5.4讲功能关系能量守恒定律

5.4讲-功能关系-能量守恒定律

第4讲功能关系能量守恒定律考纲下载：功能关系(Ⅱ)

主干知识·练中回扣——忆教材夯基提能

1．功能关系

(1)功是能量转化的量度，即做了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的转化，能量的转化可以通过做功来实现。

2．能量守恒定律

(1)能量守恒定律的内容：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别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。

(2)能量守恒定律的表达式：ΔE减＝ΔE增。

巩固小练

1．判断正误

(1)力对物体做了多少功，物体就具有多少能。(×)

(2)能量在转移或转化过程中，其总量会不断减少。(×)

(3)在物体机械能减少的过程中，动能有可能是增大的。(√)

(4)既然能量在转移或转化过程中是守恒的，故没有必要节约能源。(×)

(5)滑动摩擦力做功时，一定会引起机械能的转化。(√)

(6)一个物体的能量增加，必定有别的物体能量减少。(√)

[功能关系的应用]

2.自然现象中蕴藏着许多物理

知识，如图所示为一个盛水袋，某人

从侧面缓慢推袋壁使它变形，则水的

势能()

A．增大B．变小C．不变D．不能确定

解析：选A人推袋壁使它变形，对它做了功，由功能关系可得，水的重力势能增加，A正确。

[能量守恒定律的理解]

3．上端固定的一根细线下面悬挂一摆球，摆球在空气中摆动，摆动的幅度越来越小，对此现象下列说法正确的是()

A．摆球机械能守恒

B．总能量守恒，摆球的机械能正在减少，减少的机械能转化为内能

C．能量正在消失

D．只有动能和重力势能的相互转化

解析：选B由于空气阻力的作用，机械能减少，机械能不守恒，内能增加，机械能转化为内能，能量总和不变，B正确。

[摩擦力做功问题]

4.足够长的传送带以速度

v匀速传动，一质量为m的小

物体A由静止轻放于传送带

上，若小物体与传送带之间的动摩擦因数为μ，如图所示，当物体与传送带相对静止时，转化为内能的能量为()

A ．m v 2

B ．2m v 2

C.14m v 2

D.12m v 2 解析：选D 物体A 被放于传送带上即做匀加速直线运动，加速度a ＝μmg m ＝μg ，匀加速过

程前进的距离x 1＝v 22a ＝v 22μg

，该时间内传送带前进的距离x 2＝v t ＝v ·v μg ＝v 2μg

，所以物体相对传送带滑动距离Δx ＝x 2－x 1＝v 22μg

，故产生的内能Q ＝μmg ·Δx ＝μmg ·v 22μg ＝12

m v 2，D 正确。

核心考点·分类突破——析考点 讲透练足 考点一

功能关系的理解及应用

1.对功能关系的理解

(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可以通过做功来实现。

(2)功是能量转化的量度，功和能的关系，一是体现在不同性质的力做功，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。

2．几种常见的功能关系及其表达式

各种力做功对应能

的变化

定量的关系

合力的

功动能变

化

合力对物体做功等于物体

动能的增量W

合

＝E k2－E k1

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，且W G＝－ΔE p＝E p1

－E p2

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，且W

弹

＝－ΔE p＝E p1－E p2

只有重不引起机械能守恒ΔE＝0

力、弹簧弹力的功

机械能变

化

非重力

和弹力的

功机械能

变化

除重力和弹力之外的其他

力做正功，物体的机械能增

加，做负功，机械能减少，

且W

其他

＝ΔE

电场力的功电势能

变化

电场力做正功，电势能减

少，电场力做负功，电势能

增加，且W

电

＝－ΔE p

滑动摩擦力的

功内能变

化

滑动摩擦力做功引起系统

内能增加ΔE

内

＝F f l相对

[典题1]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时对轨道压力为mg 2。

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．合力做功3

4mgR

C．克服摩擦力做功1

2mgR

D．机械能减少2mgR

[解析]小球能通过B点，在B点速度v满

足mg＋1

2mg＝m v2

R

，解得v＝3

2gR，从P到B

过程，重力做功等于重力势能减小量为mgR，动

能增加量为1

2m v

2＝34mgR，合力做功等于动能增

加量3

4mgR，机械能减少量为mgR－3

4mgR＝

1

4

mgR，克服摩擦力做功等于机械能的减少量1 4

mgR，故只有B选项正确。

[答案] B