高考物理一轮复习 第6章 第4单元 功能关系 能量守恒定律课件

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[试一试]
2．某人掷铅球，出手时铅球的动能为 150 J。关于人对铅球的做
功情况和能量转化情况，下列说法正确的是
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A．此人对铅球做了 150 J 的功，将体内的化学能转化为铅球
的动能
B．此人对铅球做的功无法计算
C．此人对铅球没有做功，因此没有能量的转化
D．此人对铅球做了 150 J 的功，将铅球的重力势能转化为铅
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[试一试] 1．对于功和能的关系，下列说法中正确的是
A．功就是能，能就是功 B．功可以变为能，能可以变为功 C．做功的过程就是能量转化的过程 D．功是物体能量的量度
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解析：功和能是两个密切相关的物理量，但功和能有本质的区别， 功是反映物体在相互作用过程中能量变化多少的物理量，与具体 的能量变化过程相联系，是一个过程量；能是用来反映物体具有 做功本领的物理量，物体处于一定的状态(如速度和相对位置)就 具有一定的能量，功是反映能量变化的多少，而不是反映能量的 多少 答案：C
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2.搞清不同的力做功对应不同形式的能的改变
对应不同形 不同的力做功
式能的变化
定量的关系
合外力的功(所有 动能变化
外力的功)
合外力对物体做功等于物体动 能的增量， W合＝Ek2－Ek1
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； WG＝－ΔEp＝Ep1－Ep2
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提示：重力做功－mgh，力 F 做功54mgh，合力做功14mgh， 重力势能增加 mgh，动能增加14mgh，机械能增加54mgh。关系： 重力做功等于重力势能变化量的负值，合外力的功等于物体动 能的变化量，力 F 的功等于物体机械能的变化量。
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[记一记] 1．功和能 (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有能量的转化 ，而且 能量的转化 必须 通过做功来实现。 2．力学中常用的 4 种功能对应关系 (1)合外力做功等于物体动能的改变： 即W 合＝Ek2－Ek1＝ΔEk (动能定理)。
第 4 单元 功能关系 能量守恒定律
功能关系
[想一想]
如图 6－4－1 所示，质量为 m 的物体在
力 F 的作用下由静止从地面运动到离地 h 高
处，已知 F＝54mg，试分别求出在此过程中重 图 6－4－1 力、力 F 和合力的功，以及物体的重力势能、动能和机械能
的变化量，并分析这些量之间存在什么关系？
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能量守恒定律
[想一想] 试说明下列现象中，分别是什么能向什么能的转化。 ①汽车由静止启动；②汽车刹车时由运动变为静止；③水力发 电；④太阳能热水器工作时。
提示：(1)化学能→动能 (2)动能→内能 (3)水的机械能→电能 (4)太阳能→内能
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[记一记] 1．内容 能量既不会凭空产生，也不会 凭空消失 ，它只会从一种 形式 转化 为其他形式，或者从一个物体 转移 到另一个物体， 而在转化和转移的过程中，能量的总量 保持不变 。 2．表达式 Δ__E__减_＝__Δ_E__增_。
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 时恰好对轨道没有压力。已知 AP＝2R，重力加速度
为 g，则小球从 P 到 B 的运动过程中
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图 6－4－2 A．重力做功 2mgR B．机械能减少 mgR
C．合外力做功 mgR D．克服摩擦力做功12mgR
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[审题指导] 解答本题时应注意以下三点： (1)小球对 B 点恰好没有压力的含义。 (2)摩擦力为变力，应从功能关系上求小球克服摩擦力做功。 (3)机械能的减少量与哪个力做功相对应。
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[解析] 小球在 A 点正上方由静止释放，通过 B 点时恰好对 轨道没有压力，此时小球的重力提供向心力，即：mg＝mv2/R， 得 v2＝gR，小球从 P 到 B 的过程中，重力做功 W＝mgR，A 错误； 减小的机械能 ΔE＝mgR－12mv2＝12mgR，B 错误；合外力做功 W 合＝12mv2＝12mgR，C 错误；由动能定理得：mgR－Wf＝12mv2 －0，所以 Wf＝12mgR，D 项正确。
外的力做的功
电场力的功
电势能变化
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，W除G、弹力外＝ΔE 电场力做正功，电势能减少； 电场力做负功，电势能增加； W电＝－ΔEp
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[例 1] (2012·安徽高考)如图 6－4－2 所示，在竖直平面内有
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对应不同形 不同的力做功
式能的变化
定量的关系
弹性势能变 弹簧弹力的功
化
只有重力、弹簧 不引起机械
弹力的功
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； W弹＝－ΔEp＝Ep1－Ep2
机械能守恒ΔE＝0
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对应不同形 不同的力做功
式能的变化
定量的关系
除重力和弹力之 机械能变化
球的动能Βιβλιοθήκη 完整版ppt9解析：本题要求的是人对铅球做的功，由于人对铅球的作用力是 变力，且位移未知，不能运用功的计算公式来计算，可根据功能 关系，人对铅球做功，使铅球动能增加，因此，此人对铅球所做 的功等于铅球动能的增加，即 150 J，将体内的化学能转化为铅 球的动能。故只有 A 正确。 答案：A
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(2)重力做功等于物体重力势能的减少： 即 WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp 。 (3)弹簧弹力做功等于弹性势能的减少： 即W 弹＝Ep1－Ep2＝－ΔEp 。 (4)除了重力和弹簧弹力之外的其他力所做的总功，等于物 体机械能的改变，即 W 其他力＝E2－E1＝ΔE (功能原理)。
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功能关系的应用
1.对功能关系的进一步理解 (1)做功的过程是能量转化的过程。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，一是体现到不同的 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量上相等。
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