专题11 功能关系 能量守恒定律-高中物理同步练习分类专题教案（人教版2019必修第二册）.docxVIP

第八章机械能守恒定律

专题11：功能关系能量守恒定律

考点一功能关系的理解和应用

几种常见的功能关系

几种常见力做功

对应的能量变化

数量关系式

重力

正功

重力势能减少

WG=－ΔEp

负功

重力势能增加

弹簧等的

弹力

正功

弹性势能减少

W弹=－ΔEp

负功

弹性势能增加

系统摩擦生热的功能关系

作用于系统的一对滑动摩擦力一定做负功

内能变化

系统的内能增加

Q=f

电场力

正功

电势能减少

W电=－ΔEp

负功

电势能增加

合力

正功

动能增加

W合=ΔEk

负功

动能减少

重力以外

的其他力

正功

机械能增加

W其=ΔE

负功

机械能减少

考点二能量守恒定律的应用

1.对能量守恒定律的两点理解

(1)某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加，且减少量和增加量一定相等。

(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。

2.能量转化问题的解题思路

(1)当涉及摩擦力做功，机械能不守恒时，一般应用能量的转化和守恒定律。

(2)解题时，首先确定初、末状态，然后分析状态变化过程中哪种形式的能量减少，哪种形式的能量增加，求出减少的能量总和ΔE减与增加的能量总和ΔE增，最后由ΔE减=ΔE增列式求解。

3.含弹簧类机械能守恒问题

(1)由于弹簧的形变会具有弹性势能，系统的总动能将发生变化，若系统所受的外力和除弹簧弹力以外的内力不做功，系统机械能守恒。

(2)弹簧两端物体把弹簧拉伸至最长(或压缩至最短)时，两端的物体具有相同的速度，弹性势能最大。

(3)如果系统内每个物体除弹簧弹力外所受合力为零，当弹簧为自然长度时，系统内弹簧某一端的物体具有最大速度(如绷紧的弹簧在光滑桌面上由静止释放)。

考点三摩擦力做功与能量的关系

1.两种摩擦力做功的比较

静摩擦力做功

滑动摩擦力做功

只有能量的转移，没有能量的转化（不会摩擦生热）

既有能量的转移，又有能量的转化

互为作用力和反作用力的一对静摩擦力所做功的代数和为零，即要么一正一负，要么都不做功

互为作用力和反作用力的一对滑动摩擦力所做功的代数和为负值，即至少有一个力做负功

两种摩擦力都可以对物体做正功或者负功，还可以不做功

2.求解相对滑动物体的能量问题的方法

(1)正确分析物体的运动过程，做好受力分析。

(2)利用运动学公式，结合牛顿第二定律分析物体的速度关系及位移关系。

(3)公式W=Ff·l相对中l相对为两接触物体间的相对位移，若物体在传送带上做往复运动时，则l相对为总的相对路程。

一、选择题

1.(2023河南驻马店期中)1924年跳台滑雪被列为首届冬奥会比赛项目。如图所示，一名运动员从雪道的最高点M由静止开始滑下，经过水平NP段后从P点飞出，最终落到Q点。不计运动员经过N点的机械能损失和空气阻力。已知运动员从M点到P点，重力做功为W1，克服阻力做功为W2，从P点到Q点重力做功为W3，设P点所在平面为零势能面，则下列说法不正确的是()

A.运动员在P点的动能为W1+W2

B.运动员从M点到P点机械能减少了W2

C.运动员在Q点的机械能为W1-W2

D.运动员从M点到Q点重力势能减少了W1+W3

2.(2022江苏苏州昆山一中期末)泉州小岞风电场利用风能发电，既保护环境，又可创造很高的经济价值。如图所示，风力发电机的叶片转动时可形成半径为R的圆面。某段时间内该区域的风速大小为v，风向恰好与叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为ρ，风力发电机的发电效率为η，下列说法错误的是()

A.单位时间内通过叶片转动圆面的空气质量为ρπvR2

B.此风力发电机发电的功率为12ρπv3R2

C.若仅风速减小为原来的12，发电的功率将减小为原来的

D.若仅叶片转动的半径增大为原来的2倍，发电的功率将增大为原来的8倍

3.(2023吉林长春吉大附中实验学校期中)如图所示，质量为M、长为L=5m的木板Q放在光滑的水平面上，可视为质点的质量为m的物块P放在木板的最左端。t=0时刻给物块一水平向右的初速度，当物块P滑到木板Q的最右端时，木板Q的位移为x=9m。则下列说法错误的是()

A.Q增加的动能与P减小的动能之比为9∶14

B.P减小的动能与P、Q间因摩擦而产生的热量之比为1∶1

C.摩擦力对P、Q所做的功的绝对值之比为14∶9

D.Q增加的动能与系统损失的机械能之比为9∶5

4.(2023辽宁锦州期中)如图所示，倾角为θ=53°的固定粗糙斜面上有一点A，长度为0.5m的木板质量分布均匀，其质量为M=3kg，开始用外力使木板下端与A点对齐；木块质量为m=1kg，两者用一绕过光滑定滑轮的轻质细绳连接，木板与斜面之间的动摩擦因数为23。现撤去外力让木板由静止开始运动到上端刚好过A点，此