高中物理人教专题34 功能关系、能量守恒定律（解析版）.docx

2023届高中物理一轮复****多维度导学与分层专练
专题34 功能关系、能量守恒定律
导练目标
导练内容
目标1
重力场中的功能关系及应用
目标2
摩擦力做功与能量转化
目标3
功能关系中的图像问题
【知识导学与典例导练】
一、重力场中的功能关系及应用
1.功是能量转化的量度,力学中几种常见的功能关系如下
2．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。
3．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Δ
E减与增加的能量总和ΔE增，最后由ΔE减＝ΔE增列式求解。
【例1】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，其运动的加速度大小为g，g为重力加速度，此物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体（　　）
A．重力势能增加了mgh
B．克服摩擦力做功mgh
C．动能损失了mgh
D．机械能损失了mgh
【答案】CD
【详解】A．这个过程中物体上升的高度为h，则重力势能增加了mgh，故A错误；
B．加速度则摩擦力Ff=mg物体在斜面上能够上升的最大高度为h，发生的位移为2h，则克服摩擦力做功故B错误；
C．由动能定理可知，动能损失量为故C正确；
D．机械能的损失量为故D正确。故选CD。
摩擦力做功与能量转化
1．两种摩擦力做功的比较
静摩擦力做功
滑动摩擦力做功
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,做好受力情况分析。
(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Q=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,则l相对为总的相对路程。
考法一：传送带类
1．两个设问角度
(1)动力学角度：首先要正确分析物体的运动过程，做好受力分析，然后利用运动学公式结合牛顿第二定律求物体及传送带在相应时间内的位移，找出物体和传送带之间的位移关系。
(2)能量角度：求传送带对物体所做的功、物体和传送带由于相对滑动而产生的热量、因放上物体而使电动机多消耗的电能等，常依据功能关系或能量守恒定律求解。
2．两个功能关系
(1)传送带电动机做的功W电＝ΔEk＋ΔEp＋Q＝Fx传。
(2)传送带摩擦力产生的热量Q＝Ff·x相对。　
【例2】如图所示，传送带与水平面间的夹角为，其中A、B两点间的距离为，传送带在电动机的带动下以的速度顺时针匀速转动。现将一质量的小物块（可视为质点）轻放在传送带的B点，已知小物块与传送带间的动摩擦因数，g为取，则在传送带将小物块从B点传送到A点的过程中（　　）
A．小物块经过后与传送带共速
B．摩擦力对小物块做的功为
C．摩擦产生的热量为
D．因放小物块而使得电动机多消耗的电能为
【答案】C
【详解】A．物体刚放在B点时，受到的滑动摩擦力沿传送带向上，由于物体做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得假设物体能与传送带达到相同速度，则物体上滑的的位移假设成立。物体与传送带达到相同速度后，将向上匀速运动，到达A点的速度仍为2m/s。小物块匀加速时间小物块经过0.8s后与传送带共速。A错误；
B．摩擦力匀加速阶段对小物块做的功小物块匀速运动过程中，小物块受到的为静摩擦力，大小与重力平行斜面向下的分力相等。摩擦力匀速阶段对小物块做的功
摩擦力对小物块做的功为，B错误；
C．小物块与传送带的相对位移摩擦产生的热
C正确；
D．因放小物块而使得电动机多消耗的电能
D错误。故选C。
考法二：板块类
1．两个分析角度
(1)动力学角度：首先隔离物块和木板，分别分析受力，求出加速度，根据初速度分析两者的运动过程，画出运动轨迹图，找到位移和相对位移关系，根据时间关系列位移等式和速度等式。
(2)能量角度：物块在木板上滑行时，速度减小的物块动能减小，速度增大的木板动能增加，根据能量守恒，减小的动能等于增加的动能与系统产生的内能之和。
2．三种处理方法
(1)求解对地位移可优先考虑应用动能定理。
(2)求解