第八章机械能守恒定律之功能关系、能量守恒题型分类 讲义-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 功是能量转化的量度!!! 1．相同点：功和能都是标量，单位均为焦耳． 2．不同点：功是过程量，能是状态量． 3．功能关系： (1)功是能量转化的量度，做功的过程就是能量转化的过程，做多少功，就有多少能量发生了转化． (2)做功的过程一定伴随着能量转化，而能量转化则必须通过做功实现． 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 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 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 系统只有重力、弹力做功 不引起机械能变化 机械能守恒 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 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. 类型题： 对功能关系的理解 1、用力F拉着一个物体从空中的a点运动到b点的过程中，重力做功，拉力F做功8J，克服空气阻力做功0.5J，则下列判断正确的是（    ） A．物体的重力势能一定增加了3J B．物体的动能增加了10.5J C．物体的机械能增加了10.5J D．物体的机械能增加了8.5J 2、如图所示，将一质量为m的小球用长为l的轻绳悬挂于O点，水平拉力F将小球从平衡位置P缓慢地拉至轻绳与竖直方向夹角为处。已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A． 小球的重力势能增加了 B．拉力F所做的功为 C．拉力F所做的功为 D．轻绳的拉力所做的功为 3、在运动会铅球比赛中，某运动员将质量为m的铅球推出，铅球起点位置与出手位置之间 的距离为L，高度差为h，出手的速度大小为vo，方向与水平方向成300角，则该运动员对 铅球所做的功是（ ） A． B． C． D． 4、如图所示，具有初速度的物块，沿倾角为300、粗糙的斜面向上运动的过程中，受一个恒定 的沿斜面向上的拉力F作用，这时物块加速度的大小为6m／s2，方向沿斜面向下，那么在物块 ( v 0 )向上运动过程中，正确的说法是（ ） A．物块的机械能一定增加 B．物块的机械能一定减小 C．物块的机械能可能不变 D．物块的机械能可能增加也可能减小 5、如图所示，一辆小车静止在光滑的水平导轨上，一个小球用细绳悬挂在车上，由图中位 置无初速释放，则小球在下摆的过程中，下列说法中正确的是（ ） A． 绳对小车拉力不做功 B．小球所受的合力不做功 C．绳对小球的拉力做负功 D．绳的拉力对小球小车组成的系统不做功 类型题： 子弹射击 1、如图，一子弹以水平速度射入木块并留在其中，再与木块一起共同摆到最大高度的过程中，下列说法正确的是（ ） A、子弹的机械能守恒。 B、木块的机械能守恒。 C、子弹和木块的总机械能守恒。 D、以上说法都不对 2、如图所示，一木块静止在光滑水平地面上，一子弹水平射入木块中，射入深度为d，假设子弹在射入木块的过程中所受阻力不变且大小为f，已知木块运动s后做匀速前进，则(　　) A．子弹减少的动能为fs B．子弹减少的动能为f(s＋d) C．木块获得的动能为fs D．木块获得的动能为f(s＋d) 3、(多选)一木块静置于光滑水平面上，一颗子弹沿水平方向飞来射入木块中．当子弹进入木块的深度达到最大值3.0 cm时，木块沿水平面恰好移动距离2.0 cm.则在上述过程中(　　) A．木块获得的动能与子弹损失的动能之比为1∶1 B．系统损失的机械能与子弹损失的动能之比为3∶5 C．系统损失的机械能与木块获得的动能之比为3∶2 D．系统产生的热与子弹损失的动能之比为3∶5 类型题： 弹簧 涉及弹簧的能量问题 两个或两个以上的物体与弹簧组成的系统相互作用的过程，具有以下特点： （1）能量转化方面，如果只有重力和系统内弹簧弹力做功，系统机械能守恒。 （2）如果系统内每个物体除弹簧弹力外所受合力为零，则当弹簧伸长或压缩到最大程度时两物体速度相同。 （3）当水平弹簧为自然状态时系统内某一端的物体具有最大速度。 1、如图是为了检验某种防护罩承受冲击能力的装置的一部分，M为半径为R=1.0 m固定于 竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道，轨道最上端切线水平，M的下端相切处放置竖直向上的 弹簧枪，可发射速度不同的质量m=0.01 kg的小钢珠。假设某次射的钢珠沿轨道内侧恰好能经 过M的上端点水平飞出，取g=10 m／s2，弹簧枪的长度不计，则发