導學案 功能關(guān)系能量守恒定律附詳細答案

1、第4節(jié) 功能關(guān)系能量守恒定律一、功能關(guān)系1功是_的量度，即做了多少功就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化2幾種常見的功能關(guān)系力做功能的變化定量關(guān)系 合力的功動能變化W_(1)合力做正功，動能_(2)合力做負功，動能_重力的功重力勢能變化(1)重力做正功，重力勢能_(2)重力做負功，重力勢能_(3)WG_彈簧彈力的功彈性勢能變化(1)彈力做正功，彈性勢能_(2)彈力做負功，彈性勢能_(3)WF_只有重力、彈簧彈力做功機械能_機械能守恒E_除重力和彈簧彈力之外的其他力做的功機械能_(1)其他力做多少正功，物體的機械能就_多少(2)其他力做多少負功，物體的機械能就_多少(3)_一對相互作用的滑動摩擦力的總功機械能

2、_內(nèi)能_(1)作用于系統(tǒng)的一對滑動摩擦力一定做負功，系統(tǒng)內(nèi)能_(2)摩擦生熱Q_對功能關(guān)系的理解和應(yīng)用例1、(多選)如圖所示，一固定斜面傾角為30°，一質(zhì)量為m的小物塊自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做勻減速運動，加速度的大小等于重力加速度的大小g.若物塊上升的最大高度為H，則此過程中，物塊的()A 動能損失了2mgHB動能損失了mgHC機械能損失了mgH D機械能損失了mgH1.韓曉鵬是我國首位在冬奧會雪上項目奪冠的運動員他在一次自由式滑雪空中技巧比賽中沿“助滑區(qū)”保持同一姿態(tài)下滑了一段距離，重力對他做功1 900 J，他克服阻力做功100 J韓曉鵬在此過程中()A動能增加了1

3、900 JB動能增加了2 000 JC重力勢能減小了1 900 J D重力勢能減小了2 000 J二、兩種摩擦力做功特點的比較 類型比較靜摩擦力滑動摩擦力不同點能量的轉(zhuǎn)化方面只有機械能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，而沒有機械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能(1)將部分機械能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體(2)一部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此部分能量就是系統(tǒng)機械能的損失量一對摩擦力的總功方面一對靜摩擦力所做功的代數(shù)和總等于零一對滑動摩擦力做功的代數(shù)和總是負值相同點正功、負功、不做功方面兩種摩擦力對物體均可以做正功，做負功，還可以不做功三、能量守恒定律1內(nèi)容能量既不會_，也不會憑空消失，它只能從一種形式_為另一種形式，或

4、者從一個物體_到別的物體，在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量_2表達式：(1)_. (2)E減_3基本思路(1)某種形式的能量減少，一定存在其他形式的能量增加，且減少量和增加量一定相等；(2)某個物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等能量守恒定律的應(yīng)用如圖所示，繃緊的傳送帶與水平面的夾角30°，皮帶在電動機的帶動下，始終保持v02 m/s的速率運行，現(xiàn)把一質(zhì)量為m10 kg的工件(可看做質(zhì)點)輕輕放在皮帶的底端，經(jīng)過時間1.9 s，工件被傳送到h1.5 m的高處，取g10 m/s2，求：(1)工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù)；(2)電動機由于傳送工件多消耗的電能

5、2.某快遞公司分揀郵件的水平傳輸裝置示意如圖，皮帶在電動機的帶動下保持v1 m/s 的恒定速度向右運動，現(xiàn)將一質(zhì)量為m2 kg的郵件輕放在皮帶上，郵件和皮帶間的動摩擦因數(shù)0.5.設(shè)皮帶足夠長，取g 10 m/s2，在郵件與皮帶發(fā)生相對滑動的過程中，求：(1)郵件滑動的時間t；(2)郵件對地的位移大小x；(3)郵件與皮帶間的摩擦力對皮帶做的功W. 考向1滑塊滑板類模型中能量的轉(zhuǎn)化問題分析1.(多選)如圖所示，長木板A放在光滑的水平地面上，物體B以水平速度v0沖上A后，由于摩擦力作用，最后停止在木板A上，則從B沖到木板A上到相對木板A靜止的過程中，下述說法中正確的是()A物體B動能的減少量等于系統(tǒng)

6、損失的機械能B物體B克服摩擦力做的功等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量C物體B損失的機械能等于木板A獲得的動能與系統(tǒng)損失的機械能之和D摩擦力對物體B做的功和對木板A做的功的總和等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量 考向2傳送帶模型中能量的轉(zhuǎn)化問題分析2.如圖所示，足夠長的傳送帶以恒定速率順時針運行，將一個物體輕輕放在傳送帶底端，第一階段物體被加速到與傳送帶具有相同的速度，第二階段與傳送帶相對靜止，勻速運動到達傳送帶頂端下列說法正確的是()A第一階段摩擦力對物體做正功，第二階段摩擦力對物體不做功B第一階段摩擦力對物體做的功等于第一階段物體動能的增加C第一階段物體和傳送帶間的摩擦生熱等于第一階段物體機械能的增加D物體從底端到頂

7、端全過程機械能的增加等于全過程物體與傳送帶間的摩擦生熱 考向3能量轉(zhuǎn)化問題的綜合應(yīng)用3.如圖所示，一物體質(zhì)量m2 kg，在傾角37°的斜面上的A點以初速度v03 m/s下滑，A點距彈簧上端B的距離AB4 m當物體到達B點后將彈簧壓縮到C點，最大壓縮量BC0.2 m，然后物體又被彈簧彈上去，彈到的最高位置為D點，D點距A點的距離AD3 m擋板及彈簧質(zhì)量不計，g取10 m/s2，sin 37°0.6，求：(1)物體與斜面間的動摩擦因數(shù)；(2)彈簧的最大彈性勢能Epm.同步作業(yè) 第五節(jié)功能關(guān)系能量守恒定律1、 選擇題（1-5為單項選擇題，6-10為多項選擇題）1起跳摸高是學生經(jīng)常

8、進行的一項體育活動一質(zhì)量為m的同學彎曲兩腿向下蹲，然后用力蹬地起跳，從該同學用力蹬地到剛離開地面的起跳過程中，他的重心上升了h，離地時他的速度大小為v.下列說法正確的是()A該同學機械能增加了mghB起跳過程中該同學機械能增量為mghmv2C地面的支持力對該同學做功為mghmv2D該同學所受的合外力對其做功為mv2mgh2下圖是安裝在列車車廂之間的摩擦緩沖器結(jié)構(gòu)圖，圖中和為楔塊，和為墊板，楔塊與彈簧盒、墊板間均有摩擦，在車廂相互撞擊使彈簧壓縮的過程中()A緩沖器的機械能守恒B摩擦力做功消耗機械能C墊板的動能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D彈簧的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為動能3如圖所示，一質(zhì)量為m的小球固定于輕質(zhì)彈簧的

9、一端，彈簧的另一端固定于O點將小球拉至A點，彈簧恰好無形變，由靜止釋放小球，當小球運動到O點正下方與A點的豎直高度差為h的B點時，速度大小為v.已知重力加速度為g，下列說法正確的是()A小球運動到B點時的動能等于mghB小球由A點到B點重力勢能減少mv2C小球由A點到B點克服彈力做功為mghD小球到達B點時彈簧的彈性勢能為mghmv24.如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓弧軌道，半徑OA水平、OB豎直，一個質(zhì)量為m的小球自A的正上方P點由靜止開始自由下落，小球沿軌道到達最高點B時恰好對軌道沒有壓力已知AP2R，重力加速度為g，則小球從P到B的運動過程中()A重力做功2mgR B機械能減少m

10、gRC合外力做功mgR D克服摩擦力做功mgR5.一個質(zhì)量為m的小鐵塊沿半徑為R的固定半圓軌道上邊緣由靜止滑下，到半圓底部時，小鐵塊所受向心力為鐵塊重力的1.5倍，則此過程中鐵塊損失的機械能為()A.mgRBmgRC.mgR DmgR6.如圖所示，在粗糙的水平面上，質(zhì)量相等的兩個物體A、B間用一輕質(zhì)彈簧相連組成系統(tǒng)，且該系統(tǒng)在水平拉力F作用下以相同加速度保持間距不變一起做勻加速直線運動，當它們的總動能為2Ek時撤去水平力F，最后系統(tǒng)停止運動不計空氣阻力，認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，從撤去拉力F到系統(tǒng)停止運動的過程中()A外力對物體A所做總功的絕對值等于EkB物體A克服摩擦阻力做的功等于Ek

11、C系統(tǒng)克服摩擦阻力做的功可能等于系統(tǒng)的總動能2EkD系統(tǒng)克服摩擦阻力做的功一定等于系統(tǒng)機械能的減少量7.如圖所示，一張薄紙板放在光滑水平面上，其右端放有小木塊，小木塊與薄紙板的接觸面粗糙，原來系統(tǒng)靜止現(xiàn)用水平恒力F向右拉薄紙板，小木塊在薄紙板上發(fā)生相對滑動，直到從薄紙板上掉下來上述過程中有關(guān)功和能的說法正確的是()A拉力F做的功大于薄紙板和小木塊動能的增加量B摩擦力對小木塊做的功一定等于系統(tǒng)中由摩擦產(chǎn)生的熱量C離開薄紙板前小木塊可能先做加速運動，后做勻速運動D小木塊動能的增加量可能小于系統(tǒng)中由摩擦產(chǎn)生的熱量8.將三個木板1、2、3固定在墻角，木板與墻壁和地面構(gòu)成了三個不同的三角形，如圖所示，其

12、中1與2底邊相同，2和3高度相同現(xiàn)將一個可以視為質(zhì)點的物塊分別從三個木板的頂端由靜止釋放，并沿斜面下滑到底端，物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)均相同在這三個過程中，下列說法不正確的是()A 沿著1和2下滑到底端時，物塊的速率不同，沿著2和3下滑到底端時，物塊的速率相同B沿著1下滑到底端時，物塊的速度最大C物塊沿著3下滑到底端的過程中，產(chǎn)生的熱量是最多的D物塊沿著1和2下滑到底端的過程中，產(chǎn)生的熱量是一樣多的9.在兒童樂園的蹦床項目中，小孩在兩根彈性繩和彈性床的協(xié)助下實現(xiàn)上下彈跳，如圖所示某次蹦床活動中小孩靜止時處于O點，當其彈跳到最高點A后下落可將蹦床壓到最低點B，小孩可看成質(zhì)點不計空氣阻力，下列說

13、法正確的是()A從A點運動到O點，小孩重力勢能的減少量大于動能的增加量B從O點運動到B點，小孩動能的減少量等于蹦床彈性勢能的增加量C從A點運動到B點，小孩機械能的減少量小于蹦床彈性勢能的增加量D從B點返回到A點，小孩機械能的增加量大于蹦床彈性勢能的減少量10足夠長的水平傳送帶以恒定速度v勻速運動，某時刻一個質(zhì)量為m的小物塊以大小也是v、方向與傳送帶的運動方向相反的初速度沖上傳送帶，最后小物塊的速度與傳送帶的速度相同在小物塊與傳送帶間有相對運動的過程中，滑動摩擦力對小物塊做的功為W，小物塊與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量為Q，則下列判斷中正確的是()AW0 BWmv2CQmv2 DQ2mv2二、非選擇

14、題11.小物塊A的質(zhì)量為m，物塊與坡道間的動摩擦因數(shù)為，水平面光滑；坡道頂端距水平面高度為h，傾角為；物塊從坡道進入水平滑道時，在底端O點處無機械能損失，重力加速度為g。將輕彈簧的一端連接在水平滑道M處并固定在墻上，另一自由端恰位于坡道的底端O點，如圖6所示。物塊A從坡頂由靜止滑下，求：(1)物塊滑到O點時的速度大?。?2)彈簧為最大壓縮量時的彈性勢能；(3)物塊A被彈回到坡道上升的最大高度。12.如圖所示，AB為半徑R0.8 m的光滑圓弧軌道，下端B恰與小車右端平滑對接。小車質(zhì)量M3 kg，車長L2.06 m，車上表面距地面的高度h0.2 m，現(xiàn)有一質(zhì)量m1 kg的滑塊，由軌道頂端無初速度釋

15、放，滑到B端后沖上小車。已知地面光滑，滑塊與小車上表面間的動摩擦因數(shù)0.3，當車運動了t01.5 s時，車被地面裝置鎖定(g10 m/s2)。試求：(1)滑塊到達B端時，軌道對它支持力的大?。?2)車被鎖定時，車右端距軌道B端的距離；(3)從車開始運動到被鎖定的過程中，滑塊與車面間由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能大小。班別_姓名_成績_1234567891011.12.第5節(jié) 功能關(guān)系能量守恒定律 導學案參考答案例1. AC解析：由于上升過程中的加速度大小等于重力加速度，根據(jù)牛頓第二定律得mgsin 30°fmg，解得fmg.由動能定理可得EkmgHfL2mgH，A正確，B錯誤；機械能的減少量在

16、數(shù)值上等于克服摩擦力做的功，則WffLmgH，選項C正確，D錯誤跟蹤訓練1.C解析：根據(jù)動能定理，物體動能的增量等于物體所受所有力做功的代數(shù)和，即增加的動能為EkWGWf1 900 J100 J1 800 J，A、B項錯誤；重力做功與重力勢能改變量的關(guān)系為WGEp，即重力勢能減少了1 900 J，C項正確，D項錯誤例2. 解析(1)由題圖可知，皮帶長x3 m工件速度達v0前，做勻加速運動的位移 x1v t1t1勻速運動的位移為 xx1v0(tt1)解得加速運動的時間 t10.8 s加速運動的位移 x10.8 m所以加速度 a2.5 m/s2由牛頓第二定律有：mgcos mgsin ma解得：.

17、(2)從能量守恒的觀點，顯然電動機多消耗的電能用于增加工件的動能、勢能以及克服傳送帶與工件之間發(fā)生相對位移時摩擦力做功發(fā)出的熱量在時間t1內(nèi)，皮帶運動的位移 x皮v0t11.6 m在時間t1內(nèi)，工件相對皮帶的位移 x相x皮x10.8 m在時間t1內(nèi)，摩擦生熱 Qmgcos ·x相60 J工件獲得的動能 Ekmv20 J工件增加的勢能 Epmgh150 J電動機多消耗的電能 WQEkEp230 J.跟蹤訓練2.解析：(1)設(shè)郵件放到皮帶上與皮帶發(fā)生相對滑動過程中受到的滑動摩擦力為F，則 Fmgma 又vat 由式并代入數(shù)據(jù)得t0.2 s(2)郵件與皮帶發(fā)生相對滑動的過程中，對郵件應(yīng)用動

18、能定理，有Fxmv20 由式并代入數(shù)據(jù)得x0.1 m(3)郵件與皮帶發(fā)生相對滑動的過程中，設(shè)皮帶相對地面的位移為s，則svt 摩擦力對皮帶做的功WFs 由式并代入數(shù)據(jù)得 W2 J.考向1.CD解析：物體B以水平速度沖上木板A后，由于摩擦力作用，B減速運動，木板A加速運動，根據(jù)能量守恒定律，物體B動能的減少量等于木板A增加的動能和產(chǎn)生的熱量之和，選項A錯誤；根據(jù)動能定理，物體B克服摩擦力做的功等于物體B損失的動能，選項B錯誤；由能量守恒定律可知，物體B損失的機械能等于木板A獲得的動能與系統(tǒng)損失的機械能之和，選項C正確；摩擦力對物體B做的功等于物體B動能的減少量，摩擦力對木板A做的功等于木板A動能

19、的增加量，由能量守恒定律，摩擦力對物體B做的功和對木板A做的功的總和等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量，選項D正確考向2.C解析：第一階段物體受到沿斜面向上的滑動摩擦力；第二階段物體受到沿斜面向上的靜摩擦力做功，兩個階段摩擦力方向都跟物體運動方向相同，所以兩個階段摩擦力都做正功，故A錯誤；根據(jù)動能定理得知，外力做的總功等于物體動能的增加，第一階段，摩擦力和重力都做功，則第一階段摩擦力對物體做的功不等于第一階段物體動能的增加，故B錯誤；由功能關(guān)系可知，第一階段摩擦力對物體做的功(除重力之外的力所做的功)等于物體機械能的增加，即EW阻F阻s物，摩擦生熱為QF阻s相對，又由于s傳送帶vt，s物t，所以s物s相對s

20、傳送帶，即QE，故C正確第二階段沒有摩擦生熱，但物體的機械能繼續(xù)增加，故D錯誤考向3.解析：(1)物體從開始位置A點到最后D點的過程中，彈性勢能沒有發(fā)生變化，動能和重力勢能減少，機械能的減少量為EEkEpmvmglADsin 37°物體克服摩擦力產(chǎn)生的熱量為QFfx 其中x為物體的路程，即x5.4 m Ffmgcos 37°由能量守恒定律可得EQ 由式解得0.52.(2)由A到C的過程中，動能減少 Ekmv 重力勢能減少EpmglACsin 37° 摩擦生熱QFflACmgcos 37°lAC 由能量守恒定律得彈簧的最大彈性勢能為EpmEkEpQ 聯(lián)立解

21、得 Epm24.5 J.第四節(jié) 功能關(guān)系 能量守恒定律 課后作業(yè)參考答案1.B解析：該同學重心升高了h，重力勢能增加了mgh，又知離地時獲得動能為mv2，則機械能增加了mghmv2，A錯誤、B正確；該同學在與地面作用過程中，支持力對該同學做功為零，C錯；該同學所受合外力做功等于動能增量，則W合mv2，D錯誤2.B解析由于車廂相互撞擊彈簧壓縮的過程中存在克服摩擦力做功，所以緩沖器的機械能減少，選項A錯誤，B正確；彈簧壓縮的過程中，墊板的動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和彈簧的彈性勢能，選項C、D錯誤3.D解析小球由A點到B點的過程中，小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，彈簧由原長到發(fā)生伸長的形變，小球動能增加量小于重

22、力勢能減少量，A項錯誤；小球重力勢能減少量等于小球動能增加量與彈簧彈性勢能增加量之和，B項錯誤；彈簧彈性勢能增加量等于小球重力勢能減少量與動能增加量之差，D項正確；彈簧彈性勢能增加量等于小球克服彈力所做的功，C項錯誤4.D解析：小球到達B點時，恰好對軌道沒有壓力，只受重力作用，根據(jù)mg得，小球在B點的速度v.小球從P到B的運動過程中，重力做功WmgR，故選項A錯誤；減少的機械能E減mgRmv2mgR，故選項B錯誤；合外力做功W合mv2mgR，故選項C錯誤；根據(jù)動能定理得，mgRWfmv20，所以WfmgRmv2mgR，故選項D正確5.B解析：選B.已知鐵塊滑到半圓底部時，小鐵塊所受向心力為鐵塊

23、重力的1.5倍，由牛頓第二定律得：1.5mgm，由動能定理得mgRWmv2.則克服外力做功WmgR，由功能關(guān)系知，機械能損失為mgR，故選項B正確6.AD解析：當它們的總動能為2Ek時，物體A動能為Ek，撤去水平力F，最后系統(tǒng)停止運動，外力對物體A所做總功的絕對值等于Ek，選項A正確、B錯誤；由于二者之間有彈簧，彈簧具有彈性勢能，根據(jù)功能關(guān)系，系統(tǒng)克服摩擦阻力做的功一定等于系統(tǒng)機械能的減少量，選項D正確，C錯誤7.AD解析：由功能關(guān)系，拉力F做的功等于薄紙板和小木塊動能的增加量與系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能之和，選項A正確；摩擦力對小木塊做的功等于小木塊動能的增加量，選項B錯誤；離開薄紙板前小木塊一直在做勻加速運動，選項C錯誤；對于系統(tǒng)，由摩擦產(chǎn)生的熱量QfL，其中L為小木塊相對薄紙板運動的路程，若薄紙板的位移為L1，小木塊相對地面的位移為L2，則LL1L2，且L存在大于、等于或小于L2三種可能，對小木塊，fL2Ek，即Q存在大于、等于或小于Ek三種可能，選項D正確8.CD解析：選A.設(shè)1、2、3木板與地面的夾角分別為1、2、3，木板長分別為l1、l2、l3，當物塊沿木板1下滑時，由動能定理有mgh1mgl1cos 1mv0，當物塊沿木板2下滑時，由動能定理有mgh2mgl2cos 2mv0，又h1h2，l1cos