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第4讲功能关系能量守恒定律

学习目标1.掌握几种常见的动能关系，知道能量守恒定律。2.理解摩擦力做功与能量转化的关系。3.会应用能量的观点解决综合问题。

一、几种常见的功能关系及其表达式

力做功

能的变化

定量关系

合力的功

动能变化

W＝Ek2－Ek1＝ΔEk

重力的功

重力势能

变化

(1)重力做正功，重力势能

(2)重力做负功，重力势能

(3)WG＝－ΔEp＝

弹簧弹力的功

弹性势能

变化

(1)弹力做正功，弹性势能

(2)弹力做负功，弹性势能

(3)W弹＝－ΔEp＝Ep1－Ep2

只有重力、弹簧弹力做功

机械能

_________

机械能守恒，ΔE＝

除重力和弹簧弹力之外的其他力做的功

机械能

_________

(1)其他力做多少正功，物体的机械能就多少

(2)其他力做多少负功，物体的机械能就多少

(3)W其他＝

一对相互作用的滑动摩擦力的总功

机械能，内能

(1)作用于系统的一对滑动摩擦力一定做负功，系统内能

(2)摩擦生热Q＝

安培力做功

电能变化

(1)克服安培力做的功等于电能增加量

(2)W克安＝E电

二、能量守恒定律

1.思考判断

(1)力对物体做了多少功，物体就具有多少能。()

(2)一个物体的能量增加，必定有别的物体的能量减少。()

(3)在物体的机械能减少的过程中，动能有可能是增大的。()

(4)滑动摩擦力做功时，一定会引起机械能的转化。()

(5)除重力以外的其他力做的功等于物体动能的改变量。()

(6)克服与势能有关的力(重力、弹簧弹力、静电力)做的功等于对应势能的增加量。()

2.(多选)一名滑雪运动员在雪道上下滑了一段路程，重力对他做功3000J，他克服阻力做功500J，则在此过程中这名运动员()

A.重力势能增加了3000J

B.动能增加了3000J

C.动能增加了2500J

D.机械能减少了500J

考点一功能关系的理解和应用

功的正负与能量增减的对应关系

(1)物体动能的增加与减少要看合外力对物体做正功还是做负功。

(2)势能的增加与减少要看对应的作用力(如重力、弹簧弹力、静电力等)做负功还是做正功。

(3)机械能的增加与减少要看重力和弹簧弹力之外的力对物体做正功还是做负功。

角度功能关系的理解

例1(2024·广东广州高三检测)如图1所示，在电梯中的斜面上放置了一滑块，在电梯加速上升的过程中，滑块相对斜面静止，则在该过程中()

图1

A.斜面对滑块的摩擦力对滑块做负功

B.斜面对滑块的弹力对滑块所做的功小于滑块增加的机械能

C.斜面对滑块的弹力对滑块所做的功等于滑块增加的重力势能

D.滑块所受合力对滑块所做的功等于滑块增加的机械能

听课笔记

角度功能关系与图像的结合

例2(多选)如图2甲所示，倾角为30°的斜面固定在水平地面上，一木块以一定的初速度从斜面底端开始上滑。若斜面足够长，上滑过程中木块的机械能和动能随位移变化的关系图线如图乙所示，则下列说法正确的是()

图2

A.木块上滑过程中，重力势能增加了4E0

B.木块受到的摩擦力大小为eq\f(E0,s0)

C.木块的重力大小为eq\f(4E0,s0)

D.木块与斜面间的动摩擦因数为eq\f(\r(3),2)

听课笔记

1.(多选)(2024·湖北武汉高三月考)从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和，取地面为零势能参考平面，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h