1、第四节 功能关系 能量守恒第五章 机械能及其守恒定律栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律一、功能关系 1功是_的量度，即做了多少功就有多少能量发生了转化能量转化栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律2几种常见的功能关系功 能量的变化 合外力做正功 _增加 重力做正功 _减少 弹簧弹力做正功 _减少 电场力做正功 _减少 其他力(除重力、弹力外)做正功 _增加 动能重力势能弹性势能电势能机械能栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我
2、检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律 1.(单选)升降机底板上放一质量为 100 kg 的物体，物体随升降机由静止开始竖直向上移动 5 m 时速度达到4 m/s，则此过程中(g 取 10 m/s2)()A升降机对物体做功 5 800 JB合外力对物体做功 5 800 JC物体的重力势能增加 500 JD物体的机械能增加 800 JA栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律二、能量守恒定律 1内容：能量既不会_，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_到别的物体，在转化和
3、转移的过程中，能量的总量_ 2表达式(1)E1E2.(2)E减_.凭空产生转化转移保持不变E增栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律2.(单选)(2015广东惠州调研)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B 栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律考点一 功能关
4、系的应用1若涉及总功(合外力做的功)，用动能定理分析2若涉及重力势能的变化，用重力做功与重力势能变化的关系分析3若涉及弹性势能的变化，用弹力做功与弹性势能变化的关系分析4若涉及电势能的变化，用电场力做功与电势能变化的关系分析栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律5若涉及机械能变化，用其他力(除重力和系统内弹力之外)做功与机械能变化的关系分析6若涉及摩擦生热，用滑动摩擦力做功与内能变化的关系分析栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律(单选)起跳摸
5、高是学生经常进行的一项体育活动一质量为 m 的同学弯曲两腿向下蹲，然后用力蹬地起跳，从该同学用力蹬地到刚离开地面的起跳过程中，他的重心上升了h，离地时他的速度大小为 v.下列说法正确的是()A该同学机械能增加了 mghB起跳过程中该同学机械能增量为 mgh12mv2C地面的支持力对该同学做功为 mgh12mv2D该同学所受的合外力对其做功为12mv2mghB栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律解析该同学重心升高了 h，重力势能增加了 mgh，又知离地时获得动能为12mv2，则机械能增加了 mgh12mv2，A 错误、
6、B 正确；该同学在与地面作用过程中，支持力对该同学做功为零，C 错误；该同学所受合外力做功等于动能增量，则 W合12mv2，D 错误栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律(单选)(2016襄阳四校联考)如图所示，一竖直绝缘轻弹簧的下端固定在地面上，上端连接一带正电的小球 P，小球所处的空间存在着方向竖直向上的匀强电场，小球平衡时，弹簧恰好处于原长状态现给小球一竖直向上的初速度，小球最高能运动到 M 点在小球从开始运动到运动至最高点时，以下说法正确的是()D栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破
7、高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律A小球电势能的减少量大于小球重力势能的增加量B小球机械能的改变量等于电场力做的功C小球动能的减少量等于电场力和重力做功的代数和D弹簧弹性势能的增加量等于小球动能的减少量解析:由小球平衡时，弹簧恰好处于原长状态可知，小球所受重力大小等于其受到的电场力大小，即：mgqE；小球在竖直向上运动的过程中，其重力做的功和电场力做的功的代数和为零；则弹簧弹性势能的增加量等于小球动能的减少量，故 A、C 错，D 对；小球受到电场力、重力和弹力三个力的作用，故小球机械能的改变量等于电场力做的功和弹簧的弹力做的功之和，故 B 错栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点
8、突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律考点二 摩擦力做功与能量转化1静摩擦力做功(1)静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功(2)相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零(3)静摩擦力做功时，只有机械能的相互转移，不会转化为内能 2滑动摩擦力做功的特点(1)滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功 栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律(2)相互间存在滑动摩擦力的系统内，一对滑动摩擦力做功将产生两种可能效果：机械能全部转化为内能；有一部分机械能在相互摩擦的物体间
9、转移，另外一部分转化为内能(3)摩擦生热的计算：QFfs 相对其中 s 相对为相互摩擦的两个物体间的相对路程栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律板块模型中摩擦力做功问题(多选)如图所示，质量为 M、长为 L 的木板置于光滑的水平面上，一质量为 m 的滑块放置在木板左端，滑块与木板间滑动摩擦力大小为 Ff，用水平的恒定拉力 F 作用于滑块当滑块运动到木板右端时，木板在地面上移动的距离为 s，滑块速度为v1，木板速度为 v2，下列结论中正确的是()BD栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演
10、练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律A上述过程中，F 做功大小为12mv2112Mv22B其他条件不变的情况下，M 越大，s 越小C其他条件不变的情况下,F 越大,滑块到达右端所用时间越长D其他条件不变的情况下，Ff 越大，滑块与木板间产生的热量越多解析由牛顿第二定律得：FfMa1，FFfma2，又 L12a2t212a1t2，s12a1t2.其他条件不变的情况下；M 越大，a1 越小，t越小，s 越小；F 越大，a2 越大，t 越小；由 QFfL 可知，Ff越大，滑块与木板间产生的热量越多，故 B、D 正确，C 错误；力 F 做的功还有一部分转化为系统热量 Q，故 A 错误栏目导引学
11、科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律传送带模型中摩擦力做功问题(单选)如图所示，足够长的传送带以恒定速率顺时针运行将一个物体轻轻放在传送带底端，第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段与传送带保持相对静止，匀速运动到达传送带顶端下列说法中正确的是()C栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律A第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体不做功B第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加量C第一阶段物体和传送带间的摩擦所产生的热量
12、等于第一阶段物体机械能的增加量D物体从底端到顶端全过程机械能的增加量等于全过程物体与传送带间的摩擦所产生的热量栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律解析第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体仍做正功，选项 A 错误；第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加量和重力势能的增加量，选项 B错误；第一阶段物体和传送带间的摩擦所产生的热量等于第一阶段物体机械能的增加量，选项 C 正确；物体从底端到顶端全过程机械能的增加量大于全过程物体与传送带间的摩擦所产生的热量，选项 D 错误栏目导引学科素养专项提能多维
13、课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律求解相对滑动过程中能量转化问题的思路1正确分析物体的运动过程，做好受力分析 2利用运动学公式，结合牛顿第二定律分析物体的速度关系及位移关系 3公式 QFfx 相对中 x 相对为两接触物体间的相对位移，若物体在传送带上做往复运动时，则 x 相对为总的相对路程.栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律考点三 能量守恒定律及应用列能量守恒定律方程的两条基本思路1某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加，且减少量和增加量一定相等；2某个物
14、体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律能量守恒定律在复杂过程中的应用 如图所示，一物体质量 m2 kg，在倾角 37的斜面上的 A 点以初速度 v03 m/s 下滑，A 点距弹簧上端 B 的距离 AB4 m当物体到达 B 点后将弹簧压缩到 C 点，最大压缩量 BC0.2 m，然后物体又被弹簧弹上去，弹到的最高位置为 D 点，D 点距 A 点的距离 AD3 m挡板及弹簧质量不计，g 取 10 m/s2，sin 370.6，求：栏目导引学科素养专项提能多维课
15、堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律(1)物体与斜面间的动摩擦因数；(2)弹簧的最大弹性势能 Epm.审题突破(1)物体到达 C 点时，原来在 A 点的动能和重力势能转化成了何种能量？(2)物体由 A 到 C 的整个过程中，能量是如何转化的？栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律解析(1)物体从开始位置 A 点到最后 D 点的过程中，弹性势能没有发生变化，动能和重力势能减少，机械能的减少量为 EEkEp12mv20mglADsin 37物体克服摩擦力产生的热量为QFfx其
16、中 x 为物体的路程，即 x5.4 mFfmgcos 37由能量守恒定律可得 EQ由式解得 0.52.栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律(2)由 A 到 C 的过程中，动能减少Ek12mv20重力势能减少 EpmglACsin 37摩擦生热 QFflACmgcos 37lAC由能量守恒定律得弹簧的最大弹性势能为EpmEkEpQ联立解得 Epm24.5 J.答案:(1)0.52(2)24.5 J栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律能量守恒定
17、律在生产实际中的应用 四川省“十二五”水利发展规划指出，若按现有供水能力测算，四川省供水缺口极大，蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一某地要把河水抽高 20 m，进入蓄水池，用一台电动机通过传动效率为 80%的皮带，带动效率为 60%的离心水泵工作工作电压为 380 V，此时输入电动机的电功率为 19 kW，电动机的内阻为 0.4 .已知水的密度为1103 kg/m3，重力加速度取 10 m/s2.求：栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律(1)电动机内阻消耗的热功率；(2)将蓄水池蓄入 864 m3 的水需要的时
18、间(不计进、出水口的水流速度)解析(1)设电动机的电功率为 P，则 PUI设电动机内阻 r 上消耗的热功率为 Pr，则PrI2r代入数据解得 Pr1103W.审题突破 电路中如果含有电动机、电解槽等，则此电路为非纯电阻电路在非纯电阻电路中消耗的电能除转化为内能外，还转化为机械能(如电动机)或化学能(如电解槽)等 栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律(2)设蓄水总质量为 M，所用抽水时间为 t.已知抽水高度为 h，容积为 V，水的密度为，则MV设质量为 M 的河水增加的重力势能为 Ep，则 EpMgh设电动机的输出功率
19、为 P0，则 P0PPr根据能量守恒定律得P0t60%80%Ep代入数据解得t2104 s.答案:(1)1103 W(2)2104 s栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律应用能量转化问题的解题步骤当涉及摩擦力做功，机械能不守恒时，一般应用能的转化和守恒定律，基本步骤如下：1分清有多少形式的能(动能、势能、内能等)发生变化；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 减E 增栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突
20、破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律微专题17 物理思想应用动力学观点和能量观点突破力学压轴题用动力学和能量观点解决问题时，应首先分析物体的受力和运动情况，再分析做功和能量转化情况，最后选择恰当的规律列方程一般来说，若一个物体参与了多个运动过程，有的运动过程只涉及分析力或求解力而不涉及能量问题，则常常用牛顿运动定律求解；若该过程涉及能量转化问题，并且具有功能关系的特点，则往往用动能定理求解栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律(20 分)10 个同样长度的木块放在水平地面上，每个木块的质量 m0.5 k
21、g、长度 L0.6 m，它们与地面之间的动摩擦因数 10.1，在左方第一个木块上放一质量 M1 kg的小铅块(视为质点)，它与木块间的动摩擦因数 20.25.现给铅块一向右的初速度 v05 m/s，使其在木块上滑行g 取10 m/s2，求：(1)开始带动木块运动时铅块的速度；(2)铅块与木块间因摩擦产生的总热量；(3)铅块运动的总时间栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律审题突破(1)铅块对木块的摩擦力是带动木块的动力，当该力大于木块受到地面的摩擦力时，木块开始运动(2)判断铅块能否与某个木块共速，确定相对滑动的距离(
22、3)若铅块能与木块共速，则总时间等于木块不动时铅块的运动时间、一起运动到共速的时间与一起减速到零的时间之和栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律(1)设铅块可以带动 n个木块移动，以这 n 个木块为研究对象，铅块施加的摩擦力应大于地面施加的摩擦力，即 2Mg1(Mmn)g(2 分)解得：n3，取 n2，此时铅块已滑过 8 个木块(1 分)根据动能定理有：12Mv2012Mv22Mg8L(2 分)代入数据得，刚滑上木块 9 时铅块的速度：v1 m/s.(1 分)栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点
23、突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律(2)对铅块 M：a22g2.5 m/s2(1 分)v2va2t2(1 分)对最后两块木块 9 和 10 有：a12Mg1（M2m）g2m0.5 m/s2(1 分)v1a1t2(1 分)令 v1v2，故它们获得共同速度所需时间：t2va1a213 s(1 分)栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律铅块位移：x2vt212a2t22(1 分)木块位移：x112a1t22(1 分)铅块相对木块位移：xx2x116 mL(1 分)所以铅块与木块间因摩擦产生的总热量：Q2M
24、g(8Lx)12.42 J(2 分)栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律(3)由(2)问知，铅块与木块的共同速度为v1a1t216 m/s(1 分)铅块、木块一起做匀减速运动的时间：t3 v11g16 s(1 分)铅块在前 8 个木块上运动的时间：t1v0v2g 1.6 s(1 分)所以铅块运动的总时间：tt1t2t32.1 s(1 分)答案(1)1 m/s(2)12.42 J(3)2.1 s栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律力学综合题中
25、多过程问题的分析思路1对力学综合题中的多过程问题，关键是抓住物理情境中出现的运动状态与运动过程，将物理过程分解成几个简单的子过程 2找出各阶段是由什么物理量联系起来的，然后对于每一个子过程分别进行受力分析、过程分析和能量分析，选择合适的规律列出相应的方程求解.栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律 如图所示，固定斜面的倾角 30，物体 A与斜面之间的动摩擦因数 34，轻弹簧下端固定在斜面底端，弹簧处于原长时上端位于 C 点用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体 A 和 B，滑轮右侧绳子与斜面平行，A 的质量为
26、 4 kg，B 的质量为 2 kg，初始时物体 A到 C 点的距离为 L1 m栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律(1)物体 A 沿斜面向下运动时的加速度大小；(2)物体 A 向下运动刚到 C 点时的速度大小；(3)弹簧的最大压缩量和弹簧的最大弹性势能现给 A、B 一初速度 v03 m/s，使 A 开始沿斜面向下运动，B 向上运动，物体 A 将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到 C点已知重力加速度为 g10 m/s2，不计空气阻力，整个过程中，轻绳始终处于伸直状态，求此过程中：栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再
27、现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律解析:(1)物体 A 沿斜面向下运动时，B 向上运动，A 刚到 C点时的速度大小为 v，设 A 的质量为 2m，B 的质量为 m，以A、B 整体为研究对象，由牛顿第二定律得2mgsin mg2mgcos 3ma，解得：a2.5 m/s2.(2)对 A、B 整体由动能定理得：2mgLsin mgL2mgLcos 123mv2123mv20代入数据，解得 v2 m/s.栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律(3)设弹簧的最大压缩量为 x，物体 A 将弹簧压
28、缩到最短后又恰好能被弹到 C 点，整个过程中，弹簧的弹力和重力对 A 做功均为零根据动能定理得2mgcos 2x0123mv2，得 x0.4 m弹簧从被压缩到最短到恰好能弹回到 C 点的过程中，对系统根据能量关系有2mgxsin mgxEp2mgxcos 0，所以 Ep6 J.答案:(1)2.5 m/s2(2)2 m/s(3)最大压缩量是 0.4 m，最大弹性势能是 6 J栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第五章 机械能及其守恒定律本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放
