2019版高考物理一轮复习 第五章 机械能及其守恒定律 第4讲 功能关系 能量守恒定律学案

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1、第4讲　功能关系　能量守恒定律微知识1功能关系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，而且能的转化必通过做功来实现。2．几种常见力的功与能量转化的关系(1)重力做功：重力势能和其他能相互转化。(2)弹簧弹力做功：弹性势能和其他能相互转化。(3)滑动摩擦力做功：机械能转化为内能。(4)电场力做功：电势能与其他能相互转化。(5)安培力做功：电能和机械能相互转化。微知识2能量守恒定律1．内容能量既不会消灭，也不会创生，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另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。2．应用能量守恒的两条基本思路(

2、1)某种形式的能减少，一定存在另一种形式的能增加，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。一、思维辨析(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。)1．做功过程一定有能量的转化。(√)2．力对物体做多少功，物体就有多少能量。(×)3．力对物体做功，物体的总能量一定增加。(×)4．能量在转化和转移的过程中，总量会不断减少。(×)5．滑动摩擦力做功时，一定会引起能量的转化。(√)二、对点微练1．(对功能关系的理解)(多选)对于功和能，下列说法正确的是(　　)A．功和能的单位相同，它们的概念也相同B．做功的过程就是物体

3、能量转化的过程C．做了多少功，就有多少能量发生了转化D．各种不同形式的能可以互相转化，且在转化的过程中，能的总量是守恒的答案　BCD2．(功能关系的应用)(多选)一人用力把质量为m的物体由静止竖直向上匀加速提升h，速度增加为v，则对此过程，下列说法正确的是(　　)A．人对物体所做的功等于物体机械能的增量B．物体所受合外力所做的功为mv2C．人对物体所做的功为mghD．人对物体所做的功为mv2解析　由功能关系可知，人对物体所做的功等于物体机械能的增量，为mgh＋mv2，选项A正确，C、D项错误；由动能定理可知，物体所受合外力所做的功为mv2，选项B正确。答案　AB　3．(能

4、的转化和守恒定律)如图所示，一质量均匀的不可伸长的绳索重为G，A、B两端固定在天花板上，现在最低点C施加一竖直向下的力将绳索拉至D点，在此过程中绳索AB的重心位置将(　　)A．逐渐升高B．逐渐降低C．先降低后升高D．始终不变解析　由题意知外力对绳索做正功，机械能增加，重心升高，故选A项。答案　A　见学生用书P080微考点　1　功能关系的理解和应用核

5、心

6、微

7、讲力学中常见的功能关系典

8、例

9、微

10、探【例1】　质量为m的物体，在距地面h高处以g的加速度由静止竖直下落到地面，下列说法正确的是(　　)A．物体重力势能减少mghB．重力对物体做功mghC．物体的机械能减少mghD．物体

11、的动能增加mgh【解题导思】(1)重力做功与重力势能变化具有何种关系？答：重力做功与重力势能的变化等值、符号相反。(2)哪些力做功引起动能的变化？如何求解机械能的变化？答：合外力的功与物体动能变化相等，除重力以外的其他力的功等于物体的机械能变化。解析　重力做功引起重力势能的变化，WG＝mgh＝ΔEp，物体重力做功mgh，重力势能减少了mgh，A、B项错误；合外力做功引起动能的变化，W合＝h＝ΔEk，动能增加了mgh，D项错误；动能和重力势能之和等于机械能，重力势能减少了mgh，动能增加了mgh，故机械能减少了mgh，C项正确。答案　C力对物体做功会引起能量形式的转化，并可

12、用做功的多少去度量能量转化的多少，所以找准某个力做功与对应能量转化的关系是解决问题的关键。功能关系选用的原则：(1)若只涉及动能的变化用动能定理分析。(2)若只涉及重力势能的变化用重力做功与重力势能的变化关系分析。(3)若只涉及机械能变化用除重力和弹簧弹力之外的力做功与机械能变化的关系分析。(4)若只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。题

13、组

14、微

15、练1．轻质弹簧右端固定在墙上，左端与一质量m＝0.5kg的物块相连，如图甲所示。弹簧处于原长状态，物块静止且与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2。以物块所在处为原点，水平向右为正方向建立x轴。现对物块施加水平向右的外

16、力F，F随x轴坐标变化的情况如图乙所示。物块运动至x＝0.4m处时速度为零。则此时弹簧的弹性势能为(g取10m/s2)(　　)A．3.1J　　　B．3.5J　　　C．1.8J　　　D．2.0J解析　物块与水平面间的摩擦力为f＝μmg＝1N。现对物块施加水平向右的外力F，由F－x图象面积表示功可知F做功W＝3.5J，克服摩擦力做功Wf＝fx＝0.4J。由功能关系可知，W－Wf＝Ep，此时弹簧的弹性势能为Ep＝3.1J，A项正确。答案　A　2．(多选)如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与一质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连