内容正文:
专题三 功能关系与能量守恒
专题三
功能关系与能量守恒
专题三 功能关系与能量守恒
备 考 定 向
2017
2018
2019
备考策略
功能
关系
T3:Ek-x图像
T14:动能定理
T4:动能定理与Ek-t图像
T7:弹簧中的功能关系
T8:弹簧参与的力、能问题
1. 复习时应理清运动中功与能的转化与量度关系,结合受力分析、运动过程分析,熟练地应用动能定理和能量守恒定律解决问题.
2. 抓住两种命题情景:一是综合应用动能定理、机械能守恒定律和能量守恒定律,解决多过程问题;二是运用动能定理和能量守恒定律解决电场、磁场内带电粒子运动或电磁感应问题.
能量
守恒
T5:机械能守恒定律
T9:能量守恒定律的应用
T14:机械能守恒定律
无
专题三 功能关系与能量守恒
E2
-ΔEp
-ΔEB
ΔEk
知 能 再 现
一、 动能定理与机械能守恒定律的比较
规律比较
机械能守恒定律
动能定理
表达式
E1=___,ΔEk=_______,ΔEA=_______
W=______
适用范围
只有重力或弹力做功
无条件限制
研究对象
物体与地球组成的系统
质点
物理意义
重力或弹力做功的过程是动能与势能转化的过程
合外力对物体做的功是动能变化的量度
专题三 功能关系与能量守恒
规律比较
机械能守恒定律
动能定理
应用角度
守恒条件及初、末状态机械能的形式和大小
动能的变化及合外力做功情况
选用原则
(1) 无论是直线运动还是曲线运动,条件合适时,两规律都可应用,都要考虑初、末状态,都不需要考虑所经历过程的细节
(2) 能用机械能守恒定律求解的,一定能用动能定理求解
专题三 功能关系与能量守恒
-ΔEp
-ΔEp
ΔEk
ΔE机
Q
二、 功能关系的应用
功
能量转化
关系式
重力做功
重力做正功,重力势能减少;重力做负功,重力势能增加
WG=_______
弹力做功
弹力做正功,弹性势能减少;弹力做负功,弹性势能增加
WF=_______
合外力做功
合外力做正功,动能增加;合外力做负功,动能减少
W合=_____
系统内除重力、弹力外其他力做功
其他力做正功,机械能增加;其他力做负功,机械能减少
W=______
两物体间滑动摩擦力对系统做功
系统内一对滑动摩擦力做的总功的数值等于转化成的内能
fl相对=___
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真题演练
栏 目 导 航
举题固法
专题三 功能关系与能量守恒
真题演练
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A
1. (2018·江苏卷)从地面竖直向上抛出一只小球,小球运动一段时间后落回地面.忽略空气阻力,该过程中小球的动能Ek与时间t的关系图像是( )
【解析】 竖直上抛运动的速度v与时间t的关系为v=v0-gt,由于Ek=eq \f(1,2)mv2=eq \f(1,2)m(v0-gt)2,故Ekt图像应是A.
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BC
2. (多选)(2019·江苏卷)如图所示,轻质弹簧的左端固定,并处于自然状态.小物块的质量为m,从A点向左沿水平地面运动,压缩弹簧后被弹回,运动到A点恰好静止.物块向左运动的最大距离为s,与地面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,弹簧未超出弹性限度.在上述过程中( )
A. 弹簧的最大弹力为μmg
B. 物块克服摩擦力做的功为2μmgs
C. 弹簧的最大弹性势能为μmgs
D. 物块在A点的初速度为eq \r(2μgs)
专题三 功能关系与能量守恒
【解析】 小物块压缩弹簧后弹回,说明最大弹力大于μmg,A项错误;全过程摩擦力始终做负功,有Wf=-μmg·2s,克服摩擦力做功2μmgs,B项正确;取向右运动这一过程分析,根据动能定理有W弹-μmg·s=0-0,得出W弹=μmgs,则弹簧的最大弹性势能为Ep=μmgs,C项正确;对全过程分析有-μmg·2s=0-eq \f(1,2)mveq \o\al(2,0),得出v0=2eq \r(μgs),D项错误.
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AD
3. (多选)(2019·新课标Ⅱ卷)从地面竖直向上抛出一物体,其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和.取地面为重力势能零点,该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示.取重力加速度g=10 m/s2.由图中数据可得( )
A. 物体的质量为2 kg
B. h=0时,物体的速率为20 m/s
C. h=2 m时,物体的动能Ek=40 J
D. 从地面至h=4 m,物体的动能减少100 J
专题三 功能关系与能量守恒
【解析】 Eph图像斜率的大小为G的大小,故G=20 N,解得m=2 kg,故A