2024年高中物理新教材同步 必修第二冊學習筆記第8章 專題強化　功能關(guān)系及其應用

專題強化功能關(guān)系及其應用[學習目標]1.掌握常見的功能關(guān)系，理解功與能的關(guān)系(重點)。2.能夠靈活選用功能關(guān)系分析問題(重難點)。一、幾種典型的功能關(guān)系如圖，質(zhì)量為m的物塊在恒定外力F的作用下由靜止向上加速運動了h，此過程外力做功多少？物塊重力勢能變化了多少？物塊動能變化了多少？物塊機械能變化了多少？(空氣阻力不計，重力加速度為g)________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________功能關(guān)系表達式物理意義正功、負功含義重力做功等于重力勢能_________WG＝______重力做功是重力勢能變化的原因WG>0重力勢能_____WG<0重力勢能_____WG＝0重力勢能_____彈簧彈力做功等于彈性勢能_______W彈＝______彈力做功是彈性勢能變化的原因W彈>0彈性勢能_____W彈<0彈性勢能_____W彈＝0彈性勢能_____合外力做功等于變化W合＝______合力做功是物體動能變化的原因W合>0動能_____W合<0動能_____W合＝0動能_____機械能的變化W其他＝______除重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力外其他力做功是機械能變化的原因W其他>0機械能_____W其他<0機械能_____W其他＝0機械能_____一對滑動摩擦力做功與內(nèi)能增加量Ffl相對＝Q(l相對指相對路程)滑動摩擦力與的乘積等于產(chǎn)生的熱量功和能一樣嗎？二者有何關(guān)系？________________________________________________________________________________________________________________________________________________例1(2023·貴陽市期末)質(zhì)量為m的物體在升降機中，隨升降機豎直向上以大小為eq\f(1,4)g(g為重力加速度)的加速度做勻減速直線運動，上升高度為h，在此過程中，物體的機械能()A．增加eq\f(1,4)mgh B．減少eq\f(1,4)mghC．增加eq\f(3,4)mgh D．減少eq\f(3,4)mgh例2(多選)(2023·臨汾市高一期末)如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的eq\f(3,4)圓弧軌道，半徑OA水平、OB豎直，一個質(zhì)量為m的小球自A點的正上方P點由靜止開始自由下落，小球沿圓弧軌道到達最高點B時恰好對軌道沒有壓力，已知AP＝2R，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mgRB．機械能減少eq\f(1,2)mgRC．合外力做功mgRD．克服摩擦力做功mgR二、熱量的產(chǎn)生與摩擦力做功如圖，質(zhì)量為M、長為l0的木板靜止放置于光滑地面上，一質(zhì)量為m的物塊以速度v0從左端沖上木板，物塊和木板間的滑動摩擦力大小為Ff。當物塊滑至木板最右端時，兩者恰好達到共同速度v，且此時木板位移為l。(1)此過程中物塊的位移大小為多少？對物塊列出動能定理表達式。(2)對木板列出動能定理的表達式。(3)一對摩擦力對系統(tǒng)做的功為多少？(用Ff、l0表示)；系統(tǒng)動能變化量為多少？(用M、m、v0、v表示)；系統(tǒng)摩擦力做功的過程中產(chǎn)生的熱量是多少？(用M、m、v0、v表示)，產(chǎn)生的熱量與一對滑動摩擦力對系統(tǒng)做功的大小相等嗎？這說明什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________例3(多選)(2022·成都市高一期末)如圖所示，質(zhì)量為M、長度為L的小車靜止在光滑水平面上，質(zhì)量為m的小物塊(可視為質(zhì)點)放在小車的最左端?，F(xiàn)用一水平恒力F作用在小物塊上，使小物塊從靜止開始做勻加速直線運動。小物塊和小車之間的滑動摩擦力為Ff，小物塊滑到小車的最右端時，小車運動的距離為x。此過程中，以下結(jié)論正確的是()A．小物塊到達小車最右端時具有的動能為(F－Ff)(L＋x)B．小物塊到達小車最右端時，小車具有的動能為FfxC．小物塊和小車組成的系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的熱量為Ff(L＋x)D．小物塊和小車增加的機械能為F(x＋L)－FfL例4如圖，木塊靜止在光滑水平桌面上，一子彈(可視為質(zhì)點)水平射入木塊的深度為d時，子彈與木塊相對靜止，在子彈入射的過程中，木塊沿水