导学提纲 专题：能量守恒与功能关系
展开专题： 能量守恒与功能关系
【学习目标】
- 能够叙述能量守恒定律的内容，会用能量守恒的观点分析、解释一些实际问题.
- 功能关系的理解与应用
【基础感知】
一、能量守恒定律
- 建立能量守恒定律的两类重要事实
(1) 确认了永动机的 (填“可能”或“不可能”)性.
(2) 发现了各种自然现象之间能量的 与 .
- 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 为另一种形式， 或者从一个物体 到别的物体，在 或 的过程中，能量的总量 .
- 意义：能量守恒定律的建立，是人类认识自然的一次重大飞跃.它是最 、最 、最 的自然规律之一，而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式.
- 适用范围：
能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律，是各种自然现象中普遍适用的一条规律.
- 对能量守恒定律的理解：
(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.
(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.
判断下列说法的正误.
(1)当一个物体的能量减少时，一定有其他物体的能量增多.( ) (2)做功越多，能量的转化也越多.( )
(3) 外力对物体不做功，这个物体就没有能量.( )
(4) 在利用能源的过程中，能量在数量上并未减少.( ) (5)世上总能量不变，所以我们不需要节约能源.( )
(6)人类不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造.( )
例 1.质量为 0.4 kg 的皮球，从离地面高 0.5 m 处自由落下，与地面碰撞后以 2 m/s 的速度反弹，不计空气阻力，g 取 10 m/s2，碰撞时损失的机械能为 ，损失的机械能转化为 能.
二、功能关系的理解与应用
- 功能关系概述
(1) 不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的，做功的过程就是能量转化的过程. (2)功是能量转化的量度.做了多少功，就有多少能量发生转化.
- 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，具体功能关系如下表：
功 | 能量转化 | 关系式 |
重力做功 | 重力势能的改变 | WG＝－ΔEp |
弹力做功 | 弹性势能的改变 | WF＝－ΔEp |
合外力做功 | 动能的改变 | W 合＝ΔEk |
除重力、系统内弹力以外的其他力做功 | 机械能的改变 | W＝ΔE 机 |
两物体间滑动摩擦力对物体系统做功 | 内能的改变 | Ff·x 相对＝Q |
例 2.斜面固定在地面上，倾斜角度为，斜面上有一质量为 m 的物体，在恒力 F 作用下沿斜面向上运动，物体与斜面间的动摩擦因数为，从静止向上运动 x ，则
(1)物体的末速度；（用动能定理） (2)物体机械能的变化量；
(3)当 F 等于多大时，物体机械能守恒？
例 3.如图所示，质量为 M的木块放在光滑的水平面上，质量为 m的子弹(可视为质点)以速度 v0 沿水平方向射中木块，并最终留在木块中与木块一起以速度 v运动.已知当子弹相对木块静止时，木块前进距离为l ，子弹进入木块的深度为 d，若木块对子弹的阻力 Ff 视为
恒定，则
(1)选子弹为研究对象，列动能定理： (2)选木块为研究对象，列动能定理：
(3)子弹和木块系统机械能的变化量：
例 4.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，则小球从 P 到 B 的运动过程中( )
A.重力做功 2mgR B.机械能减少 mgR
C.合外力做功 mgR D.克服摩擦力做功 1 mgR
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【当堂检测】
1.如图所示，质量为 m 的小铁块 A(A 的长度可忽略)以水平速度 v0 从左侧冲上质量为 m1、长为 l、置于光滑水平面 C 上的木板 B，刚好不从木板上掉下，已知 A、B 间的动摩擦因数为μ，重力加速度为 g，此时木板对地位移为 x1，求这一过程中：
(1)木板增加的动能； (2)小铁块减少的动能；
(3)系统机械能的减少量； (4)系统产生的热量.
