2021届高考物理二轮复习课件：第五章 第4讲 功能关系　能量守恒定律

第4讲　功能关系　能量守恒定律 【知识梳理自查】 一、功能关系 1.几种常见的功能关系及其表达式 减少 增加 Ep1-Ep2 减少 增加 力做功 能的变化 定量关系 合力做的功 动能变化 W=Ek2-Ek1=ΔEk 重力做的功 重力势能变化 (1)重力做正功,重力势能_____ (2)重力做负功,重力势能_____ (3)WG=-ΔEp=_______ 弹簧弹力做的功 弹性势能变化 (1)弹力做正功,弹性势能_____ (2)弹力做负功,弹性势能_____ (3)WF=-ΔEp=Ep1-Ep2 不变化 0 变化 增加 减少 减少 增加 增加 Q=Ff·x相对 力做功 能的变化 定量关系 只有重力、弹簧弹力做功 机械能_______ 机械能守恒ΔE=__ 除重力和弹簧弹力之外的其他力做的功 机械能_____ (1)其他力做多少正功,物体的机械能 就_____多少 (2)其他力做多少负功,物体的机械能 就_____多少 (3)W其他=ΔE 一对相互作用的滑动摩擦力做的功 机械能_____ 内能_____ (1)作用于系统的一对滑动摩擦力一 定做负功,系统内能_____ (2)摩擦生热________ 2.两个特殊的功能关系: (1)滑动摩擦力与两物体间相对位移的乘积等于产生的内能,即________。 (2)通电导线克服安培力做的功等于产生的电能,即W克安=E电。 Ffx相对=Q 【情景转换】 如图所示,质量为m的小物块以速度v0滑上静止的、质量为M的木板,木板与水平面间接触面光滑,经过一段时间,木板在水平面上运动的距离为L,物块的位移为x,物块与木板间的摩擦力为f,则: (1)物块、木板间的摩擦力分别对物块和木板做了多少功? (2)由于摩擦力做功,物块、木板组成的系统共产生多少热量? 提示:(1)对木板有:W1=fL 对物块有:W2=-fx (2)Q热=-(W1+W2)=f(x-L) 二、能量守恒定律 1.内容:能量既不会凭空_____,也不会凭空消失,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,能量 的总量_________。 2.表达式:ΔE减=_____。 3.基本思路: (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 定相等。 产生 转化 转移 保持不变 ΔE增 【情景转换】 如图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。则在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中 (1)缓冲器的机械能是否守恒? (2)垫板减少的动能转化成了什么性质的能? 提示:(1)不守恒。 通过克服摩擦力做功,系统的机械能向内能转化,故机械能减小。 (2)根据能量转化情况知,垫板的动能全部转化为内能和弹簧的弹性势能。 【小题速诊速纠】 1.判一判 (1)物体下落h,重力做功mgh,物体具有了能量mgh。 (　　) (2)能量在转移或转化过程中是守恒的,故没有必要节约能源。 (　　) (3)在物体的机械能减少的过程中,动能有可能是增大的。 (　　) (4)一个物体的能量增加,必定有别的物体能量减少。 (　　) (5)滑动摩擦力做功时,一定会产生热量。 (　　) 提示:(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)√ 2.练一练 (1)如图所示,一小孩从公园中粗糙的滑梯上自由加速滑下,其能量的变化情况 是 (　　) A.重力势能减小,动能不变,机械能减小,总能量减小 B.重力势能减小,动能增加,机械能减小,总能量不变 C.重力势能减小,动能增加,机械能增加,总能量增加 D.重力势能减小,动能增加,机械能守恒,总能量不变 【解析】选B。由能量转化和守恒定律可知,小孩在下滑过程中总能量守恒,选项A、C错误;由于摩擦力要做负功,机械能不守恒,选项D错误;下滑过程中重力势能向动能和内能转化,选项 B正确。 (2)(多选)某人将物体由静止开始举高H,并获得速度v,则下列说法中正确的是(　　) A.人对物体做的功等于物体机械能的增量 B.合外力对物体做的功等于物体动能的增量 C.物体克服重力做的功等于物体重力势能的增量 D.合外力的功等于物体动能和势能的总和的增量 【解析】选A、B、C。除重力以外的力对物体做的功等于物体机械能的变化量,所以人对物体做的功等于物体机械能的增加,选项A正确;根据动能定理:合外力对物体做的功等于物体动能的增加量,选项B正确,D错误;物体重力做的功等于重力势能的变化量,所以物体克服重力做的功等于物体重力势能的增加量,选项C正确。 考点1　功能关系的理解和应用(d) 【要点融会贯通】 1.