高三物理自主学习讲义第28课时机械能守恒定律、功能关系1新人教版

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高三物理自主学习讲义（第28课时）
机械能守恒定律、功能关系①
班级___________ 学号___________ 姓名___________
一、双基回顾
1．功能关系
（1）内容：功是能量____________的量度。即做了多少功就有多少____________发生了变化，
而且能的转化必通过____________来实现。
（2）具体情况
①重力做功：____________和其他能相互转化。
②弹簧弹力做功：____________和其他能相互转化。
③滑动动摩擦力做功：机械能转化为____________。
④电场力做功：____________和其他能相互转化。
⑤安培力做功：____________和机械能相互转化。
2．能量转化和守恒定律
（1）内容：能量既不会消灭，也不会创生。它只能从一种形式____________为另一种形式，
或者从一个物体____________到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量
____________。
（2）理解
①某种形式的能减少，一定存在另一种形式的能____________。且减少量和增加量________。
②某个物体的能量减少，一定存在另一个物体的能量____________，且减少量和增加量
____________。
这是应用能量守恒定律列方程式的两条基本思路。
3．常见的功与能量转化的对应关系
（1）合外力对物体做功等于物体动能的改变。

12
kk
EEW
合
（即动能定理）

合外力做正功，动能增加；合外力做负功，动能减少。
（2）重力做功对应重力势能的改变。
)(12PPPGEEEW

重力做多少正功，重力势能减少多少；重力做多少负功，重力势能增加多少。
（3）弹簧弹力做功与弹性势能的改变。

21
PPP
EEEW
弹

弹力做多少正功，弹性势能减少多少；弹力做多少负功，弹性势能增加多少。

（4）除重力或弹簧弹力以外的其他力的功与物体机械能的增量相对应，即机EWAB。
①除重力或弹簧弹力以外的其他力的功与物体的机械能就增加多少。
②除重力或弹簧弹力以外的其他力做多少负功，物体的机械能就减少多少。
③除重力或弹簧弹力以外的其他力不做功，物体的机械能守恒。
（5）电场力做功与电势能变化的关系

PAB
EW

电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加。
（6）安培力做正功，电能转化为其他形式的能；克服安培力做功，其他形式的能转化为电能。
二、过关练习
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1．行驶中的汽车制动后滑行一段距离后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；降落伞
在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流。上述不同现象中
所包含的相同的物理过程是 （ ）
A．物体克服阻力做功 B．物体的动能转化为其他形式的能量
C．物体的势能转化为其他形式的能量 D．物体的机械能转化为其他形式的能量
2．一质量为1kg的物体被人用手由静止向上提升1m时，物体的速度是2m/s，下列说法中错
误的是（g取10m/s2） （ ）
A．提升过程中手对物体做功12J B．提升过程中合外力对物体做功2J
C．提升过程中合外力对物体做功12J D．提升过程中物体克服重力做功10J
3．滑块以速率v1靠惯性沿固定斜面由底端向上运动，当它回到出发点时速率变为v2，且v2若滑块向上运动的位移中点为A，取斜面底端重力势能为零，则 （ ）
A．上升时机械能减小，下降时机械能增大
B．上升时机械能减小，下降时机械能也减小
C．上升过程中动能和势能相等的位置在A点上方
D．上升过程中动能和势能相等的位置在A点下方
4．如图，卷扬机的绳索通过定滑轮用力F拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移
动．在移动过程中，下列说法正确的是 （ ）
A．F对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和
B．F对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和
C．F对木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力势能
D．F对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和
5．如图所示，木块a放在木块b上左端，用力F将a拉到b的右端，第一次将b固定在地面
上，F做功为W1，生热为Q1；第二次让b可以在光滑地面上自由滑动，这次F做的功为W2，生
热为Q2，则应有 （ ）
A．W12

C．W1

6．一木块静止放在光滑水平面上，一颗子弹沿水平方向射入木块，若子弹进入木块的最大深
度为x1，与此同时木块沿水平面移动了距离x2，设子弹在木块中受到摩擦阻力大小不变，则
在子弹进入木块的过程中
①子弹损失的动能与木块获得的动能之比为(x1+x2):x
2

②子弹损失的动能与系统损失的动能之比为(x1+x2):x
1

③木块获得的动能与因系统变热损失的动能之比为x2:x
1

④木块获得的动能与因系统变热损失的动能之比为x1:x2

A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．①③④
7．一小滑块放在斜面上，用力F沿斜面向下拉小滑块。小滑块沿斜面运动了一段距离，若己
知在这过程中，拉力F所做轼的大小（绝对值）为A，斜面对滑块的作用力做功的大小为B（绝
对值）；重力做功的大小为C（绝对值）；空气阻力做功大小为D（绝对值），当用这些量表达
时，小滑块动能改变等于__________，滑块的重力势能的改变为___________，滑块的机械能
的改变等于___________。
8．如图所示，一物块以150 J的初动能从斜面底端A沿斜面向上
滑动，到B时动能减少100 J，机械能减少30 J，则第一次到达最
高点时的势能为___________J．若物块回到A时和挡板相碰无能量
损失，则物块第二次到达最高点时的势能为_________J．
9．如图所示，半径为r、质量不计的圆盘盘面与地面相垂直，圆心处有一个垂直盘面的光滑
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水平固定轴O，在盘的最右边缘固定有一个质量为m的小球A，在O点的正下方离O点2r处固
定一个质量也为m的小球B，放开盘让其自由转动，问：
（1）当A球转到最低点时，两小球的重力势能之和减少了多少?
（2）A球转到最低点时的线速度多大?
（3）在转动过程中半径r向左偏离竖直方向的最大角度是多少?

10．电机带动水平传送带以速度v匀速转动，一质量为m的小木块由静止轻放在传送带上（传
送带足够长），若小木块与传送带之间的动摩擦因数为，如图所示，当小木块与传送带相对
静止时，求：
（1）小木块的位移；
（2）传送带转过的路程；
（3）小木块获得的动能；
（4）摩擦过程产生的摩擦热；
（5）电机带动传送带匀速转动输出的总能量。