第八章 机械能守恒定律——功能关系、能量守恒 课件-2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

功能关系、能量守恒定律 1．内容能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变． 2．表达式ΔE减＝ΔE增． 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． 能量守恒 功是能量转化的量度!!! 1．相同点：功和能都是__________，单位均为__________． 2．不同点：功是__________量，能是__________量． 3．功能关系： (1)功是__________的量度，做功的过程就是__________的过程，做多少功，就有多少能量发生了________． (2)做功的过程一定伴随着__________，而__________则必须通过做功实现．   标量 焦耳 过程 状态 能量转化 能量转化 转化 能量转化 能量转化 不同的力做功 对应不同形式能的变化 定量的关系 合外力的功(所有外力的功) 动能变化 合外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 WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp 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 W弹＝Ep1－Ep2＝－ΔEp 系统只有重力、弹力做功 不引起机械能变化 机械能守恒ΔE＝0 除重力和弹力之外的力做功 机械能变化 除重力和弹力之外的力做多少正功，物体的机械能就增加多少；除重力和弹力之外的力做多少负功，物体的机械能就减少多少 W除G、弹力外＝ΔE 一对滑动摩 擦力的总功 内能变化 作用于系统的一对滑动摩擦力一定做负功，系统内能增加. Q＝f·l相对 常见的几种功能关系 1.下列关于功和机械能的说法，正确的是( ) A．在有阻力作用的情况下，物体重力势能的减少不等于重力对物体所做的功 B．合力对物体所做的功等于物体动能的改变量 C．物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能，其大小与势能零点的选取有关 D．运动物体动能的减少量一定等于其重力势能的增加量 任务一：对功能关系的理解 2、如图所示，物体A的质量为m，置于水平地面上，A的上端连一轻弹簧，原长为L．现将弹簧上端B缓慢地竖直向上提起，使B点上移距离为L，此时物体A也已经离开地面，则下述讨论中正确的是( ) A.提弹簧的力对系统做功为mgL B.物体A的重力势能增加为mgL C.系统增加的机械能小于mgL D.以上说法都不正确 3、(多选)如图1所示，质量为m的小车在水平恒力F推动下，从山坡底部A处由静止运动至高为h的B处，获得的速度为v，AB的水平距离为s，重力加速度为g.下列说法正确的是( ) A.小车克服重力所做的功是mgh B.合力对小车做的功是 C.推力对小车做的功是Fs－mgh D.阻力对小车做的功是 图1 4.如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力。已知AP＝2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中(　　) A．重力做功2mgR B．机械能减少mgR C．合外力做功mgR D．克服摩擦力做功mgR/2 5.滑雪运动深受人民群众的喜爱，某滑雪运动员（可视为质点）由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中（ ） A．所受合外力始终为零 B．所受摩擦力大小不变 C．合外力做功一定为零 D．机械能始终保持不变 （1）重力势能Ep-x(h) Ep o x(h) Ep=mgh o Ek x （2）弹性势能Ep-x(形变量) （3）动能Ek-x Ep o x （4）机械能E-x o E x 1、【2019年物理全国卷2】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。重力加速度取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 任务二：功能关系与图象结合 【答案】AD 11 2、静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力。不计空气阻力，在整个上升过程中，物体机械能随时间变化关系是(