粤教版高中物理必修第二册第四章机械能及其守恒定律素养提升课九功能关系与能量守恒定律课件（51页）+学案（有解析）

素养提升课九　功能关系与能量守恒定律 【素养目标】　1.掌握常见的功能关系，理解功与能的关系。　2.能够灵活选用功能关系分析问题。 提升点一　典型的功能关系 1．系统内只有重力或弹力做功，只有重力势能、弹性势能和动能的相互转化，系统机械能守恒；若有其他力做功且所做功的代数和不为零，就有其他能量和机械能相互转化，系统的机械能就会发生变化。 2．除重力和弹力以外的其他力做了多少正功，物体的机械能就增加多少；其他力做了多少负功，物体的机械能就减少多少。 3．功与能的关系：由于功是能量转化的量度，某种力做功往往与某一种具体形式的能量转化相联系，常见的具体功能关系如下表： 功 能的变化 关系式 重力做功 正功 重力势能减少 重力势 能变化 WG＝－ΔEp＝Ep1－Ep2 负功 重力势能增加 弹力做功 正功 弹性势能减少 弹性势 能变化 W弹＝－ΔEp＝Ep1－Ep2 负功 弹性势能增加 合力做功 正功 动能增加 动能 变化 W合＝ΔEk＝Ek2－Ek1 负功 动能减少 系统内除重力、弹力以外的其他力做功 正功 机械能增加 机械能 变化 W外＝－ΔE＝E2－E1 负功 机械能减少 　(多选)如图所示，假设质量为m的跳伞运动员由静止开始下落，在打开伞之前运动员受恒定阻力作用，下落的加速度为g，g为重力加速度，在运动员下落h的过程中，下列说法正确的是(　　) A．运动员的重力势能减少了mgh B．运动员克服阻力所做的功为mgh C．运动员的动能增加了mgh D．运动员的机械能减少了mgh 答案：CD 解析：在运动员下落h的过程中，重力势能减少了mgh，故A错误；根据牛顿第二定律可知，物体所受的合力F合＝ma＝mg，根据动能定理可知，合力做功为mgh，则动能增加了mgh，故C正确；合力做功等于重力做功与阻力做功的代数和，因为重力做功为mgh，则克服阻力做功为mgh，故B错误；由以上分析可知，除了重力和弹力外的其他力，即阻力做功为－mgh，则机械能减少了mgh，故D正确。 功能关系的选用技巧 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的关系分析。 3．涉及弹性势能的变化选用弹力做功的关系分析 4．涉及机械能的变化选用除重力和弹力之外的力做功的关系分析。 　(多选)如图所示，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，其减速运动的加速度大小为g，g为重力加速度，此物体在斜面上能够上升的最大高度为h，则在这个过程中物体(　　) A．重力势能增加了mgh B．机械能损失了mgh C．动能损失了mgh D．克服摩擦力做功为mgh 答案：AB 解析：物体在斜面上能够上升的最大高度为h，所以重力势能增加了mgh，故A正确；加速度大小a＝g＝，解得摩擦力f＝mg，机械能损失量应等于克服摩擦力做的功，即fs＝mg· ＝mgh，故B正确，D错误；动能损失量为克服合力做的功，动能损失量ΔEk＝F合s＝mg·＝mgh，故C错误。 提升点二　摩擦力做功与摩擦生热 【师生互动】　如图所示，质量为M、长为l0的木板静止放置于光滑水平地面上，一质量为m的物块(可看成质点)以速度v0从左端冲上木板，物块与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。 任务1.物块的位移为多少？对物块列出动能定理的表达式； 任务2.对木板列出动能定理的表达式； 任务3.一对滑动摩擦力对系统做的功怎样表示(用f、l、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了多少热量(用M、m、v0、v表示)？与一对滑动摩擦力对系统做功的大小相等吗？这说明什么？ 提示：任务1.物块的位移s＝l＋l0 对物块由动能定理得－f(l＋l0)＝。 任务2.对木板由动能定理得fl＝Mv2。 任务3.由(1)(2)问动能定理的表达式相加得 －f(l＋l0)＋fl＝ 即－fl0＝ 一对滑动摩擦力对系统做功代数和为－fl0 ... ...