（新课标）河南省2015高考物理总复习讲义 第5章 第4讲 功能关系 能量守恒定律

（新课标）河南省2015高考物理总复习讲义 第5章 第4讲 功能关系 能量守恒定律内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 功能关系能量守恒定律知识一功能关系1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功与对应能量的变化关系合外力做正功 动能增加重力做正功 重力势能减少弹簧弹力做正功 弹性势能减少外力(除重力、弹力)做正功 机械能增加滑动摩擦力做功 系统内能增加电场力做正功 电势能减少分子力做正功 分子势能减少(1)力对物体做了多少功，物体就有多少能()(2)力对物体做功，物体的总能量一定增加()(3)滑动摩擦力做功时，一定会引起能量的转化()知识二能量守恒定律1内容能量既不会凭空 2、产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变2表达式：E 减 E 增E 增 为末状态的能量减去初状态的能量，而 E 减 为初状态的能量减去末状态的能量1物体只在重力和一个不为零的向上的拉力作用下，分别做了匀速上升、加速上升和减速上升三种运动在这三种情况下物体机械能的变化情况是()A匀速上升机械能不变，加速上升机械能增加，减速上升机械能减小B匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能减小C由于该拉力与重力大小的关系不明确，所以不能确定物体机械能的变化情况光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 三种情况中，物体的机 3、械能均增加【解析】在三种情况下，外力均对物体做了功，所以物体的机械能均增加，故 D 正确【答案】4 1(多选)如图 541 所示，一质量为 m 的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于 O 点处，将小球拉至 A 处，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到 O 点正下方 B 点的速度为 v，与 A 点的竖直高度差为 h，则()A由 A 至 B 重力做功为 A 至 B 重力势能减少 A 至 B 小球克服弹力做功为 球到达位置 B 时弹簧的弹性势能为 (2【解析】由 A 到 B，高度减小 h，重力做功 力势能减少 因弹簧伸长，弹性势能增加，由能量守恒得： p，可得：E p球克服弹12 12力 4、做功应小于 B、C 错误，A 、D 正确【答案】列说法正确的是()A随着科技的发展，第一类永动机是可以制成的B太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了C “既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，因而是不可能的D有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生【解析】第一类永动机违背了能量守恒定律，所以不可能制成，A 错误；根据能量守恒定律，太阳照射到宇宙空间的能量也不会凭空消失，B 错误；要让马儿跑，必须要给马儿吃草，否则就违背能量守恒定律，C 正确；所谓“全自动”手表内部还是有能量转化装置的，一般是一 5、个摆锤，当人戴着手表活动时，摆锤不停地摆动，给游丝弹簧补充能量，才会维持手表的走动，D 错【答案】(多选)(2012海南高考)下列关于功和机械能的说法，正确的是()A在有阻力作用的情况下，物体重力势能的减少不等于重力对物体所做的功B合力对物体所做的功等于物体动能的改变量C物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能，其大小与势能零点的选取有关D运动物体动能的减少量一定等于其重力势能的增加量【解析】物体重力做的功总等于重力势能的减少量，因此 A 错；根据动能定理可知合力对物体所做的功等于物体动能的改变量，因此 B 正确；根据重力势能的定义和特点可知 C 正确；当有除重力以外的力对物体做功时，运动物 6、体动能的减少量不等于其重力势能的增加量，因此 D 错【答案】 (多选)(2013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【解析】卫星半径减小时，分析各力做功情况可判断卫星能量的变化卫星运转过程中，地球的引力提供向心力，G m ，受稀薄气体阻力的作用时，球的引力对卫星做正功，势能逐渐减小 7、，动能逐渐变大，由于气体阻力做负功，卫星的机械能减小，选项 B、D 正确【答案】44功能关系的理解及应用一、常见的几种功能对应关系1合外力做功等于物体动能的改变，即 W 合 E E k.(动能定理)2重力做功等于物体重力势能的减少量，即 E 簧弹力做功等于弹性势能的减少量，即 E 了重力和弹簧弹力之外的其他力所做的总功，等于物体机械能的改变，即 W 其他力 E 2E 1E.(功能原理)二、对功能关系的理解1不同的力对物体做功会引起不同能量的转化或转移，应根据题中已知和所求，选择合适的功能关系来分析问题2重力势能、弹性势能、电势能的改变量与对应的力做的功数值相等，但符号相反三、摩擦力做功的特点及 8、其与能量的关系类别比较 静摩擦力 滑动摩擦力能量的转化 只有能量的转移，而没有能量的 转化 既有能量的转移，又有能量的转 化不同点 一对摩擦力的总功 一对静摩擦力所做功的代数总和 等于零一对滑动摩擦力所做功的代数和不为零，总功 WF fl 相对 ，即摩擦时产生的热量相同点做功的正、负 两种摩擦力对物体可以做正功、负功，还可以不做功1 个示范例 ( 多选)(2013山东高考)如图 542 所示，楔形木块 定在水平面上，粗糙斜面 光滑斜面 水平面的夹角相同，顶角 b 处安装一定滑轮质量分别为M、 m(Mm)的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运 9、动若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中( )光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 4 2A两滑块组成系统的机械能守恒B重力对 M 做的功等于 M 动能的增加C轻绳对 m 做的功等于 m 机械能的增加D两滑块组成系统的机械能损失等于 M 克服摩擦力做的功【解析】这是系统能量转化的综合问题，解题要点是分析各个力做的功与能量的转化关系除重力以外其他力对物体做的功等于物体机械能的变化，故 M 克服摩擦力做的功等于两滑块组成的系统机械能的减少量，拉力对 m 做的功等于 m 机械能的增加量，选项 C、答案】1 个预测例 图 54 3如图 54 3 所示，半径 R0.8 m 的 1/4 光滑 10、圆弧轨道，下端 B 恰与小车右端平滑对接小车质量 M3 长 Lm，车上表面距地面的高度 h0.2 m，现有一质量 m1 滑块，由轨道顶端无初速度释放，滑到 B 端后冲上小车已知地面光滑，滑块与小车上表面间的动摩擦因数 车运动了 .5 s 时，车被地面装置锁定(g10 m/试求：(1)滑块到达 B 端时，轨道对它支持力的大小；(2)车被锁定时，车右端距轨道 B 端的距离；(3)从车开始运动到被锁定的过程中，滑块与车面间由于摩擦而产生的内能大小【审题指导】解答该题应注意：(1).5 s 时，滑块是否相对车静止，故应求出二者共速所用时间进行比较(2)摩擦生热的求法为 Q 对【解析】(1)由机械能守恒 11、定律和牛顿第二定律得 B 0 N.(2)设 m 滑上小车后经过时间 小车同速，共同速度大小为 mg，vv Ba 1 a 2，v v1 m/s，t 11 s，因 “”或“E k，这是因为实验中存在着阻力；通过实验分析可知，在实验误差12 2物的机械能守恒【答案】(1)先放开纸带后接通电源(2) 左m/sJ实验中存在着阻力在实验误差允许范围内，重物的机械能守恒考点三实验改进与创新图 56 7(2011海南高考)现要通过实验验证机械能守恒定律实验装置如图所示 56 7 水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上 A 点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为 m 12、 的砝码相连；遮光片两条长边与导轨光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ；导轨上 B 点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间 t，用 d 表示 点的距离，h 表示 A 与 C 的高度差，b 表示遮光片的宽度，s 表示 A、B 两点的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过 B 点时的瞬时速度用 g 表示重力加速度完成下列填空和作图(1)若将滑块自 A 点由静止释放，则在滑块从 A 运动至 B 的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为_动能的增加量可表示为_若在运动过程中机械能守恒， 与 s 的关系式为 )多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点(A 13、点)下滑，测量相应的 s 与 果如表所示：1 2 3 4 5s/m 104 ss 为横坐标， 为纵坐标，在坐标纸中描出第 1 和第 5 个数据点；根据 5 个数据点1得该直线的斜率 k_10 4 m1 s2 (保留 3 位有效数字) 由测得的h、d、b 、M 和 m 数值可以计算出 s 直线的斜率 k 和 行比较，若其差值在1可认为此实验验证了机械能守恒定律图 56 8【解析】(1)当滑块运动到 B 点时下降高度为 h，此时砝码上升的高度为 s，由几何关系可知 h ，故系统减少的重力势能为 md动至 B 点时的速度 ，故动能的增加量k (Mm)v B M mE pE k 可解得 md m)描点及作直线见图。