2025春《三维设计 物理 必修 第二册 (配粤教版)》配套课件4章末小结与素养评价.pptx

第四章机械能及其守恒定律;(一)功能关系的理解及应用

1．功能关系

功是能量转化的量度。

2．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必须通过力做功来实现的；不同的力做功，对应不同形式的能的转化。

(2)做功的多少与能量转化的多少在数值上相等。;3．几种常见的功能关系理解;功能关系;[典例1](2024·浙江1月选考)如图所示，质量为m的足球从水平地面上位置1被踢出后落在位置3，在空中达到最高点2的高度为h，则足球()

A．从1到2动能减少mgh B．从1到2重力势能增加mgh

C．从2到3动能增加mgh D．从2到3机械能不变

;解析：由足球的运动轨迹可知，足球在空中运动时一定受到空气阻力作用，则从1到2重力势能增加mgh，从1到2动能减少量大于mgh，A错误，B正确；从2到3由于空气阻力作用，则机械能减少，重力势能减少mgh，则动能增加量小于mgh，选项C、D错误。

答案：B;功能关系的选取技巧

(1)涉及动能的变化选用动能定理分析。

(2)涉及重力势能的变化选用重力做功关系分析。

(3)涉及弹性势能的变化选用弹力做功关系分析。

(4)涉及机械能的变化选用除重力和系统内弹力之外的力做功关系分析。;2．(2024·山东高考)如图所示，质量均为m的甲、乙两同学，分别坐在水平放置的轻木板上，木板通过一根原长为l的轻质弹性绳连接，连接点等高且间距为d(dl)。两木板与地面间动摩擦因数均为μ，弹性绳劲度系数为k，被拉伸时弹性势能E＝kx2(x为绳的伸长量)。现用水平力F缓慢拉动乙所坐木板，直至甲所坐木板刚要离开原位置，此过程中两人与所坐木板保持相对静止，k保持不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，则F所做的功等于()

;答案：B;(二)能量守恒定律的理解及应用

1．能量守恒定律的理解

(1)内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。

(2)适用范围：能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律，是各种自然现象中普遍适用的一条规律。

(3)表达式：

①E初＝E末，初??态各种能量的总和等于末状态各种能量的总和。

②ΔE增＝ΔE减，增加的那些能量的增加量等于减少的那些能量的减少量。;2．应用能量守恒定律解题的一般步骤

(1)分清有多少种形式的能(如动能、势能、内能、电能等)在变化。

(2)分别列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式。

(3)列恒等式：ΔE减＝ΔE增。;(1)滑块离开弹簧后在图中bc段对应的加速度a的大小及滑块与斜面间动摩擦因数μ的大小；

(2)t2＝0.3s和t3＝0.4s时滑块的速度v2、v3的大小；

(3)弹簧锁定时具有的弹性势能Ep。;[针对训练]

3．(2024·江苏高考)如图所示，粗糙斜面的动摩擦因数为μ，倾角为θ，斜面长为L。一个质量为m的物块，在电动机作用下，从A点由静止加速至B点时达到最大速度v，之后做匀速运动至C点，关闭电动机，从C点又恰好到达最高点D。已知重力加速度为g。求：

(1)CD段长x；

(2)BC段电动机的输出功率P；

(3)全过程物块增加的机械能E1和电动机消耗的总电能E2的比值。

;(一)非质点类物体的机械能守恒问题

(1)在应用机械能守恒定律处理实际问题时，经常遇到像“链条”“液柱”类的物体，其在运动过程中将发生形变，其重心位置相对物体也发生变化，因此这类物体不能再看成质点来处理。

(2)非质点类物体虽然不能看成质点来处理，但因只有重力做功，物体整体机械能守恒。一般情况下，根据质量分布均匀的规则(物体的重心位置在其几何中心的原则)，可将物体分段处理，根据初、末状态物体重力势能的变化，建立机械能守恒方程求解。;[针对训练]

1.如图所示，粗细均匀，两端开口的U形管内装有同种液体，开始时

两边液面高度差为h，管中液柱总长度为4h，后来让液体自由流动，

当两液面高度相等时，右侧液面下降的速度为 ();2.如图所示，质量分布均匀的总长为L的光滑铁链跨过一个光滑的轻质小滑轮，开始时下端A、B相平齐，当略有扰动时其一端下落，则当铁链刚脱离滑轮的瞬间，铁链的速度为多大？;(二)摩擦力做功的特点及计算

1．两种摩擦力做功的比较;2.求解摩擦生热问题的思路

(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)摩擦生热ΔQ＝fl相对，其中l相对为两物体间相对滑行的路程，而不是相对位移。;(1)滑块到达底端B时的速度大小vB；

(2)滑块与传送带间的动摩擦因数μ；

(3)此过程中，由于克服摩擦力做功而产生的热量Q