第8章 综合•融通(4) 功能关系与能量守恒定律（课件PPT）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第二册（人教版2019，江苏北京专用）

综合·融通(四)　功能关系与能量守恒定律 (融会课—主题串知综合应用) 功能关系与能量守恒定律是高中物理的重难点，也是高考的必考点。这部分内容常见的题型较多，灵活性强，学习起来普遍感觉比较困难，解决问题的方法也难以系统把握。通过本节课的学习，掌握几种常见的功能关系，学会应用能量守恒定律解决问题。 目 录 01 02 主题(一)　几种常见的功能关系 主题(二)　能量守恒定律的理解与应用 01 主题(三)　摩擦力做功与摩擦生热的计算 1．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。 主题(一)　几种常见的功能关系 2．常见的几种功能关系 功 能量转化 关系式 重力做功 重力势能的改变 WG＝－ΔEp 弹力做功 弹性势能的改变 W弹＝－ΔEp 合外力做功 动能的改变 W合＝ΔEk 除重力、系统内弹力以外的其他力做功 机械能的改变 W＝ΔE机＝ΔEk＋ΔEp [答案]　D [解析]　从P到B的过程中，小球下降的高度为R，则重力做功WG＝mgR，选项A错误； [针对训练] 答案：D 解析：在运动员下落高度为h的过程中，重力势能减少了mgh，故A错误； 答案：C 解析：这个过程中物体上升的高度为h，则重力势能增加了mgh，故A错误； 　 1．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另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 主题(二)　能量守恒定律的理解与应用 (2)表达式 ①E初＝E末：初状态各种能量的总和等于末状态各种能量的总和。 ②ΔE增＝ΔE减：增加的能量等于减少的能量。 (3)适用范围：能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律，是各种自然现象中普遍适用的一条规律。 2．解题的一般步骤 (1)分清有多少种形式的能(如动能、势能、内能、电能等)在变化。 (2)分别列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式。 (3)列恒等式：ΔE减＝ΔE增。 [典例]　(2023·兴化高一检测)如图所示，在光滑水平地面上放置质量M＝2 kg的长木板，木板上表面与固定的光滑弧面相切。一质量m＝1 kg的小滑块自弧面上高h处由静止自由滑下，在木板上滑行t＝1 s后，滑块和木板以共同速度v＝1 m/s匀速运动，g取10 m/s2。求： (1)滑块与木板间的摩擦力大小Ff； (2)滑块下滑的高度h； (3)滑块与木板相对滑动过程中产生的热量Q。 [解析]　(1)对木板，由牛顿第二定律，有Ff＝Ma1，由运动学公式有v＝a1t，联立解得Ff＝2 N。 [答案]　(1)2 N　(2)0.45 m　(3)3 J 1.秋千是中国古代北方少数民族创造的一种运动。春秋时期传入中原地区，因其设备简单，容易学习，故而深受人们的喜爱，很快在各地流行起来。会荡秋千的人不用别人推，就能越摆越高，而不会荡秋千的人则始终也摆不起来。要使秋千越摆越高，以下做法合理的是(　 ) [针对训练] A．从高处摆下来的时候身体迅速下蹲，而从最低点向上摆起时，身体迅速直立起来 B．从高处摆下来的时候身体要保持直立，而从最低点向上摆起时，身体迅速下蹲 C．不论从高处摆下来还是从最低点向上摆起，身体都要保持下蹲 D．不论从高处摆下来还是从最低点向上摆起，身体都要保持直立 答案：A　 解析：由能量守恒定律可知，要让秋千越荡越高，那么应该在秋千从高处摆下来的时候身体迅速下蹲，使重心降低，使更多的重力势能转化为动能；秋千过了最低点后向上摆起时，身体应该迅速直立起来，升高重心，获得更多的重力势能，故A正确。 2．(2023·广东1月学考)水力发电对实现“碳达峰”目标具有重要意义。当某水电站的水位落差为150 m时，用于发电的水流量为每秒钟1×107 kg，发电机组的发电效率为60%。重力加速度g取10 m/s2，若某电动汽车行驶1 km消耗500 kJ的电能，则此时该水电站每秒钟所发的电可使该电动汽车行驶的里程是(　 ) A．1.6×104 km　　　　 B．1.8×104 km C．2.0×104 km D．2.2×104 km 答案：B　 1．摩擦力做功 不论是静摩擦力，还是滑动摩擦力，都可以是动力也可以是阻力，也可能与位移方向垂直，所以不论是静摩擦力，还是滑动摩擦力，既可能对物体做正功，也可能对物体做负功，还可能不对物体做功。 (1)一对相互作用的静摩擦力等大反向且物体之间相对静止，即两个物体的对地位移相同，由W＝Flcos α可判断两个相互作用的静摩擦力做功的总和为零。 主题(三)　摩擦力做功与摩