2019-2020年高考物理一轮复习专题5.4功能关系、能量转化和守恒定律教学案

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1、2019-2020年高考物理一轮复习专题5.4功能关系、能量转化和守恒定律教学案1.掌握功和能的对应关系，特别是合力功、重力功、弹力功分别对应的能量转化关系2.理解能量守恒定律，并能分析解决有关问题．一、功能关系的理解与应用1．对功能关系的理解(1)做功的过程就是能量转化的过程。不同形式的能量发生相互转化是通过做功来实现的。(2)功是能量转化的量度，功和能的关系，一是体现在不同的力做功，对应不同形式的能转化，具有一一对应关系，二是做功的多少与能量转化的多少在数值上相等。2．几种常见的功能关系及其表达式各种力做功

2、对应能的变化定量的关系合力的功动能变化合力对物体做功等于物体动能的增量W合＝Ek2－Ek1重力的功重力势能变化重力做正功，重力势能减少，重力做负功，重力势能增加，且WG＝－ΔEp＝Ep1－Ep2弹簧弹力的功弹性势能变化弹力做正功，弹性势能减少，弹力做负功，弹性势能增加，且W弹＝－ΔEp＝Ep1－Ep2只有重力、弹簧弹力的功不引起机械能变化机械能守恒ΔE＝0非重力和弹力的功机械能变化除重力和弹力之外的其他力做正功，物体的机械能增加，做负功，机械能减少，且W其他＝ΔE电场力的功电势能变化电场力做正功，电势能减少，电

3、场力做负功，电势能增加，且W电＝－ΔEp二、摩擦力做功与能量的关系1．两种摩擦力做功的比较静摩擦力滑动摩擦力不　同　点能量的转化方面只有能量的转移，没有能量的转化既有能量的转移，又有能量的转化一对摩擦力的总功方面一对静摩擦力所做功的代数和等于零一对滑动摩擦力所做功的代数和为负值，总功W＝－Ff·s相对，即摩擦时产生的热量相同点正功、负功、不做功方面两种摩擦力对物体可以做正功、负功，还可以不做功；静摩擦力做正功时，它的反作用力一定做负功；滑动摩擦力做负功时，它的反作用力可能做正功，可能做负功，还可能不做功；但滑动

4、摩擦力做正功或不做功时，它的反作用力一定做负功2．求解相对滑动物体的能量问题的方法(1)正确分析物体的运动过程，做好受力分析。(2)利用运动学公式，结合牛顿第二定律分析物体的速度关系及位移关系。(3)公式Q＝Ff·s相对中s相对为两接触物体间的相对位移，若物体在传送带上做往复运动时，则s相对为总的相对路程。三、能量转化与守恒的应用1．对能量守恒定律的两点理解(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

5、等。2．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ΔE减与增加的能量总和ΔE增，最后由ΔE减＝ΔE增列式求解。高频考点一　对功能关系的理解与应用　　　　　　　　　　　　　　　　　　　功是能量转化的量度。力学中的功与对应的能量的变化关系如下表所示：功能量改变关系式W合：合外力的功(所有外力的功)动能的改变量(ΔEk)W合＝ΔEkWG：重力的功重力势能的改变

6、量(ΔEp)WG＝－ΔEpW弹：弹簧弹力做的功弹性势能的改变量(ΔEp)W弹＝－ΔEpW其他：除重力或系统内弹簧弹力以外的其他外力做的功机械能的改变量(ΔE)W其他＝ΔEFf·Δx：一对滑动摩擦力做功的代数和因摩擦而产生的内能(Q)Ff·Δx＝Q(Δx为物体间的相对位移)【例1】如图甲所示，在倾角为37°的粗糙的足够长斜面的底端，一质量m＝1kg可视为质点的滑块压缩一轻弹簧，滑块与弹簧不连接，t＝0时释放物块，计算机通过传感器描绘出滑块的vt图象如图乙所示，其中Oab段为曲线，bc段为直线。在t1＝0.1s时滑

7、块已上滑x＝0.2m的距离，g取10m/s2。求：(1)滑块与斜面间的动摩擦因数μ的大小；(2)压缩弹簧时，弹簧具有的弹性势能Ep。答案：　(1)0.5　(2)4.0J【举一反三】如图3所示，是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中①和②为楔块，③和④为垫板，楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦，在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中(　　)图3A．缓冲器的机械能守恒B．摩擦力做功消耗机械能C．垫板的动能全部转化为内能D．弹簧的弹性势能全部转化为动能解析　由于楔块与弹簧盒、垫板间有摩擦力，即摩擦力做负功，则机械能转化为内

8、能，故A错误，B正确；垫板动能转化为内能和弹性势能，故C错误；而弹簧弹性势能也转化为动能和内能，故D错误。答案　B【变式训练】(多选)如图4所示，长木板A放在光滑的水平地面上，物体B以水平速度冲上A后，由于摩擦力作用，最后停止在木板A上，则从B冲到木板A上到相对木板A静止的过程中，下述说法中正确的是(　　)图4A．物体B动能的减少量等于系统损失的机械能B．物体B克服摩擦力做的功等于系统