高一物理功能关系与能量的转化与守恒问题归纳粤教版 知识精讲.docVIP

高一物理功能关系与能量的转化与守恒问题归纳粤教版 【本讲教育信息】 一、教学内容： 功能关系与能量的转化与守恒问题归纳 二、学习目标： 1、理解能的概念及功能之间的相互关系。 2、掌握功能关系及能量的转化与守恒定律相关习题类型的解法。 3、掌握摩擦力做功及作用力与反作用力做功的特点。 三、考点地位： 功能关系与能量的转化与守恒是能量思想的核心内容，是高考的重点和难点，也是每年高考的必考内容，知识的综合性很强，本考点可以与牛顿运动定律、动量守恒、电磁学、热学等知识进行综合，从模型化的角度来看，可以与传送带、子弹打木块、滑板类问题、弹簧等物理模型进行综合，特别是对于作用力与反作用力做功、摩擦力做功这类问题是本部分内容的难点问题所在，出题形式灵活，以计算题的形式考查为主，如2007年北京理综卷第23题、2006年四川理综卷第23题、2005年全国Ⅱ卷第23题、上海卷19B均是通过大型计算题的形式考查。 四、知识体系： 1、能的概念 （1）能量：一个物体能够对外做功，或者说物体具有对外做功的本领，我们就说这个物体具有能量。能量是反映物体能够对外做功本领大小的物理量。 （2）能量反映的是物体具有对外做功本领的大小，而不是反映物体对外做功的多少。如一个物体对外做功的本领很大，但它却没有对外做功，但我们说该物体的能量还是很大，也就是说一个物体可以具有很大的能量，但它不一定要对外做功。 （3）一切物体都具有能，只是能有不同种形式，初中已学过，如果物体运动，那么物体就具有能量，无论是微观的分子，还是宏观的天体都在运动，因此，能量是物体的固有属性，只是一种运动形式对应着相应形式的能。如物体由于机械运动而具有的能称为机械能等。 （4）由于物体具有能，才使得物体能够对外做功，同时物体能够对外做功，这正说明了物体具有能。 2、功和能之间的关系 例如：人用手将球抛出。 在抛球的过程中，球获得了动能，同时人的化学能减小，而且球增加的动能和人减小的化学能在量值上是相等的。 （1）对球来说，人对球做的是正功|ΔE|，其能量增加|ΔE|。 （2）对人来讲，球对人做的是负功|ΔE|，所以其能量减小|ΔE|。 （3）对于相互作用的人和球来讲，其总能量是守恒的。 可见，做功的过程伴随着能量的转化过程，做了多少功就有多少能量发生了转化，概括地说，功是能量转化的标志和量度，可以这样理解： ①某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等并且等于使能量转化的功的多少。 ②某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。 ③表达式 W=ΔE。 ④能的最基本的性质是：各种不同形式的能量之间互相转化的过程中，能的总量是守恒的——能的转化和守恒定律。 3、功和能的区别与联系 （1）区别：功是反映物体间在相互作用过程中能量转化多少的物理量。功是过程量，它与一段位移相联系；能是用来反映物体做功的本领，它反映了物体的一种状态，故能是状态量，它与某个时刻（或某一位置）相对应，通常我们说某物体某时刻具有多少能量，但不能说某时刻具有多少功，而只能说在某段时间（或某一过程中）物体做了多少功。 （2）联系：它们的单位相同；在能的转变过程中会有力做功，即在力做功的过程中能量从一物体转移给另一物体，或由一种形式转化为另一种形式，所以可以用功来量度能量的变化，这就是两者的联系。 4、作用力做功和反作用力做功的特点 （1）做功不一定是相互的。 （2）一对相互作用力做功可以为零。 （3）一对相互作用力做功可以为正值也可以为负值。 5、摩擦力做功的特点： （1）不论是滑动摩擦力，还是静摩擦力都可以对物体做正功，也可以对物体做负功，还可能对物体不做功，力对物体做功，是看力是否使物体在力的方向上发生了位移，而不是由力的性质来决定。 （2）滑动摩擦力对物体做负功——物体克服滑动摩擦力做功，这是比较常见的，但滑动摩擦力对物体也能做正功，现举一例说明，如图所示，平板车在光滑的水平面上以速度v向右运动，某时刻将一小木块轻放在车右端，木块就在车上滑动，若最后达到共速，分析小木块情况：小木块相对平板车向左滑，受到平板车向右的摩擦力Ff的作用，小木块相对地面向右滑动，位移的方向与摩擦力Ff的方向一致，因此，滑动摩擦力对小木块做了正功。 （3）滑动摩擦力也可以对物体不做功，如图所示，A、B叠放在水平面上，A物块用一细绳与墙壁相连，对B物块施水平力F，将其从A物块下拉出，物块B对A的滑动摩擦力是水平向右的Ff，可是A物块并未发生位移，则滑动摩擦力Ff对A物块未做功。 （4）静摩擦力对物体可以做正功，也可以做负功，如图所示，木块B在水平力F作用下在光滑水平面上做匀加速运动，木块A相对B静止，和B一起以相同的加速度向右运动，分析木块A，受到木块B给A的水平向