1、课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束第 4 节功能关系能量守恒定律课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束(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)在物体的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)节约可利用能源的目的是为了减少污染排放。()(6)滑动摩擦力做功时，一定会引起机械能的转化。()(7)一个物
2、体的能量增加，必定有别的物体能量减少。()课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束要点一 功能关系的理解与应用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。课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束2几种常见的功能关系及其表达式弹簧弹力的功重力的功
3、合力的功各种力做功定量的关系对应能的变化合力对物体做功等于物体动能的增量W合Ek2Ek1动能变化重力做正功，重力势能减少，重力做负功，重力势能增加，且WGEpEp1Ep2重力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EpEp1Ep2弹性势能变化课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束电场力的功非重力和弹力的功只有重力、弹簧弹力的功各种力做功定量的关系对应能的变化机械能守恒E0不引起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E机械能变化电场力做正功，电
4、势能减少，电场力做负功，电势能增加，且W电Ep电势能变化课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束多角练通1(2015商丘模拟)自然现象中蕴藏着许多物理知识，如图 5-4-1 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：人缓慢推水袋，对水袋做正功，由功能关系可知，水的重力势能一定增加，A 正确。图 5-4-1答案：A课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束2(2015唐山模拟)轻质弹簧右端固定
5、在墙上，左端与一质量 m0.5 kg 的物块相连，如图 5-4-2 甲所示。弹簧处于原长状态，物块静止且与水平面间的动摩擦因数 0.2。以物块所在处为原点，水平向右为正方向建立 x 轴。现对物块施加水平向右的外力 F，F 随 x 轴坐标变化的情况如图乙所示。物块运动至 x0.4 m 处时速度为零。则此时弹簧的弹性势能为(g 取 10 m/s2)()图 5-4-2课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束A3.1 J B3.5 JC1.8 J D2.0 J解析：物块与水平面间的摩擦力为 fmg1 N。现对物块施加水平向右的
6、外力 F，由 F-x 图像面积表示功可知 F 做功 W3.5 J，克服摩擦力做功 Wffx0.4 J。由功能关系可知，WWfEp，此时弹簧的弹性势能为 Ep3.1 J，选项 A 正确。答案：A课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束3(2014广东高考)如图 5-4-3 是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图。图中和为楔块，和为垫板，楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦。在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中()图 5-4-3课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来
7、物理结束A缓冲器的机械能守恒B摩擦力做功消耗机械能C垫板的动能全部转化为内能D弹簧的弹性势能全部转化为动能解析：在车厢相互撞击使弹簧压缩过程中，由于要克服摩擦力做功，且缓冲器所受合外力做功不为零，因此机械能不守恒，A 项错误；克服摩擦力做功消耗机械能，B 项正确；撞击以后垫板和车厢有相同的速度，因此动能并不为零，C 项错误；压缩弹簧过程弹簧的弹性势能增加，并没有减小，D 项错误。答案：B 课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束要点二 摩擦力做功与能量的关系1两种摩擦力做功的比较滑动摩擦力静摩擦力一对摩擦力的总功方面能
8、量的转化方面不 同 点一对滑动摩擦力所做功的代数和为负值，总功WFfs相对，即摩擦时产生的热量一对静摩擦力所做功的代数和等于零既有能量的转移，又有能量的转化只有能量的转移，没有能量的转化课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束滑动摩擦力静摩擦力相同点两种摩擦力对物体可以做正功、负功，还可以不做功；静摩擦力做正功时，它的反作用力一定做负功；滑动摩擦力做负功时，它的反作用力可能做正功，可能做负功，还可能不做功；但滑动摩擦力做正功或不做功时，它的反作用力一定做负功正功、负功、不做功方面课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练
9、对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束2求解相对滑动物体的能量问题的方法(3)公式 QFfl 中 l 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 l 为总的相对路程。(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。(1)正确分析物体的运动过程，做好受力分析。课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束典例(2015山东省实验中学模拟)如图 5-4-4 所示，有一个可视为质点的质量为 m1 kg 的小物块。从光滑平台上的 A 点以v02 m/s 的初速
10、度水平抛出，到达 C 点时，恰好沿 C 点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道，最后小物块滑上紧靠轨道末端 D 点的质量为 M3 kg 的长木板。已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平，木板下表面与水平地面之间光滑，小物块与长木板间的动摩擦因数 0.3，圆弧轨道的半径为 R0.4 m，C 点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角 60，不计空气阻力，g 取 10 m/s2。求：课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束(1)小物块刚要到达圆弧轨道末端 D 点时对轨道的压力；(2)要使小物块不滑出长木板，木板的长度 L 至
11、少多大？图 5-4-4课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束审题指导(3)小物块不滑出长木板，小物块与长木板最终速度相同。(2)小物块由 C 到 D 的过程中机械能守恒。(1)小物块在 C 点的速度沿圆周上 C 点的切线方向，水平方向的分速度为 v0。解析(1)小物块在 C 点时的速度大小为vCv0cos 60 小物块由 C 到 D 的过程中，由机械能守恒定律得：mgR(1cos 60)12mvD212mvC2代入数据解得 vD2 5 m/s课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定
12、律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束小球在 D 点时由牛顿第二定律得：FNmgmvD2R 代入数据解得 FN60 N由牛顿第三定律得 FNFN60 N，方向竖直向下。(2)设小物块刚好滑到木板左端且达到共同速度的大小为v，小物块在木板上滑行的过程中，小物块与长木板的加速度大小分别为a1mgm g课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束a2mgM 速度分别为 vvDa1t，va2t对小物块和木板系统，由能量守恒定律得：mgL12mvD212(mM)v2L2.5 m。答案(1)60 N 方向竖直向下(2)2.5 m课前
13、基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束方法规律(2)木板的最小长度对应小物块与长木板相对滑动的最大位移。(1)小物块刚要到达 D 点时具有竖直向上的加速度，支持力大于重力，区别于小物块刚过 C 点的情况。课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束针对训练1(2015安庆模拟)如图 5-4-5 所示，一足够长的木板在光滑的水平面上以速度 v 向右匀速运动，现将质量为 m 的物体竖直向下轻轻地放置在木板上的右端，已知物体 m 和木板之间的动摩擦因数为，
14、为保持木板的速度不变，从物体 m 放到木板上到它相对木板静止的过程中，须对木板施一水平向右的作用力 F，那么力 F 对木板做功的数值为()Amv24 Bmv22Cmv2D2mv2图 5-4-5课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束解析：由能量转化和守恒定律可知，拉力 F 对木板所做的功 W一部分转化为物体 m 的动能，一部分转化为系统内能，故 W12mv2mgs 相，s 相vtv2t，vgt，以上三式联立可得：Wmv2，故 C 正确。答案：C 课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒
15、定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束2(2015徐州模拟)某电视娱乐节目装置可简化为如图 5-4-6 所示模型。倾角 37的斜面底端与水平传送带平滑接触，传送带 BC 长 L6 m，始终以 v06 m/s 的速度顺时针运动。将一个质量 m1 kg 的物块由距斜面底端高度 h15.4 m 的A 点静止滑下，物块通过 B 点时速度的大小不变。物块与斜面、物块与传送带间动摩擦因数分别为 10.5、20.2，传送带上表面距地面的高度 H5 m，g 取 10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8。课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品
16、牌 品质赢得未来 物理结束图 5-4-6(1)求物块由 A 点运动到 C 点的时间；(3)求物块距斜面底端高度满足什么条件时，将物块静止释放均落到地面上的同一点 D。(2)若把物块从距斜面底端高度 h22.4 m 处静止释放，求物块落地点到 C 点的水平距离；课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束解析：(1)A 到 B 过程：根据牛顿第二定律mgsin 1mgcos ma1h1sin 12a1t12，代入数据解得 a12 m/s2，t13 s所以滑到 B 点的速度：vBa1t123 m/s6 m/s，物块在传送带上匀
17、速运动到 Ct2Lv066s1 s所以物块由 A 到 B 的时间：tt1t23 s1 s4 s(2)在斜面上根据动能定理mgh21mgcos h2sin 12mv2课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束解得 v4 m/s6 m/s设物块在传送带先做匀加速运动到 v0，运动位移为 x，则：a22mgm 2g2 m/s2v02v22a2x，x5m6m所以物体先做匀加速直线运动后和皮带一起匀速运动，离开 C点做平抛运动sv0t0，H12gt02，解得 s6 m课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系
18、 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束(3)因物块每次均抛到同一点 D，由平抛知识知：物块到达 C 点时速度必须有 vCv0 当离传送带高度为 h3 时物块进入传送带后一直匀加速运动，则：mgh31mgcos h3sin 2mgL12mv02，h31.8 m。当离传送带高度为 h4 时物块进入传送带后一直匀减速运动，则：mgh41mgcos h4sin 2mgL12mv02，h49.0 m所以当离传送带高度在 1.8 m9.0 m 的范围内均能满足要求即 1.8 mh9.0 m。答案：(1)4 s(2)6 m(3)1.8 mh9.0 m课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点
19、设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束要点三 能量转化与守恒的应用1对能量守恒定律的两点理解(2)某个物体的能量减少，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。(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；课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束2能量转化问题的解题思路(2)解题时，首先确定初末状态，然后分析状态变化过程中哪种形式的能量减少，哪种形式的能量增加，求出减少的能量总和E 减与增加的能量总和 E 增，最后由 E 减E 增列式求解。
20、(1)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。课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束典例(2015浙江瑞安四校联考)如图 5-4-7 所示，固定斜面的倾角 30，物体 A 与斜面之间的动摩擦因数 32，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 2m，B 的质量为 m，初始时物体 A 到 C 点的距离为 L。现给A、B 一初速度 v0 gL，使 A 开始沿斜面向下运动，B 向上运动，物
21、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 g，不计空气阻力，整个过程中，轻绳始终处于伸直状态，求：图 5-4-7课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束(1)物体 A 向下运动刚到 C 点时的速度；思考：两个物体从A向下运动到C点的过程中哪些能量发生了变化？什么能量增加了？什么能量减少了？解析(1)A 与斜面间的滑动摩擦力 Ff2mgcos，物体从A 向下运动到 C 点的过程中，根据功能关系有2mgLsin 123mv02123mv2mgLFfL解得 v v02gL。课前基础简要回顾课堂释疑一站
22、突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束(2)弹簧的最大压缩量；从物体A接触弹簧，将弹簧压缩到最短后又恰回到C点，有哪些力做功，分别做多少功？(2)从物体 A 接触弹簧，将弹簧压缩到最短后又恰回到 C 点，对系统应用动能定理Ff2x0123mv2解得 xv022gL2。课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束(3)弹簧的最大弹性势能。弹簧从压缩到最短到恰好能弹到C点的过程中，有哪些能量发生了变化？(3)弹簧从压缩到最短到恰好能弹到 C 点的过程中，对系统根据功能关系有 E
23、pmgx2mgxsin Ffx所以 EpFfx3mv0243mgL4。课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束方法规律 两个或两个以上的物体与弹簧组成的系统相互作用的过程，具有以下特点：(1)能量变化上，如果只有重力和系统内弹簧弹力做功，系统机械能守恒。(2)如果系统每个物体除弹簧弹力外所受合外力为零，则当弹簧伸长或压缩到最大程度时两物体速度相同。(3)当弹簧为自然状态时系统内某一端的物体具有最大速度。课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束针
24、对训练1(2015潍坊模拟)如图 5-4-8 所示，ABCD 是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底 BC 的连接处都是一段与 BC 相切的圆弧，B、C 在水平线上，其距离 d0.50 m。盆边缘的高度为 h0.30 m。在 A 处放一个质量为 m 的小物块并让其从静止出发下滑。已知盆内侧壁是光滑的，而盆底 BC 面与小物块间的动摩擦因数为 0.10。小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停下的位置到 B 的距离为()图 5-4-8课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束A0.50 m B0.25 mC0.10 m D0解析：设
25、小物块在盆内水平面上来回运动的总路程为 x，由能量守恒定律可得：mghmgx，解得 x3.0 m6d，故小物块最终停在 B 点，D 正确。答案：D课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束2(2014山东高考)2013 年我国相继完成“神十”与“天宫”对接、“嫦娥”携“玉兔”落月两大航天工程。某航天爱好者提出“玉兔”回家的设想：如图 5-4-9，将携带“玉兔”的返回系统由月球表面发射到 h 高度的轨道上，与在该轨道绕月球做圆周运动的飞船对接，然后由飞船送“玉兔”返回地球。设“玉兔”质量为m，月球半径为 R，月面的重力加速
26、度为 g 月。以月面为零势能面，“玉兔”在 h 高度的引力势能可表示为 Ep GMmhRRh，其中G 为引力常量，M 为月球质量。若忽略月球的自转，从开始发射到对接完成需要对“玉兔”做的功为()课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束图 5-4-9 Amg月RRh(h2R)Bmg月RRh(h 2R)Cmg月RRhh 22 RDmg月RRhh12R课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束解析：根据题意可知，要使“玉兔”和飞船在距离月球表面高为h
27、的轨道上对接，若不考虑月球的自转影响，从开始发射到完成对接需要对“玉兔”做的功应为克服月球的万有引力做的功与在该轨道做圆周运动的动能之和，所以 WEpEk，Ep GMmhRRh，再根据：GMmRh2 mv2Rh，据此可求得需要的动能为：Ek GMm2Rh，再联系：GMg 月R2，由以上三式可求得，从开始发射到完成对接需要对“玉兔”做的功应为：Wmg月RRh h12R，所以该题正确选项为 D。答案：D 课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束3(2015廊坊模拟)如图 5-4-10 所示，光滑水平面 AB 与竖直面内的半
28、圆形导轨在 B 点相切，半圆形导轨的半径为 R。一个质量为 m 的物体将弹簧压缩至 A 点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧，当它经过 B 点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的 8 倍，之后向上运动恰能到达最高点 C。(不计空气阻力)试求：图 5-4-10课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束(1)物体在 A 点时弹簧的弹性势能；解析：(1)设物体在 B 点的速度为 vB，所受弹力为 FNB，则有FNBmgmvB2R又 FNB8 mg由能量守恒定律可知弹性势能Ep12mvB272mgR。(2)物体从 B 点运动至 C 点的过程中产生的内能。课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束(2)设物体在 C 点的速度为 vC，由题意可知 mgmvC2R物体由 B 点运动到 C 点的过程中，由能量守恒定律得Q12mvB212mvC22mgR解得 QmgR。答案：(1)72mgR(2)mgR课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第4节 功能关系 能量守恒定律 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束 “课后演练对点设计”见“课时跟踪检测(十九)”(单击进入电子文档)谢 谢 观 看
