2021新高考物理选择性考试B方案一轮复习课件-第5章-第4讲-功能关系-能量守恒定律

2．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 06 ___普__遍__适__用___的一条规律。
3．表达式
(1)E 初＝E 末，初状态各种能量的 07 __总__和_____等于末状态各种能量的 08 __总__和___。
(2)ΔE 增＝ΔE 减，增加的能量总和等于减少的能量总和。
解析
2. 质量为 m 的物体以初速度 v0 沿水平面向左开始运动，起始点 A 与 一轻弹簧 O 端相距 s，如图所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为 μ， 物体与弹簧相碰后，弹簧的最大压缩量为 x，则从开始碰撞到弹簧被压缩至 最短，物体克服弹簧弹力所做的功为( )
A．12mv20－μmg(s＋x)
第五章 机械能及其守恒定律
第4讲 功能关系 能 量守恒定律
主干梳理 对点激活
知识点
功能关系 Ⅱ
1．能的概念：一个物体能Hale Waihona Puke Baidu外做功，这个物体就具有能量。
2．功能关系
(1)功是 01 ___能__量__转__化___的量度，即做了多少功就有 02 __多__少__能__量____
发生了转化。
(2)做功的过程一定伴随着 03 ___能__量__的__转__化____，而且 04 __能__量__转__化____
B．12mv20－μmgx
C．μmgs
D．μmg(s＋x)
答案
解析 物体克服弹簧弹力做功，弹性势能增加，克服弹力做多少功就 转化成多少弹性势能，由能量守恒得 Ep＋μmg(s＋x)＝12mv20，所以 Ep＝12mv20 －μmg(s＋x)，故 A 正确。
解析
考点细研 悟法培优
考点 1 功能关系的理解和应用
二 对点激活 1．有关功和能，下列说法正确的是( ) A．力对物体做了多少功，物体就具有多少能 B．物体具有多少能，就一定能做多少功 C．物体做了多少功，就有多少能量消失 D．能量从一种形式转化为另一种形式时，可以用功来量度能量转化的 多少
答案
解析 功是能量转化的量度，物体做了多少功，就有多少能量发生了 转化；并非力对物体做了多少功，物体就具有多少能；也并非物体具有多 少能，就一定能做多少功，所以 A、B 错误。做功的过程是能量转化的过程， 能量在转化过程中总量守恒，并不消失，所以 C 错误，D 正确。
能的变化
定量关系
弹性势 能变化
电势能 变化
(1)弹力做正功，弹性势能减少 (2)弹力做负功，弹性势能增加 (3)WF＝－ΔEp＝Ep1－Ep2 (1)电场力做正功，电势能减少 (2)电场力做负功，电势能增加 (3)W 电＝－ΔEp (1)安培力做正功，电能减少
电能变化 (2)安培力做负功，电能增加
(3)W 安＝－ΔE 电
力做功
能的变化
定量关系
(1)合外力做正功，动能增加
合外力做功 动能变化 (2)合外力做负功，动能减少
重力做功
重力势 能变化
(3)W＝Ek2－Ek1＝ΔEk (1)重力做正功，重力势能减少 (2)重力做负功，重力势能增加 (3)WG＝－ΔEp＝Ep1－Ep2
力做功 弹簧弹力做功
电场力做功 安培力做功
1．对功能关系的进一步理解 (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。
2．几种常见的功能关系及其表达式
力做功
能的变化
定量关系
除重力和弹 簧弹力之外的其他
力做功
机械能 变化
(1)其他力做正功，机械能增加 (2)其他力做负功，机械能减少 (3)W＝ΔE
一对相互作用的滑 动摩擦力的总功
(1)作用于系统的一对滑动摩擦力的总功一 内能变化 定为负值，系统内能增加
(2)Q＝Ff·l 相对
例 1 (多选)在奥运比赛项目中，10 m 跳台跳水是我国运动员的强项。 某次训练中，质量为 60 kg 的跳水运动员从跳台自由下落 10 m 后入水，在 水中竖直向下减速运动。设他在空中下落时所受空气阻力不计，水对他的 阻力大小恒为 2400 N。那么在他入水后下降 2.5 m 的过程中，下列说法正 确的是(取 g＝10 m/s2)( )
必通过做功来实现。
知识点
能量守恒定律 Ⅱ
1．内容：能量既不会凭空 01 _产__生___，也不会凭空消失，它只能从一种
形式 02 _转__化___为另一种形式，或者从一个物体 03 _转__移___到另一个物体，在
04 ___转__化__或__转__移____的过程中，能量的总量 05 __保__持__不__变____。
一 堵点疏通 1．物体下落 h，重力做功 mgh，物体具有了能量 mgh。( × ) 2．能量在转移或转化过程中是守恒的，故没有必要节约能源。( × ) 3．在物体的机械能减少的过程中，动能有可能是增大的。( √ ) 4．一个物体的能量增加，必定有别的物体能量减少。( √ ) 5．滑动摩擦力做功时，一定会产生热量。( √ ) 6．重力和弹簧弹力之外的力做功的过程是机械能和其他形式能量转化 的过程。( √ )
尝试解答
跳水运动员入水后，受到竖直向下的重力 mg＝600 N，水对他的阻力 f ＝2400 N，由牛顿第二定律有，f－mg＝ma，解得 a＝30 m/s2，A 正确；运 动员从 10 m 高跳台自由下落 h＝10 m 时的速度 v1＝ 2gh＝10 2 m/s，由 v21－v22＝2aH，解得入水后下降 H＝2.5 m 时速度 v2＝5 2 m/s，他的动量 减少了 mv1－mv2＝300 2 kg·m/s，B 错误；在入水后下降 H＝2.5 m 的过 程中，合外力做的功 W＝mgH－fH＝－4500 J，根据动能定理可知，他的 动能减少了 4500 J，C 正确；在入水后下降 H＝2.5 m 的过程中，他克服水 的阻力做的功为 Wf＝fH＝6000 J，根据功能关系，他的机械能减少了 6000 J，D 错误。
A．他的加速度大小为 30 m/s2 B．他的动量减少了 300 kg·m/s C．他的动能减少了 4500 J D．他的机械能减少了 4500 J
答案
(1)运动员入水后受几个力？分别做什么功？ 提示：受重力和阻力共两个力。重力做正功，阻力做负功。 (2)运动员机械能如何变化？ 提示：阻力做负功，机械能减少。 尝试解答 选 AC。