（通用版）2020高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第5單元 機(jī)械能 第16講 能量守恒定律課件 新人教版.ppt

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1、,教材知識(shí)梳理考點(diǎn)互動(dòng)探究教師備用習(xí)題,一、能量守恒定律 內(nèi)容:能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生,也不會(huì)憑空消失,它只會(huì)從一種形式為另一種形式,或者從一個(gè)物體到另一個(gè)物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中,能量的總量.,,轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)移,保持不變,二、常見功能關(guān)系,,動(dòng),,重力勢,彈性勢,機(jī)械,,內(nèi),電勢,,【辨別明理】 (1)力對(duì)物體做了多少功,物體就具有多少能.() (2)能量在轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化過程中,其總量會(huì)不斷減少.() (3)在物體的機(jī)械能減少的過程中,動(dòng)能有可能是增大的.() (4)滑動(dòng)摩擦力做功時(shí),一定會(huì)引起機(jī)械能的轉(zhuǎn)化.() (5)一個(gè)物體的能量增加,必定有別的物體能量減少.() (6)合外力(不包括重力)做的

2、功等于物體動(dòng)能的改變量.() (7)克服與勢能有關(guān)的力(重力、彈簧彈力、電場力)做的功等于對(duì)應(yīng)勢能的增加量. (),,,答案 (1)()(2)()(3)()(4)()(5)() (6)()(7)(),考點(diǎn)一功能關(guān)系的理解和應(yīng)用,,圖16-1,,答案 A,變式題1 (多選)如圖16-2所示,在絕緣的斜面上方存在著勻強(qiáng)電場,電場方向平行于斜面向上,斜面上的帶電金屬塊在平行于斜面的力F作用下沿斜面移動(dòng).已知在金屬塊移動(dòng)的過程中,力F做功為32 J,金屬塊克服電場力做功為8 J,金屬塊克服摩擦力做功為16 J,重力勢能增加18 J,則在此過程中金屬塊的() A.動(dòng)能減少10 J B.電勢能增加24 J

3、 C.機(jī)械能減少24 J D.內(nèi)能增加16 J,,,圖16-2,,答案 AD,,答案 B, 要點(diǎn)總結(jié),在應(yīng)用功能關(guān)系解決具體問題的過程中: (1)若只涉及動(dòng)能的變化,用動(dòng)能定理分析. (2)若只涉及重力勢能的變化,用重力做功與重力勢能變化的關(guān)系分析. (3)若只涉及機(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. (4)若只涉及電勢能的變化,用電場力做功與電勢能變化的關(guān)系分析.,,考點(diǎn)二摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系,1.靜摩擦力做功時(shí),只有機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)移,不會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能. 2.滑動(dòng)摩擦力做功的特點(diǎn) 相互間存在滑動(dòng)摩擦力的系統(tǒng)內(nèi),一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功將產(chǎn)生兩種可能效果: (1)

4、機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能; (2)有一部分機(jī)械能在相互摩擦的物體間轉(zhuǎn)移,另外一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.,,,例2 (多選)如圖16-3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(diǎn))放在小車的最左端.現(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(yùn)動(dòng).小物塊和小車之間的摩擦力為f,小物塊滑到小車的最右端時(shí),小車運(yùn)動(dòng)的距離為x.此過程中,以下結(jié)論正確的是() A.小物塊到達(dá)小車最右端時(shí)具有的動(dòng)能為(F-f)(L+x) B.小物塊到達(dá)小車最右端時(shí),小車具有的動(dòng)能為fx C.小物塊克服摩擦力所做的功為f(L+x) D.小物塊和小車增加的機(jī)械能為Fx,,圖16-3,

5、,答案 ABC,變式題 2018湖北五校聯(lián)考 水平傳送帶在電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下以恒定速度v順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),某時(shí)刻一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊在傳送帶上由靜止釋放,小物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,小物塊在滑下傳送帶之前已與傳送帶的速度相同.對(duì)于小物塊從靜止釋放到與傳送帶的速度相同這一過程中,下列說法正確的是(),,,答案 D, 要點(diǎn)總結(jié),,(1)無論是滑動(dòng)摩擦力,還是靜摩擦力,計(jì)算其做功時(shí)都是用力乘對(duì)地位移. (2)摩擦生熱的計(jì)算:公式Q=fx相對(duì)中x相對(duì)為兩接觸物體間的相對(duì)位移,若物體在傳送帶上做往復(fù)運(yùn)動(dòng),則x相對(duì)為總的相對(duì)路程. (3)傳送帶涉及能量分析,這主要表現(xiàn)為兩方面.一是求電動(dòng)機(jī)因傳送帶傳送物體而多

6、做的功W,我們可以用公式W=Ek+Ep+Q來計(jì)算,其中Ek表示被傳送物體動(dòng)能的增量,Ep表示被傳送物體重力勢能的增量(如果受電場力要考慮物體電勢能的變化),Q表示因摩擦而產(chǎn)生的熱量.二是求物體與傳送帶之間發(fā)生的相對(duì)位移(或相對(duì)路程)s.,考點(diǎn)三涉及彈簧的能量問題,例3 (多選)如圖16-4所示,將一輕彈簧下端固定在傾角為的粗糙斜面底端,彈簧處于自然狀態(tài)時(shí)上端位于A點(diǎn).質(zhì)量為m的物體從斜面上的B點(diǎn)由靜止下滑,與彈簧發(fā)生相互作用后,最終停在斜面上.下列說法正確的是() A.物體最終將停在A點(diǎn) B.物體第一次反彈后不可能到達(dá)B點(diǎn) C.整個(gè)過程中重力勢能的減少量大于克服摩擦力做的功 D.整個(gè)過程中物體

7、的最大動(dòng)能大于彈簧的最大彈性勢能,,圖16-4,,答案 BC,解析 物體從斜面上由靜止下滑,說明mgsin mgcos ,物體最終不可能停在A點(diǎn),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;運(yùn)動(dòng)過程中摩擦力做負(fù)功,物體的機(jī)械能不斷減小,物體第一次反彈后不可能到達(dá)B點(diǎn),選項(xiàng)B正確;對(duì)運(yùn)動(dòng)的全程,由動(dòng)能定理知,重力做功等于克服彈簧彈力做功與克服摩擦力做功之和,重力勢能的減少量大于克服摩擦力做的功,選項(xiàng)C正確;從物體速度最大到將彈簧壓縮到最短的過程,由能量守恒定律得,減少的動(dòng)能和重力勢能轉(zhuǎn)化為彈性勢能和克服摩擦力做的功,而減少的重力勢能大于克服摩擦力做的功,所以減少的動(dòng)能小于增加的彈性勢能,同時(shí)速度最大時(shí),動(dòng)能最大,且彈簧已有彈性

8、勢能,故物體的最大動(dòng)能小于彈簧的最大彈性勢能,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.,變式題1 (多選)如圖16-5甲所示,輕彈簧豎直固定在水平面上,一質(zhì)量為m=0.2 kg的小球從彈簧上端某高度處自由下落,從它接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短的過程中(彈簧在彈性限度內(nèi)),其速度v和彈簧壓縮量x之間的函數(shù)圖像如圖乙所示,其中A為曲線的最高點(diǎn),小球和彈簧接觸瞬間機(jī)械能損失 不計(jì),g取10 m/s2.下列說法正確的是 () A.小球剛接觸彈簧時(shí)加速度最大 B.該彈簧的勁度系數(shù)為20.0 N/m C.從接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短的過程中,小球的機(jī)械能守恒 D.從接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短的過程中,彈簧的彈性勢能一直增大,,,圖16

9、-5,,答案 BD,變式題2 如圖16-6甲所示,自然伸長的輕彈簧左端固定在豎直墻上,右端在O位置.質(zhì)量為m的物塊A(可視為質(zhì)點(diǎn))以初速度v0從距O點(diǎn)x0的P點(diǎn)處向左運(yùn)動(dòng),與彈簧接觸后壓縮彈簧,將彈簧右端壓到O點(diǎn)位置后,A又被彈簧彈回.A離開彈簧后,恰好回到P點(diǎn).物塊A與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,重力加速度為g. (1)求物塊A從P點(diǎn)出發(fā)至又回到P點(diǎn)的過程中克服摩擦力所做的功. (2)求O點(diǎn)和O點(diǎn)間的距離x1. (3)如圖乙所示,若將另一個(gè)與A完全相同的物塊B(可視為質(zhì)點(diǎn))與彈簧右端拴接,將A放在B右邊,向左推A、B,使彈簧右端被壓縮到O點(diǎn)位置,然后從靜止釋放,A、B共同滑行一段距離后分離.分

10、離后物塊A向右滑行的最大距離x2是多少?,,,,,,圖16-6,,, 要點(diǎn)總結(jié),,從能量的角度看,彈簧是儲(chǔ)能元件.處理涉及彈簧的能量問題時(shí),要特別注意: (1)當(dāng)牽涉彈簧的彈力做功時(shí),由于彈簧的彈力是變力,故一般不直接采用功的定義式求解.中學(xué)階段通常根據(jù)動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律或能量守恒定律來間接求解彈簧彈力做的功或彈簧儲(chǔ)存的彈性勢能. (2)彈簧的彈性勢能與彈簧的規(guī)格和形變程度有關(guān),對(duì)同一根彈簧而言,無論是處于伸長狀態(tài)還是壓縮狀態(tài),只要形變量相同,其儲(chǔ)存的彈性勢能就相同.,,答案 BD,2.(多選)如圖所示,固定的光滑豎直桿上套有一質(zhì)量為m的圓環(huán),圓環(huán)與水平放置的輕質(zhì)彈簧一端相連,彈簧另一端

11、固定在墻壁上的A點(diǎn),圖中彈簧水平時(shí)恰好處于原長狀態(tài).現(xiàn)讓圓環(huán)從圖示位置(距地面高度為h)由靜止沿桿滑下,滑到桿的底端B時(shí)速度恰好為零,重力加速度為g,則在圓環(huán)下滑至底端的過程中() A.圓環(huán)所受合力做功為零 B.彈簧彈力對(duì)圓環(huán)先做正功后做負(fù)功 C.圓環(huán)到達(dá)B時(shí)彈簧彈性勢能為mgh D.彈性勢能和重力勢能之和先增大后減小,,答案 AC,解析 對(duì)圓環(huán)下滑至底端的過程,由動(dòng)能定理得mgh-W彈=0,圓環(huán)到達(dá)B時(shí)彈簧彈性勢能為mgh,合力做功為零,選項(xiàng)A、C正確;下滑過程中彈簧伸長量逐漸增大,彈性勢能增大,彈力對(duì)圓環(huán)一直做負(fù)功,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;彈簧和圓環(huán)組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,圓環(huán)先加速后減速,則彈性勢能和

12、重力勢能之和先減小后增大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.,3.(多選)如圖所示,在排球比賽中,假設(shè)排球運(yùn)動(dòng)員某次發(fā)球后排球恰好從網(wǎng)上邊緣過網(wǎng),排球網(wǎng)高H=2.24 m,排球質(zhì)量為m=300 g,運(yùn)動(dòng)員對(duì)排球做的功為W1=20 J,排球運(yùn)動(dòng)過程中克服空氣阻力做功為W2=4.12 J,重力加速度g取10 m/s2,球從手剛發(fā)出位置的高度h=2.04 m,選地面為零勢能面,則() A.與排球從手剛發(fā)出相比較,排球恰好到達(dá)球網(wǎng)上邊緣時(shí)重力 勢能的增加量為6.72 J B.排球恰好到達(dá)球網(wǎng)上邊緣時(shí)的機(jī)械能為22 J C.排球恰好到達(dá)球網(wǎng)上邊緣時(shí)的動(dòng)能為15.88 J D.與排球從手剛發(fā)出相比較,排球恰好到達(dá)球網(wǎng)上邊緣時(shí)動(dòng)

13、能的減少量為4.72 J,,答案 BD,解析與排球從手剛發(fā)出相比較,排球恰好到達(dá)球網(wǎng)上邊緣時(shí)重力勢能的增加量為mg(H-h)=0.6 J,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由功能關(guān)系,排球恰好到達(dá)球網(wǎng)上邊緣時(shí)的機(jī)械能E=mgh+W1-W2=22 J,選項(xiàng)B正確;由動(dòng)能定理知,排球恰好到達(dá)球網(wǎng)上邊緣時(shí)的動(dòng)能Ek=W1-W2-mg(H-h)=15.28 J,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;與排球從手剛發(fā)出相比較,排球恰好到達(dá)球網(wǎng)上邊緣時(shí)動(dòng)能的減少量為W2+mg(H-h)=4.72 J,選項(xiàng)D正確.,4.(多選)如圖所示,質(zhì)量m=1 kg的物體從高為h=0.2 m的光滑軌道上P點(diǎn)由靜止開始下滑,滑到水平傳送帶上的A點(diǎn),物體和傳送帶之間的動(dòng)摩

14、擦因數(shù)為=0.2,傳送帶上A、B兩點(diǎn)之間的距離為L=5 m,傳送帶一直以v=4 m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng),則 () A.物體從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間是1.5 s B.物體從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中,摩擦力對(duì)物體 做了2 J的功 C.物體從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中,產(chǎn)生2 J的熱量 D.物體從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中,帶動(dòng)傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)多做了10 J的功,,答案 AC,5.如圖所示,傾角=37的斜面固定在水平面上,質(zhì)量為m=1 kg的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))由斜面上最低點(diǎn)P以初動(dòng)能Ek0=20 J沿斜面向上運(yùn)動(dòng),當(dāng)其向上經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)動(dòng)能EkA=8 J,機(jī)械能的變化量E機(jī)=-3 J.重力加速度g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8,求: (1)滑塊所受摩擦力的大小; (2)滑塊回到P點(diǎn)時(shí)速度的大小.,