第五章机械能守恒第4节 功能关系 能量守恒定律.docx

第四节功能关系能量守恒定律
【考情分析】
考试大纲
大纲解读
功能关系Ⅱ
利用功能关系解决力学问题,是高考的热点,历年高考中出现的频率较高,在未来的高考中密切联系生活与生产实际、联系现代科学技术的信息题将成为高考的首选
【考点知识梳理】

一、功能关系
1. 功是转化的量度
2. 常见关系
(1)合外力对物体做的功等于物体的变化,即W合=
(2)重力对物体做的功等于物体的减少量,即
(3)弹簧的弹力对物体做的功等于弹簧的减少量,W弹=
(4)除重力(和系统内的相互作用的弹力)之外的其它力对物体(系统)做的功等于物体(系统)
的变化,即W其它=
(5)滑动摩擦力与相对位移的乘积等于转化成的,即Q=
二、能量转化与守恒定律
:能量不会,也不会,它只能从一种形式为另一种形式,或者从一个物体到另一个物体,在转化或转移的过程中其不变,这就是能量转化与守恒定律.
2. 物理意义:能量守恒是最基本、最普遍、最重要的自然规律之一,它揭示了自然界各种运动形式不仅具有多样性,,也不能消灭,只能在一定条件下相互转化.
【考点知识解读】
考点一、功能关系
剖析:
,功是能的转化的量度。
能量守恒和转化定律是自然界最基本的规律之一。而在不同形式的能量发生相互转化的过程中,功扮演着重要的角色。本章的主要定理、定律都可由这个基本原理出发而得到。
需要强调的是:功是一个过程量,它和一段位移(一段时间)相对应;而能是一个状态量,它与一个时刻相对应。两者的单位是相同的(都是J),但不能说功就是能,也不能说“功变成了能”。
,尤其是功和机械能的关系。突出:“功是能量转化的量度”这一基本概念。
(1)物体动能的增量由外力做的总功来量度:W外=ΔEk,这就是动能定理。
(2)物体重力势能的增量由重力做的功来量度:WG= -ΔEP,这就是势能定理。
(3)物体机械能的增量由重力以外的其他力做的功来量度:W其=ΔE机,(W其表示除重力以外的其它力做的功),这就是机械能定理。
(4)当W其=0时,说明只有重力做功,所以系统的机械能守恒。
(5)一对互为作用力反作用力的摩擦力做的总功,用来量度该过程系统由于摩擦而减小的机械能,也就是系统增加的内能。Q=fd(d为这两个物体间相对移动的路程)。
【例题1】电动机带动水平传送带以速度v匀速传动,一质量为m的小木块由静止轻放在传送带上,若小木块与传送带之间的动摩擦因数为μ,如图4―4―1所示,当小木块与传送带相对静止时,求:
图4―4―1
(1)小木块的位移;
(2)传送带转过的路程;
(3)小木块获得的动能;
(4)摩擦过程产生的摩擦热;
(5)在这一过程中与不放物体时相比电动机多消耗的能量.
解析:木块刚放上时速度为零,必然受到传送带的滑动摩擦力作用而做匀加速直线运动,达到与传送带共速后不再相互滑动,整个过程中木块获得一定的能量,,相对滑动时,由得加速度a=μg,由v=at得,达到相对静止所用时间.
(1)小木块的位移
(2)传送带始终匀速运动,路程
(3)对小木块获得的动能
这一问也可用动能定理解:
故
(4)产生的摩擦热
注意:这儿凑巧有,但不是所有的问题都这样.
(5)由能的转化与守恒定律得,电机输出的总能量转化为小木块的动能与摩擦热,所以
答案:(1) (2) (3) (4) (5)
【变式训练1】有一种叫做“蹦极跳”的运动中,质量为的游戏者身系一根长为、弹性优良的轻质柔软橡皮绳
.,若在下落过程中不计空气阻力,则以下说法正确的是( )




考点二、如何应用能量守恒定律解决问题
剖析:
:
(1)某种形式的能量减小,一定有另一种或几种形式的能量增加,且减少量和增加量相等.
(2)某个物体的能量减少,一定存在另一个物体的能量增加,且减少量和增加量相等.
这是我们应用能量守恒定律列方程的两条基本思路.
:
(1)分清有多少形式的能(如动能、势能、电能、内能等)在变化.
(2)分别列出减少的能量和增加的能量的表达式.
(3)列恒等式求解.
【例题2】
(2007·江苏)如图4―4―2所示,一轻绳吊着粗细均匀的棒,棒下端离地面高H,上端套着一个细环,棒和环的质量均为m,相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力kmg(k>1).断开轻绳,棒和环自由下落