功能关系 能量守恒
【基本概念、规律】
一、功能关系
1.功是能量转化的量度,即做了多少功就有多少能量发生了转化.
2.几种常见的功能关系
功
能量的变化
合外力做正功
动能增加
重力做正功
重力势能减少
弹簧弹力做正功
弹性势能减少
电场力做正功
电势能减少
其他力(除重力、弹力外)做正功
机械能增加
二、能量守恒定律
1.内容:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变.
2.表达式:(1)E1=E2.
(2)ΔE减=ΔE增.
【重要考点归纳】
考点一 功能关系的应用
1.若涉及总功(合外力的功),用动能定理分析.
2.若涉及重力势能的变化,用重力做功与重力势能变化的关系分析.
3.若涉及弹性势能的变化,用弹力做功与弹性势能变化的关系分析.
4.若涉及电势能的变化,用电场力做功与电势能变化的关系分析.
5.若涉及机械能变化,用其他力(除重力和系统内弹力之外)做功与机械能变化的关系分析.
6.若涉及摩擦生热,用滑动摩擦力做功与内能变化的关系分析.
考点二 摩擦力做功的特点及应用
1.静摩擦力做功的特点
(1)静摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功.
(2)相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零.
(3)静摩擦力做功时,只有机械能的相互转移,不会转化为内能.
2.滑动摩擦力做功的特点
(1)滑动摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功.
(2)相互间存在滑动摩擦力的系统内,一对滑动摩擦力做功将产生两种可能效果:
①机械能全部转化为内能;
②有一部分机械能在相互摩擦的物体间转移,另外一部分转化为内能.
(3)摩擦生热的计算:Q=Ffs相对.其中s相对为相互摩擦的两个物体间的相对路程.
考点三 能量守恒定律及应用
列能量守恒定律方程的两条基本思路:
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ΔE减和增加的能量总和ΔE增,最后由ΔE减=ΔE增列式求解.
【思想方法与技巧】
传送带模型中的功能问题
1.模型概述
传送带模型典型的有水平和倾斜两种情况,涉及功能角度的问题主要有:
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.传送带模型问题中的功能关系分析
(1)功能关系分析:WF=ΔEk+ΔEp+Q.
(2)对WF和Q的理解:
①传送带的功:WF=Fx传;
②产生的内能Q=Ffs相对.
3.传送带模型问题的分析流程
4.(1)水平传送带:共速后不受摩擦力,不再有能量转化.倾斜传送带:共速后仍有静摩擦力,仍有能量转移.
(2)滑动摩擦力做功,其他能量转化为内能,静摩擦力做功,不产生内能.
功能观点在解决实际问题中的应用
在新课程改革的形势下,高考命题加大了以生产、生活、科技为背景的试题比重,在实际问题中如何分析做功、分析能量的转化,是考生应具备的一种能力.
一、在体育运动中的应用
二、在生产科技中的应用