1、4.3能量的转化与守恒问题导学一、对功与能的理解活动与探究11怎样理解功与能的关系？2不同形式的能量变化对应着不同的力做功吗？3应用功能关系时应该注意哪些问题？迁移与应用1如图所示，倾角30的粗糙斜面固定在地面上，长为l、质量为m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平，用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面（此时物块未到达地面），在此过程中（）A物块的机械能逐渐增加B软绳重力势能共减少了C物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功D软绳重力势能的减少小于其动能的增加与克服摩擦力所做功之和（1）功和能是两个不同的概念，功是力在空间上的
2、累积，做功需要一个过程。（2）能反映物体做功的本领，两者有本质的区别，且功和能不能谈转化。（3）能量的转化是通过做功来实现的。二、对能量守恒定律的理解活动与探究21能量有多种形式吗？2怎样理解能量守恒定律的表达式？迁移与应用2某物体以Ek160 J的初动能滑上斜面，当动能减少Ek150 J时，机械能减少E10 J；当物体返回原出发点时动能是多少？1有相对运动的物体的功能关系两个相互作用的物体有相对运动时，例如一个物体在另一个物体上滑动，子弹打木块等。此时两物体所受的作用力大小相等，方向相反，求解做功时应分别对应相应的位移。系统产生的内能，等于摩擦力与相对位移的乘积。2应用能量守恒定律解题的步骤
3、（1）搞清有几种形式的能在变化，如动能、势能（包括重力势能、弹性势能）、内能等。（2）明确哪种形式的能量增加，哪种形式的能量减少，并且列出减少的能量E减和增加的能量E增的表达式。（3）列出能量守恒关系式：E增E减。答案：【问题导学】活动与探究1：1答案：功是能量转化的量度。不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的。做功的过程就是各种形式的能量之间转化（或转移）的过程。且做了多少功，就有多少能量发生转化（或转移），因此，功是能量转化的量度。2答案：不同形式的能量变化与不同的功对应。我们关心的大多是能量的变化量，而不是能量的具体数值，能量的转化必须通过做功才能实现，某种力做功往往与某一具体形式的能
4、量变化相联系，即所谓功能关系。由于功是能量转化的量度，因此在做功的过程中必然伴随着能量的转化，不同的力做功，会引起不同的能量发生转化。功能量转化关系式重力做功重力势能的改变WGEp弹力做功弹性势能的改变WFEp合外力做功动能的改变W合Ek除重力、弹力以外的其他力做功机械能的改变WE机3答案：搞清力对“谁”做功：对“谁”做功就对应“谁”的位移，引起“谁”的能量变化。如子弹物块模型中，摩擦力对子弹做的功必须用子弹的位移去求解，这个功引起子弹动能的变化。迁移与应用1：BD解析：取斜面最高点为参考平面，软绳重力势能减少量Ep绳mgmgsin 30mgl，选项B正确；物块向下运动，对物块，除重力以外，绳
5、拉力对物块做负功，物块机械能减小，选项A错误；设W克为软绳克服摩擦力做的功，对系统由功能原理得Ep绳Ep物mv2m物v2W克，又因为Ep物m物v2，故选项C错而D对。活动与探究2：1答案：能量形式的多样性（1）能量有多种形式，如化学能、光能、核能等。由于命名方式的不同，同一种性质的能可以有不同的名称，如风能、水流能（实质为机械能）、太阳能（光能）、地热能（内能）等。（2）能量的多样性反映了物质运动形式的多样性，如机械能与宏观物体的机械运动相联系，内能与微观粒子的运动相联系。2答案：能量守恒定律的表达式：E初E终，或E减E增。能量守恒表达式的含义：某种形式能量的减少，一定存在着其他形式能量的增加
6、，且减少量一定和增加量相等。某个物体能量的减少，一定存在着其他物体能量的增加，且减少量一定和增加量相等。能量守恒定律是自然界中的一个重要定律，它对于宏观和微观世界、高速和低速运动普遍成立，反映了自然界中存在着普遍联系。迁移与应用2：答案：36 J解析：设斜面倾角为，滑动摩擦力为f，动能减少50 J时位移为l1，根据功能关系，动能减少量等于合外力所做的功，即Ek1（mgsin f）l1机械能减少量等于除重力以外的力（此题中即为f）所做的功，即Efl1联立得mgsin 4f设物体从斜面底端到最高点位移为l2，则动能的减少量为60 J，即Ek1（mgsin f）l2联立以上各式得fl212 J此过程机械能的减少量为上滑过程中克服滑动摩擦力所做的总功，所以有Wffl212 J上滑和下滑过程中，滑动摩擦力都做负功，且数值相等，所以一个往返过程中摩擦力做负功总和为Wf总2Wf24 J。所以最后物体的动能为Ek末Ek1Wf总36 J。