高三总复习功能关系能量守恒定律导学案

年级：高三学科：物理班级：学生姓名：制作人：不知名编号：2023－33第4讲功能关系能量守恒定律
学习目标：
结合运动学公式、牛顿运动定律、圆周运动规律、机械能守恒定律、功能关系、动量守恒定律等知识进行综合考查。

预学案
1、三大类功能关系：
（1）第一大类：做正功，能量减少；做负功，能量增加。

W=-∆E P
重力做功↔重力势能的变化W G=-∆E P；电场力做功↔电势能的变化W F=--∆E P；弹簧弹力做功↔弹性势能的变化W F=-∆E P；分子力做功↔分子势能的变化W F=--∆E P。

(2) 第二大类：：做正功，能量增加；做负功，能量减少。

W=∆E P
合力做功↔动能的变化W合=∆E K；
单个物体除重力外其他力做功或系统除重力、弹簧弹力以外其他力做功↔机械能的变化W其=∆E
（3）第三大类：两个特殊的功能关系
a.滑动摩擦力与两物体间相对滑行距离的乘积等于产生的内能,即F f x相对=Q。

B.电磁感应过程中克服安培力做的功等于产生的电能,即W克安=E电。

2、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______为另一种形式,或者从一个物体_______ 到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量__________。

（2）表达式:ΔE
减=ΔE
增。

探究案
探究一：功能关系的理解及应用。

总复习大本P108 典例1、典例2、多维训练1、2。

探究二:功能关系的综合应用。

总复习大本P110 典例3、典例4、多维训练1、2。

检测案
1、(多选)(2022·武汉模拟)如图所示,轻质弹簧下端固定在水平面上,弹簧原长为L,质量为
m的小球从距弹簧上端高度为h的P点由静止释放,小球与弹簧接触后立即与弹簧上
,弹簧端粘连,并在竖直方向上运动。

一段时间后,小球静止在O点,此时,弹簧长度为L
2的弹性势能为E p,重力加速度为g,弹簧始终在弹性限度内。

下列说法正确的是()
A.弹簧的劲度系数为2mg
L
B.小球在运动过程中,球与弹簧组成的系统机械能守恒
C.小球第一次下落过程中速度最大位置在O点
)
D.E p<mg(h+L
2
2、如图所示的离心装置中,光滑水平轻杆固定在竖直转轴的O点,小圆环A和轻质弹簧套
在轻杆上,长为2L的细线和弹簧两端分别固定于O和A,质量为m的小球B固定在细线的中点,装置静止时,细线与竖直方向的夹角为37°,现将装置由静止缓慢加速转动,当细线与竖直方向的夹角增大到53°时,A、B间细线的拉力恰好减小到零,弹簧弹力与静止时大小相等、方向相反,重力加速度为g,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)装置静止时,弹簧弹力的大小F;
(2)环A的质量M;
(3)上述过程中装置对A、B所做的总功W。

3、如图所示,足够长的水平轻杆中点固定在竖直轻质转轴O1O2上的O点,小球A和B分
别套在水平杆中点的左右两侧,原长为L的轻质弹簧套在转轴上,上端固定在O点,下
L的不可伸缩的轻质细线连接,A、端与小球C连接,小球A、C间和B、C间均用长度为5
4
B两球的质量均为m,C球的质量为2m,小球可看成质点。

装置静止时,小球A、B紧靠在转轴上,两根细线恰被拉直且张力为零。

转动该装置并缓慢增大转速,小球C缓慢上升,弹簧始终在弹性限度内,忽略一切摩擦和空气阻力,重力加速度为g。

求:
(1)弹簧的劲度系数k;
(2)当弹簧恢复原长时,装置的转动角速度ω;
(3)从开始至弹簧恢复原长过程中,外界对装置所做的功W。