=2R,重力加速度為g,則小球從P點運動到B點的過程中( )A.重力做功2mgRB.機械能減少mgRC.合外力做功mgR
(1)若只涉及動能的變化用動能定理。(2)只涉及重力勢能的變化,用重力做功與重力勢能變化的關(guān)系分析。(3)只涉及機械能變化,用除重力和彈簧的彈力之外的力做功與機械能變化的關(guān)系分析。
1.兩種摩擦力的做功情況比較
考點2 摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化
2.相對滑動物體能量問題的解題流程
[典例] (2021·江蘇省新高考適應(yīng)性考試)如圖所示,水平傳送帶足夠長,向右前進的速度v=4 m/s,與傾角為37°的斜面的底端P平滑連接,將一質(zhì)量m=2 kg的小物塊從A點靜止釋放。已知A、P的距離L=8 m,物塊與斜面、傳送帶間的動摩擦因數(shù)分別為μ1=0.25、μ2=0.20,取重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8。求物塊(1)第1次滑過P點時的速度大小v1;(2)第1次在傳送帶上往返運動的時間t;(3)從釋放到最終停止運動,與斜面間摩擦產(chǎn)生的熱量Q。
(2)由牛頓第二定律得μ2mg=ma物塊與傳送帶共速時,由速度公式得-v=v1-at1解得t1=6 s
[答案] (1)8 m/s (2)9 s (3)48 J
一是無論是滑動摩擦力,還是靜摩擦力,計算做功時都是用力與對地位移的乘積。二是摩擦生熱的計算公式Q=Ff·x相對,其中x相對為兩接觸物體間的相對位移,若物體在傳送帶上做往復(fù)運動時,則x相對為總的相對路程。
[跟進訓練]?1.如圖所示,輕質(zhì)彈簧一端固定,另一端連接一小物塊,O點為彈簧在原長時物塊的位置。物塊由A點靜止釋放,沿粗糙程度相同的水平面向右運動,最遠到達B點。在從A到B的過程中,物塊( )A.加速度先增大后減小B.經(jīng)過O點時的速度最大C.所受彈簧彈力始終做正功D.所受彈簧彈力做的功等于克服摩擦力做的功
D [對物塊受力分析,當彈簧處于壓縮狀態(tài)時,由牛頓第二定律可得kx-Ff=ma,x減小,a減小,當a=0時,物塊速度最大,此時,物塊在O點左側(cè),選項B錯誤;從加速度a=0處到O點過程,由牛頓第二定律得Ff-kx=ma,x減小,a增大,當彈簧處于伸長狀態(tài)時,由牛頓第二定律可得kx+Ff=ma,x增大,a繼續(xù)增大,可知物塊的加速度先減小后增大,選項A錯誤;物塊所受彈簧的彈力對物塊先做正功,后做負功,選項C錯誤;從A到B的過程,由動能定理可得W彈-Wf=0,選項D正確。]
A.物塊P在下滑過程中,運動到B處時速度最大B.物塊P從A滑到C的過程中克服摩擦力做的功等于2μmgRC.拉力F做的功小于2mgRD.拉力F做的功為mgR(1+μ)
C [當重力沿圓軌道切線方向的分力等于滑動摩擦力時速度最大,此位置在AB之間,故A錯誤;將物塊P緩慢地從B拉到A,克服摩擦力做的功為μmgR,而物塊P從A滑到B的過程中,物塊P做圓周運動,根據(jù)向心力知識可知物塊P所受的支持力比緩慢運動時要大,則滑動摩擦力增大,所以克服摩擦力做的功Wf大于μmgR,因此物塊P從A滑到C的過程中克服摩擦力做的功大于2μmgR,故B錯誤;由動能定理得,從C到A的過程中有WF-mgR-μmgR-μmgR=0-0,則拉力F做的功為WF=mgR(1+2μ),故D錯誤;從A到C的過程中,根據(jù)動能定理得mgR-Wf-μmgR=0,因為Wf>μmgR,則mgR>μmgR+μmgR,因此WF
這是一份高考物理一輪復(fù)習第5章專題突破5功能關(guān)系能量守恒定律課件,共47頁。PPT課件主要包含了細研考點·突破題型,常見的功能關(guān)系,答案6J,答案05,答案72J等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份高考物理一輪復(fù)習課件+講義 第6章 第4講 功能關(guān)系 能量守恒定律,文件包含高考物理一輪復(fù)習第6章第4講功能關(guān)系能量守恒定律pptx、高考物理一輪復(fù)習第6章第4講功能關(guān)系能量守恒定律docx等2份課件配套教學資源,其中PPT共60頁, 歡迎下載使用。
這是一份新高考物理一輪復(fù)習課件 第6章 第4講 功能關(guān)系和能量守恒定律,共60頁。PPT課件主要包含了高考物理一輪復(fù)習策略,第六章機械能,內(nèi)容索引,功能關(guān)系的理解和應(yīng)用,課時精練等內(nèi)容,歡迎下載使用。
注冊成功