2019年高考物理一轮复习第五章机械能及其守恒定律第4讲功能关系能量守恒定律学案

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1、第4讲　功能关系　能量守恒定律板块一　主干梳理·夯实基础【知识点1】　功能关系　Ⅱ1．能的概念：一个物体能对外做功，这个物体就具有能量。2．功能关系(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，而且能量转化必通过做功来实现。【知识点2】　能量守恒定律　Ⅱ1．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

2、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，增加的能量总和等于减少的能量总和。板块二　考点细研·悟法培优考点1功能关系的理解和应用[深化理解]1．对功能关系的进一步理解(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。2．几种常见的功能关系及其表达式力做功能的变化

3、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，重力势能减少(2)重力做负功，重力势能增加(3)WG＝－ΔEp＝Ep1－Ep2弹簧弹力的功弹性势能变化(1)弹力做正功，弹性势能减少(2)弹力做负功，弹性势能增加(3)WF＝－ΔEp＝Ep1－Ep2续表力做功能的变化定量关系除重力和弹簧弹力之外的其他力做的功机械能变化(1)其他力做多少正功，物体的机械能就增加多少(2)其他力做多少负功，物体的机械能就减少多少(3)W＝ΔE一对相互作用的滑动摩擦力的总功内能变化(1)作用于系统的一对

4、滑动摩擦力总功一定为负值，系统内能增加(2)Q＝Ff·L相对例1　在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项。如图所示，质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对她的阻力大小恒为F，那么在她减速下降高度为h的过程中，下列说法正确的是(g为当地的重力加速度)(　　)A．她的动能减少了FhB．她的重力势能增加了mghC．她的机械能减少了(F－mg)hD．她的机械能减少了Fh(1)运动员入水后受几个力？分别做什么功？提示：受重力和阻力。重力做正功、阻力做负功。(2)运动员机械能如何变化？提示：阻力做负

5、功，机械能减少。尝试解答　选D。运动员下降高度h的过程中，重力势能减少了mgh，选项B错误；除重力做功以外，只有水对她的阻力F做负功为Fh，因此机械能减少了Fh，选项C错误，选项D正确；由动能定理可知(－F＋mg)h＝0－Ek，所以Ek＝(F－mg)h，动能减少了(F－mg)h，故选项A错误。总结升华功能关系的选用原则(1)总的原则是根据做功与能量转化的一一对应关系，确定所选用的定理或规律，若只涉及动能的变化用动能定理分析。(2)只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)只涉及机械能的变化用除重力

6、和弹力之外的力做功与机械能变化的关系分析。(4)只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。1.[2017·河南八市质检]某同学将质量为m的一矿泉水瓶(可看成质点)竖直向上抛出，水瓶以g的加速度匀减速上升，上升的最大高度为H。水瓶往返过程受到的阻力大小不变。则(　　)A．上升过程中水瓶的动能减少量为mgHB．上升过程中水瓶的机械能减少了mgHC．水瓶落回地面时动能大小为D．水瓶上升过程处于超重状态，下落过程处于失重状态答案　A解析　水瓶以a＝g减速上升，设阻力为f，则有mg＋f＝ma，解得阻力f＝mg，上升

7、阶段动能的改变量等于合外力做功，W合＝－maH＝－mgH，故A正确。上升过程由动能定理：－mgH＝0－Ek0得初动能为mgH，全程由动能定理得：－2fH＝Ek－Ek0，解得Ek＝mgH，故C错误。上升过程机械能的变化看阻力做功，即－fH＝ΔE，所以上升过程机械能减少mgH，故B错误。上升阶段加速度方向向下，下降阶段加速度方向向下，均为失重状态，故D错误。2.[2017·青岛模拟](多选)如图所示，一根原长为L的弹簧，下端固定在水平地面上，一个质量为m的小球，在弹簧的正上方从距地面高度为H处由静止下落压缩弹簧。若弹簧的

8、最大压缩量为x，小球下落过程受到的空气阻力恒为Ff，则小球从开始下落至最低点的过程(　　)A．小球动能的增量为零B．小球重力势能的增量为mg(H＋x－L)C．弹簧弹性势能的增量为(mg－Ff)(H＋x－L)D．系统机械能减小FfH答案　AC解析　小球下落的整个过程中，开始时速度为零，结束时速度也为零，所以小球动能的增量为0，故A正确；小球下落的