【物理】2018届人教版第5章第4节功能关系能量守恒定律教案 6页

第4节　功能关系　能量守恒定律 考点一| 功能关系 ‎1．内容 ‎(1)功是能量转化的量度，即做了多少功就有多少能量发生了转化．‎ ‎(2)做功的过程一定伴随着能量的转化，而且能量的转化必须通过做功来实现．‎ ‎2．做功对应变化的能量形式 ‎(1)合外力的功影响物体的动能的变化．‎ ‎(2)重力的功影响物体重力势能的变化．‎ ‎(3)弹簧弹力的功影响弹性势能的变化．‎ ‎(4)除重力或系统内弹力以外的力做功影响物体机械能的变化．‎ ‎(5)滑动摩擦力的功影响系统内能的变化．‎ ‎1．物质、能量、信息是构成世界的基本要素，下面关于能量的认识中错误的是(　　)‎ A．能量是一个守恒量 B．同一个物体可能同时具有多种形式的能量 C．物体对外做了功，它的能量一定发生了变化 D．地面上滚动的足球最终停下来，说明能量消失了 D　[能量的概念是在人类对能量守恒的认识过程中形成的，它的重要特性就是守恒，物体对外做功的过程即是能量释放的过程，功是能量转化的标志和量度．地面上滚动的足球最终停下来，其机械能转化为内能，能量并没有消失．故选项A、B、C正确，D错误．故选C.]‎ ‎2.自然现象中蕴藏着许多物理知识，如图541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(　　)‎ 图541‎ A．变大　　　　　　 B．变小 C．不变 D．不能确定 A　[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．]‎ ‎3.如图542所示，质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面，其运动的加速度大小为g，此物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体(　　) 【导学号：81370213】‎ 图542‎ A．重力势能增加了mgh B．克服摩擦力做功mgh C．动能损失了mgh D．机械能损失了mgh D　[重力势能增加量为mgh，A错；由mgsin 30°＋Ff＝m×g知Ff＝mg时，克服摩擦做功为mgh，由功能关系知B错，D对，动能损失等于合力做功，即ΔEk＝mg×2 h＝mgh，C错．]‎ ‎4.如图543所示，一固定斜面倾角为30°，一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度大小等于重力加速度的大小g.物块上升的最大高度为H，则此过程中，物块的(　　)‎ 图543‎ A．动能损失了mgH B．动能损失了mgH C．机械能损失了mgH D．机械能损失了mgH C　[分析小物块沿斜面上滑，根据题述可知，物块所受滑动摩擦力Ff＝0.5mg，由动能定理，动能损失了＋mgH＝2mgH，选项A、B错误．由功能关系，机械能损失＝mgH，选项C正确，D错误．]‎ 考点二| 能量守恒定律及应用 ‎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 ‎(1)E初＝E末，初状态各种能量的总和等于末状态各种能量的总和．‎ ‎(2)ΔE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．‎ ‎(2015·浙江10月学考)画作《瀑布》如图544所示．有人对此画作了如下解读：水流从高处倾泻而下，推动水轮机发电，又顺着水渠流动，回到瀑布上方，然后再次倾泻而下，如此自动地周而复始．这一解读违背了(　　)‎ 图544‎ A．库仑定律 B．欧姆定律 C．电荷守恒定律 D．能量守恒定律 D　[这是第一类永动机模型，违背了能量守恒定律，选D.]‎ ‎1.如图545所示是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中①和②为楔块，③和④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545‎ 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 B　[本题考查能量转化和守恒定律．‎ 由于车厢相互撞击弹簧压缩的过程中存在克服摩擦力做功，所以缓冲器的机械能减少，选项A错误、B正确；弹簧压缩的过程中，垫板的动能转化为内能和弹簧的弹性势能，选项C、D错误．]‎ ‎2.蹦极是一项既惊险又刺激的运动，深受年轻人的喜爱．如图546所示，蹦极者从P点静止下落，到达A点时弹性绳刚好伸直，继续下降到最低点B点，B点离水面还有数米距离．蹦极者(可视为质点)从P点下降到B点的整个过程中，重力势能的减少量为ΔE1、绳的弹性势能增加量为ΔE2、克服空气阻力做功为W，绳子重力不计．则下列说法正确的是(　　) 【导学号：81370214】‎ 图546‎ A．蹦极者从P到A的运动过程中，机械能守恒 B．蹦极者与绳组成的系统从A到B的运动过程中，机械能守恒 C．ΔE1＝W＋ΔE2‎ D．ΔE1＋ΔE2＝W C　[蹦极者从P到A及蹦极者与绳组成的系统从A到B的运动过程中都受到空气阻力作用，所以机械能不守恒，A、B错误；根据能量守恒定律可知，在整个过程中重力势能的减少量等于弹性势能的增加量和内能的增加量之和，内能的增加量等于克服空气阻力做的功，C正确，D错误．]‎ ‎3.如图547所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在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，C、O、B三点在同一竖直线上．(不计空气阻力)试求：‎ 图547‎ ‎(1)物体在A点时弹簧的弹性势能；‎ ‎(2)物体从B点运动至C点的过程中产生的内能．‎ ‎【解析】　(1)设物体在B点的速度为vB，受到的弹力为FNB，则有 FNB－mg＝m 又FNB＝8mg 由能量守恒定律可知 弹性势能Ep＝mv＝mgR.‎ ‎(2)设物体在C点的速度为vC，由题意可知 mg＝m 物体由B点运动到C点的过程中，由能量守恒定律得 E内＝mv－＝mgR. ‎ ‎【答案】　(1)mgR　(2)mgR