第四章　专题强化　功能关系及其应用（课件 学案 练习，3份打包） 教科版（2019）必修 第二册

专题强化　功能关系及其应用 ［学习目标］　1.掌握常见的功能关系，理解功与能的关系(重点)。2.学会应用功能关系和能量守恒定律分析解决实际问题(重难点)。 一、几种典型的功能关系 如图，质量为m的物块(可视为质点)在恒定外力F的作用下由静止向上加速运动了h，此过程外力做功多少？物块重力势能变化了多少？物块动能变化了多少？物块机械能变化了多少(空气阻力不计，重力加速度为g)？ _____ 功能关系 表达式 物理意义 做功与能量变化的关系 重力做功等于重力势能　　　　 WG= 　　　　 重力做功是重力势能变化的原因 WG>0 重力势能　　　　 WG<0 重力势能　　　　 弹簧弹力做功等于弹性势能　　　 W弹= 　　　　 弹力做功是弹性势能变化的原因 W弹>0 弹性势能　　　　 W弹<0 弹性势能　　　　 合外力做功等于　　　　　变化 W合= 　　　　 合力做功是物体动能变化的原因 W合>0 动能　　　　 W合<0 动能　　　　 机械能的变化 W其他= 　　　　 除重力或系统内弹力外其他力做功是机械能变化的原因 W其他>0 机械能　　　　 W其他<0 机械能　　　　 一对滑动摩擦力做功与内能增加量 fl相对=Q (l相对指相对路程) 滑动摩擦力与　　　　　的乘积等于产生的热量 一对滑动摩擦力做功的代数和总为负值，系统机械能减少，内能增加 　　　　　　　　　　　　　　　　 例1　(2023·贵阳市期末)质量为m的物体在升降机中，随升降机竖直向上以大小为g(g为重力加速度)的加速度做匀减速直线运动，上升高度为h，在此过程中，物体的机械能 (　　) A.增加mgh B.减少mgh C.增加mgh D.减少mgh 例2　(2023·达州市高一期中)如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力。已知AP=2R，重力加速度为g，不计空气阻力，小球可视为质点，则小球从P到B的运动过程中 (　　) A.重力势能减少2mgR B.机械能减少mgR C.合外力做功mgR D.克服摩擦力做功mgR 二、摩擦力做功与热量的产生 如图，质量为M、长为l0的木板静止放置于光滑地面上，一质量为m的物块以速度v0从左端冲上木板，物块和木板间的滑动摩擦力大小为f。当物块滑至木板最右端时，两者恰好达到共同速度v，且此时木板位移为l。 (1)此过程中物块的位移大小为多少？对物块列出动能定理表达式。 _____ (2)对木板列出动能定理的表达式。 (3)一对摩擦力对系统做的功为多少？(用f、l0表示)；系统动能变化量为多少？(用M、m、v0、v表示)；系统摩擦力做功的过程中产生的热量是多少？(用M、m、v0、v表示)，产生的热量与一对滑动摩擦力对系统做功的大小相等吗？这说明什么？ _____ 例3　(多选)(2023·宜宾市高一期中)如图所示，质量为M、长度为L的小车静止在光滑的水平面上。质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端。现用一水平恒力F作用在小物块上，使它从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的摩擦力为f，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为s。以下结论正确的是 (　　) A.小物块到达小车最右端时具有的动能为F(L+s) B.小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为fs C.此过程中相互摩擦产生的热量为fL D.此过程中物块和小车增加的机械能为F(L+s)-fL 例4　足够长的传送带以速率v匀速转动，一质量为m的小物块A由静止轻放于传送带上，如图所示，当小物块与传送带相对静止时，产生的内能为 (　　) A.mv2 B.2mv2 C.mv2 D.mv2 答案精析 一、 由功的定义，知此过程外力做功Fh 物块重力势能增加了mgh 对物块在此过程，由动能定理有Fh-mgh=mv2-0 则ΔEk=(F-mg)h 物块机械能变化量ΔE=mv2+mgh 故ΔE=Fh。 梳理与总结 减少量　-ΔEp　减少　增加　减少量　-ΔEp　减少 增加　动能 ... ...