功能關(guān)系的理解和應(yīng)用 01 02 03 04 課堂互動(dòng) 1 幾種常見(jiàn)的功能關(guān)系及其表達(dá)式 牢記各力做功與能量變化的特點(diǎn) 動(dòng)能變化 W Ek2 Ek1 Ek 重力 彈性 勢(shì)能變化 1 WG 0 WFN 0 重力 彈性 勢(shì)能減少 2 WG 0 WFN 0 重力 彈性 勢(shì)能增加 3 WG 或WFN Ep Ep1 Ep2 不引起機(jī)械能變化 機(jī)械能守恒 E 0 機(jī)械能變化 1 其他力做多少正功 物體的機(jī)械能就增加多少 2 其他力做多少負(fù)功 物體的機(jī)械能就減少多少 3 W E 內(nèi)能變化 1 作用于系統(tǒng)的一對(duì)滑動(dòng)摩擦力一定做負(fù)功 系統(tǒng)內(nèi)能增加 2 Q Ff L相對(duì) 易錯(cuò)辨析 課堂互動(dòng) 2 應(yīng)用功能關(guān)系解決具體問(wèn)題應(yīng)注意以下三點(diǎn) 1 若只涉及動(dòng)能的變化用動(dòng)能定理 2 只涉及重力勢(shì)能的變化 用重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系分析 3 只涉及機(jī)械能變化 用除重力和彈簧的彈力之外的力做功與機(jī)械能變化的關(guān)系分析 題組剖析 轉(zhuǎn)到解析 題組剖析 轉(zhuǎn)回原題 題組剖析 變式訓(xùn)練1 2017 江蘇泰州模擬 一個(gè)系統(tǒng)的機(jī)械能增大 究其原因 下列推測(cè)正確的是 A 可能是重力對(duì)系統(tǒng)做了功B 一定是合外力對(duì)系統(tǒng)做了功C 一定是系統(tǒng)克服合外力做了功D 可能是摩擦力對(duì)系統(tǒng)做了功 解析只有重力做功 系統(tǒng)的機(jī)械能守恒 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 除重力 彈力之外的力做正功時(shí) 系統(tǒng)機(jī)械能增加 做負(fù)功時(shí)則減少 故選項(xiàng)B C錯(cuò)誤 如果摩擦力對(duì)系統(tǒng)做正功 則系統(tǒng)機(jī)械能增加 故選項(xiàng)D正確 答案D 題組剖析 變式訓(xùn)練2 多選 如圖2所示 質(zhì)量相同的兩物體a b 用不可伸長(zhǎng)的輕繩跨接在同一光滑的輕質(zhì)定滑輪兩側(cè) a在水平桌面的上方 b在水平粗糙桌面上 初始時(shí)用力壓住b使a b靜止 撤去此壓力后 a開(kāi)始運(yùn)動(dòng) 在a下降的過(guò)程中 b始終未離開(kāi)桌面 在此過(guò)程中 A a的動(dòng)能小于b的動(dòng)能B 兩物體機(jī)械能的變化量相等C a的重力勢(shì)能的減小量等于兩物體總動(dòng)能的增加量D 繩的拉力對(duì)a所做的功與對(duì)b所做的功的代數(shù)和為零 解析輕繩兩端沿繩方向的速度分量大小相等 故可知a的速度等于b的速度沿繩方向的分量 a的動(dòng)能比b的動(dòng)能小 選項(xiàng)A正確 因?yàn)閎與地面有摩擦力 運(yùn)動(dòng)時(shí)有熱量產(chǎn)生 所以該系統(tǒng)機(jī)械能減少 故選項(xiàng)B C錯(cuò)誤 輕繩不可伸長(zhǎng) 兩端分別對(duì)a b做功大小相等 符號(hào)相反 選項(xiàng)D正確 答案AD 題組剖析 變式訓(xùn)練3 2017 全國(guó)卷 24 一質(zhì)量為8 00 104kg的太空飛船從其飛行軌道返回地面 飛船在離地面高度1 60 105m處以7 5 103m s的速度進(jìn)入大氣層 逐漸減慢至速度為100m s時(shí)下落到地面 取地面為重力勢(shì)能零點(diǎn) 在飛船下落過(guò)程中 重力加速度可視為常量 大小取為9 8m s2 結(jié)果保留2位有效數(shù)字 1 分別求出該飛船著地前瞬間的機(jī)械能和它進(jìn)入大氣層時(shí)的機(jī)械能 2 求飛船從離地面高度600m處至著地前瞬間的過(guò)程中克服阻力所做的功 已知飛船在該處的速度大小是其進(jìn)入大氣層時(shí)速度大小的2 0 轉(zhuǎn)到解析 題組剖析 轉(zhuǎn)回原題 規(guī)律總結(jié) 運(yùn)用功能關(guān)系解題時(shí) 應(yīng)弄清楚幾類不同力的做功情況 重力做什么功 合外力做什么功 除重力 彈力外的力做什么功 從而判斷重力勢(shì)能或彈性勢(shì)能 動(dòng)能 機(jī)械能的變化 1 功能關(guān)系問(wèn)題的解答技巧 1 在應(yīng)用功能關(guān)系解決具體問(wèn)題的過(guò)程中 若只涉及動(dòng)能的變化用動(dòng)能定理分析 2 只涉及重力勢(shì)能的變化用重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系分析 3 只涉及機(jī)械能變化用除重力和彈力之外的力做功與機(jī)械能變化的關(guān)系分析 4 只涉及電勢(shì)能的變化用電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系分析 2 功能關(guān)系的選用原則 1 2015 江蘇單科 9 多選 如圖6所示 輕質(zhì)彈簧一端固定 另一端與一質(zhì)量為m 套在粗糙豎直固定桿A處的圓環(huán)相連 彈簧水平且處于原長(zhǎng) 圓環(huán)從A處由靜止開(kāi)始下滑 經(jīng)過(guò)B處的速度最大 到達(dá)C處的速度為零 AC h 圓環(huán)在C處獲得一豎直向上的速度v 恰好能回到A 彈簧始終在彈性限度內(nèi) 重力加速度為g 則圓環(huán) A 下滑過(guò)程中 加速度一直減小 備選訓(xùn)練 轉(zhuǎn)到解析 備選訓(xùn)練 轉(zhuǎn)回原題 2 如圖所示 在抗洪救災(zāi)中 一架直升機(jī)通過(guò)繩索 用恒力F豎直向上拉起一個(gè)漂在水面上的木箱 使其由水面開(kāi)始加速上升到某一高度 若考慮空氣阻力而不考慮空氣浮力 則在此過(guò)程中 以下說(shuō)法正確的有 A 力F所做功減去克服空氣阻力所做的功等于重力勢(shì)能的增量B 木箱克服重力所做的功等于重力勢(shì)能的增量C 力F 重力 空氣阻力三者合力所做的功等于木箱動(dòng)能的增量D 力F和空氣阻力的合力所做的功等于木箱機(jī)械能的增量 備選訓(xùn)練 審題設(shè)疑1 分析木箱受幾個(gè)力作用 2 重力勢(shì)能的增減與什么因素有關(guān) 3 合力做的功與什么因素有關(guān) 4 機(jī)械能的變化量與什么因素有關(guān) 轉(zhuǎn)到解析 備選訓(xùn)練 轉(zhuǎn)回原題 解析對(duì)木箱受力分析如圖所示 則由動(dòng)能定理 WF mgh WFf Ek 故C對(duì) 由上式得 WF WFf Ek mgh 故A錯(cuò) D對(duì) 由重力做功與重力勢(shì)能變化關(guān)系知B對(duì) 故B C D對(duì) 答案BCD