高考物理復(fù)習(xí) 第5章第四節(jié)功能關(guān)系 能量的轉(zhuǎn)化與守恒課件 滬科版

第四節(jié)功能關(guān)系能量的轉(zhuǎn)化與守恒第四節(jié)功能關(guān)系能量的轉(zhuǎn)化與守恒課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練經(jīng)典題型探究經(jīng)典題型探究知能優(yōu)化演練知能優(yōu)化演練第第四四節(jié)節(jié)功功能能關(guān)關(guān)系系能能量量的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化與與守守恒恒基礎(chǔ)知識(shí)梳理基礎(chǔ)知識(shí)梳理基礎(chǔ)知識(shí)梳理基礎(chǔ)知識(shí)梳理一、功能關(guān)系一、功能關(guān)系1內(nèi)容內(nèi)容(1)功是功是_的量度，即做了多少功就有的量度，即做了多少功就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化(2)做功的過(guò)程一定伴隨著做功的過(guò)程一定伴隨著_，而且，而且_必須通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn)必須通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn)2功與對(duì)應(yīng)能量的變化關(guān)系功與對(duì)應(yīng)能量的變化關(guān)系能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化能量的轉(zhuǎn)化能量的轉(zhuǎn)化能量的轉(zhuǎn)化能量的轉(zhuǎn)化功功能量的變化能量的變化合外力做正功時(shí)合外力做正功時(shí)_增加增加重力做正功時(shí)重力做正功時(shí)_減少減少?gòu)椈蓮椓ψ稣r(shí)彈簧彈力做正功時(shí)_減少減少動(dòng)能動(dòng)能重力勢(shì)能重力勢(shì)能彈性勢(shì)能彈性勢(shì)能功功能量的變化能量的變化其他力其他力(除重力、彈力除重力、彈力)做正功時(shí)做正功時(shí)_增加增加一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做的總功為負(fù)功一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做的總功為負(fù)功_增加增加機(jī)械能機(jī)械能內(nèi)能內(nèi)能二、能量守恒定律二、能量守恒定律1內(nèi)容：能量既不會(huì)消滅，也不會(huì)創(chuàng)生內(nèi)容：能量既不會(huì)消滅，也不會(huì)創(chuàng)生它只它只會(huì)從一種形式會(huì)從一種形式_為其他形式，或者從一個(gè)為其他形式，或者從一個(gè)物體物體_到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量過(guò)程中，能量的總量_2表達(dá)式：表達(dá)式：E減減_轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移保持不變保持不變E增增為什么重力做功不能改變物體的機(jī)械能？為什么重力做功不能改變物體的機(jī)械能？提示：提示：因重力做功實(shí)現(xiàn)了重力勢(shì)能和動(dòng)能的因重力做功實(shí)現(xiàn)了重力勢(shì)能和動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化，所以重力做功不改變物體的機(jī)械相互轉(zhuǎn)化，所以重力做功不改變物體的機(jī)械能能思考感悟思考感悟課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練一、幾種常見(jiàn)的功能關(guān)系及摩擦力做功特點(diǎn)一、幾種常見(jiàn)的功能關(guān)系及摩擦力做功特點(diǎn)1幾種常見(jiàn)的功能關(guān)系表達(dá)式幾種常見(jiàn)的功能關(guān)系表達(dá)式(1)合外力做功等于物體動(dòng)能的改變，合外力做功等于物體動(dòng)能的改變，即即W合合Ek2Ek1Ek.(2)重力做功等于物體重力勢(shì)能的改變，重力做功等于物體重力勢(shì)能的改變，即即WGEp1Ep2Ep.(3)彈簧彈力做功等于彈性勢(shì)能的改變，彈簧彈力做功等于彈性勢(shì)能的改變，即即W彈彈Ep1Ep2Ep.(4)除了重力和彈簧彈力之外的其他力所做的總除了重力和彈簧彈力之外的其他力所做的總功，等于物體機(jī)械能的改變，即功，等于物體機(jī)械能的改變，即W其他其他E2E1E.(5)電場(chǎng)力做功等于電勢(shì)能的改變，電場(chǎng)力做功等于電勢(shì)能的改變，即即W電電Ep1Ep2Ep.2摩擦力做功的特點(diǎn)摩擦力做功的特點(diǎn)類(lèi)別類(lèi)別比較比較靜摩擦力靜摩擦力滑動(dòng)摩擦力滑動(dòng)摩擦力不不同同點(diǎn)點(diǎn)能量能量的轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)化方化方面面在靜摩擦力做功的過(guò)程在靜摩擦力做功的過(guò)程中，只有機(jī)械能從一個(gè)中，只有機(jī)械能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體(靜摩擦力起著傳遞機(jī)械靜摩擦力起著傳遞機(jī)械能的作用能的作用)而沒(méi)有機(jī)械能而沒(méi)有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量轉(zhuǎn)化為其他形式的能量(1)相互摩擦的物相互摩擦的物體通過(guò)摩擦力做體通過(guò)摩擦力做功，將部分機(jī)械功，將部分機(jī)械能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體移到另一個(gè)物體(2)部分機(jī)械能轉(zhuǎn)部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此部化為內(nèi)能，此部分能量就是系統(tǒng)分能量就是系統(tǒng)機(jī)械能的損失量機(jī)械能的損失量類(lèi)別類(lèi)別比較比較靜摩擦力靜摩擦力滑動(dòng)摩擦力滑動(dòng)摩擦力不同不同點(diǎn)點(diǎn)一對(duì)摩擦一對(duì)摩擦力的總功力的總功方面方面一對(duì)靜摩擦力一對(duì)靜摩擦力所做功的代數(shù)所做功的代數(shù)總和等于零總和等于零一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體系統(tǒng)所做的總功，力對(duì)物體系統(tǒng)所做的總功，等于摩擦力與兩個(gè)物體相等于摩擦力與兩個(gè)物體相對(duì)路程的乘積，即對(duì)路程的乘積，即Wffl相對(duì)相對(duì)，表示物體克服摩擦，表示物體克服摩擦力做功，系統(tǒng)損失機(jī)械能力做功，系統(tǒng)損失機(jī)械能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能相同相同點(diǎn)點(diǎn)正功、負(fù)正功、負(fù)功、不做功、不做功方面功方面兩種摩擦力對(duì)物體可以做正功、負(fù)功，還兩種摩擦力對(duì)物體可以做正功、負(fù)功，還可以不做功可以不做功【名師點(diǎn)睛】【名師點(diǎn)睛】一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力做一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力做功所產(chǎn)生的熱量功所產(chǎn)生的熱量Qfl相對(duì)相對(duì)，其中，其中l(wèi)相對(duì)相對(duì)是物體間是物體間相對(duì)路徑長(zhǎng)度相對(duì)路徑長(zhǎng)度如果兩物體同向運(yùn)動(dòng)，如果兩物體同向運(yùn)動(dòng)，l相對(duì)相對(duì)為為兩物體對(duì)地位移大小之差；如果兩物體反向運(yùn)兩物體對(duì)地位移大小之差；如果兩物體反向運(yùn)動(dòng)，動(dòng)，l相對(duì)相對(duì)為兩物體對(duì)地位移大小之和；如果一為兩物體對(duì)地位移大小之和；如果一個(gè)物體相對(duì)另一物體做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，則個(gè)物體相對(duì)另一物體做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，則l相對(duì)相對(duì)為兩為兩物體滑行路徑的總長(zhǎng)度物體滑行路徑的總長(zhǎng)度二、對(duì)能量守恒定律的理解和應(yīng)用二、對(duì)能量守恒定律的理解和應(yīng)用1對(duì)定律的理解對(duì)定律的理解(1)某種形式的能量減少，一定存在其他形式的能某種形式的能量減少，一定存在其他形式的能量增加，且減少量和增加量一定相等量增加，且減少量和增加量一定相等(2)某個(gè)物體的能量減少，一定存在其他物體的能某個(gè)物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等量增加，且減少量和增加量一定相等2應(yīng)用定律解題的步驟應(yīng)用定律解題的步驟(1)分清共有多少種形式的能分清共有多少種形式的能如動(dòng)能、勢(shì)能如動(dòng)能、勢(shì)能(包括包括重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、電勢(shì)能重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、電勢(shì)能)、內(nèi)能等、內(nèi)能等)在變?cè)谧兓?2)明確哪種形式的能量增加，哪種形式的能量明確哪種形式的能量增加，哪種形式的能量減少，并且列出減少的能量減少，并且列出減少的能量E減減和增加的能量和增加的能量E增增的表達(dá)式的表達(dá)式(3)列出能量守恒關(guān)系式：列出能量守恒關(guān)系式：E減減E增增【名師點(diǎn)睛】【名師點(diǎn)睛】(1)應(yīng)用能量守恒定律解決有關(guān)應(yīng)用能量守恒定律解決有關(guān)問(wèn)題，要分析所有參與變化的能量問(wèn)題，要分析所有參與變化的能量(2)高考考查該類(lèi)問(wèn)題，常綜合平拋運(yùn)動(dòng)、圓周高考考查該類(lèi)問(wèn)題，常綜合平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)以及電磁學(xué)知識(shí)考查判斷、推理及綜合分析運(yùn)動(dòng)以及電磁學(xué)知識(shí)考查判斷、推理及綜合分析能力能力即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)2. (2010年高考山東理綜卷年高考山東理綜卷)如圖如圖541所示，所示，傾角傾角30的粗糙斜面固定在地面上，長(zhǎng)為的粗糙斜面固定在地面上，長(zhǎng)為l、質(zhì)量為質(zhì)量為m、粗細(xì)均勻、質(zhì)量分布均勻的軟繩置、粗細(xì)均勻、質(zhì)量分布均勻的軟繩置于斜面上，其上端與斜面頂端齊平于斜面上，其上端與斜面頂端齊平用細(xì)線將用細(xì)線將物塊與軟繩連接，物塊由靜止釋放后向下運(yùn)動(dòng)，物塊與軟繩連接，物塊由靜止釋放后向下運(yùn)動(dòng)，直到軟繩剛好全部離開(kāi)斜面直到軟繩剛好全部離開(kāi)斜面(此時(shí)物塊未到達(dá)地此時(shí)物塊未到達(dá)地面面)，在此過(guò)程中，在此過(guò)程中()圖圖541經(jīng)典題型探究經(jīng)典題型探究功能關(guān)系的應(yīng)用功能關(guān)系的應(yīng)用圖圖542 (1)物塊滑到物塊滑到O點(diǎn)時(shí)的速度大小點(diǎn)時(shí)的速度大小(2)彈簧為最大壓縮量彈簧為最大壓縮量d時(shí)的彈性勢(shì)能時(shí)的彈性勢(shì)能(3)物塊物塊A被彈回到坡道上升的最大高度被彈回到坡道上升的最大高度【答案】見(jiàn)解析【答案】見(jiàn)解析【反思領(lǐng)悟】【反思領(lǐng)悟】滿(mǎn)足只有重力做功滿(mǎn)足只有重力做功(或彈力做或彈力做功功)的情況下，機(jī)械能才守恒，而一般地有滑的情況下，機(jī)械能才守恒，而一般地有滑動(dòng)摩擦力的情況下，機(jī)械能一般不守恒，要應(yīng)動(dòng)摩擦力的情況下，機(jī)械能一般不守恒，要應(yīng)用功能關(guān)系求解用功能關(guān)系求解功能關(guān)系在傳送帶問(wèn)題中的應(yīng)用功能關(guān)系在傳送帶問(wèn)題中的應(yīng)用 電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)水平傳送帶以速度電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)水平傳送帶以速度v勻速傳動(dòng)，勻速傳動(dòng)，一質(zhì)量為一質(zhì)量為m的小木塊由靜止輕放在傳送帶上，若的小木塊由靜止輕放在傳送帶上，若小木塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為小木塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，如圖，如圖543所示，當(dāng)小木塊與傳送帶相對(duì)靜止時(shí)，求：所示，當(dāng)小木塊與傳送帶相對(duì)靜止時(shí)，求：圖圖543(1)小木塊的位移；小木塊的位移；(2)傳送帶轉(zhuǎn)過(guò)的路程；傳送帶轉(zhuǎn)過(guò)的路程；(3)小木塊獲得的動(dòng)能；小木塊獲得的動(dòng)能；(4)摩擦過(guò)程產(chǎn)生的摩擦熱摩擦過(guò)程產(chǎn)生的摩擦熱【思路點(diǎn)撥】【思路點(diǎn)撥】小木塊放在傳送帶上后，小木塊放在傳送帶上后，先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，直至與傳送帶相對(duì)先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，直至與傳送帶相對(duì)靜止，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，可靜止，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，可解答；然后利用功能關(guān)系，求摩擦熱解答；然后利用功能關(guān)系，求摩擦熱【規(guī)律總結(jié)】【規(guī)律總結(jié)】本題主要考查功能關(guān)系在解決物本題主要考查功能關(guān)系在解決物體在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題中的應(yīng)用，解決這類(lèi)問(wèn)體在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題中的應(yīng)用，解決這類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵是要對(duì)物體進(jìn)行受力分析，分析物體的題的關(guān)鍵是要對(duì)物體進(jìn)行受力分析，分析物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，另外必須清楚電動(dòng)機(jī)多輸出的能量包運(yùn)動(dòng)過(guò)程，另外必須清楚電動(dòng)機(jī)多輸出的能量包含兩個(gè)部分，一部分是使物體的機(jī)械能增加，一含兩個(gè)部分，一部分是使物體的機(jī)械能增加，一部分轉(zhuǎn)化為皮帶和物體的內(nèi)能部分轉(zhuǎn)化為皮帶和物體的內(nèi)能 互動(dòng)探究互動(dòng)探究例例2中，求在這一過(guò)程中與不放物體中，求在這一過(guò)程中與不放物體時(shí)相比電動(dòng)機(jī)多消耗的能量時(shí)相比電動(dòng)機(jī)多消耗的能量解析：解析：由能的轉(zhuǎn)化與守恒定律得，電動(dòng)機(jī)輸出的由能的轉(zhuǎn)化與守恒定律得，電動(dòng)機(jī)輸出的總能量轉(zhuǎn)化為小木塊的動(dòng)能與摩擦熱，所以總能量轉(zhuǎn)化為小木塊的動(dòng)能與摩擦熱，所以E總總EkQmv2.故多消耗的能量為故多消耗的能量為mv2.答案：答案：mv2多解問(wèn)題多解問(wèn)題 (滿(mǎn)分樣板滿(mǎn)分樣板14分分)(2010年高考大綱全國(guó)卷年高考大綱全國(guó)卷) 圖圖544如圖如圖544，MNP為豎直面內(nèi)一固定軌道，其為豎直面內(nèi)一固定軌道，其圓弧段圓弧段MN與水平段與水平段NP相切于相切于N，P端固定一豎端固定一豎直擋板直擋板M相對(duì)于相對(duì)于N的高度為的高度為h，NP長(zhǎng)度為長(zhǎng)度為s.一一物塊自物塊自M端從靜止開(kāi)始沿軌道下滑，與擋板發(fā)端從靜止開(kāi)始沿軌道下滑，與擋板發(fā)生一次沒(méi)有機(jī)械能損失的碰撞后停止在水平軌生一次沒(méi)有機(jī)械能損失的碰撞后停止在水平軌道上某處道上某處若在若在MN段的摩擦可忽略不計(jì)，物塊段的摩擦可忽略不計(jì)，物塊與與NP段軌道間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)為段軌道間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)為，求物體停，求物體停止的地方與止的地方與N點(diǎn)距離的可能值點(diǎn)距離的可能值【思路點(diǎn)撥】【思路點(diǎn)撥】分析物塊的運(yùn)動(dòng)過(guò)程搞清重力分析物塊的運(yùn)動(dòng)過(guò)程搞清重力勢(shì)能的減小，全部用來(lái)克服摩擦力做功的關(guān)系，勢(shì)能的減小，全部用來(lái)克服摩擦力做功的關(guān)系，然后根據(jù)只發(fā)生一次碰撞確定可能情況進(jìn)行求然后根據(jù)只發(fā)生一次碰撞確定可能情況進(jìn)行求解解解題樣板解題樣板規(guī)范步驟，該得的分一分不丟！規(guī)范步驟，該得的分一分不丟！根據(jù)功能原理，在物塊從開(kāi)始下滑到靜止的過(guò)根據(jù)功能原理，在物塊從開(kāi)始下滑到靜止的過(guò)程中，物塊重力勢(shì)能減小的數(shù)值程中，物塊重力勢(shì)能減小的數(shù)值Ep與物塊克服與物塊克服摩擦力所做功的數(shù)值摩擦力所做功的數(shù)值W相等，即相等，即EpW(2分分)設(shè)物塊質(zhì)量為設(shè)物塊質(zhì)量為m，在水平軌道上滑行的總路程為，在水平軌道上滑行的總路程為s，則，則Epmgh(2分分)Wmgs(2分分)設(shè)物塊在水平軌道上停住的地方與設(shè)物塊在水平軌道上停住的地方與N點(diǎn)的距離為點(diǎn)的距離為d，若物塊在與，若物塊在與P碰撞后，在到達(dá)圓弧軌道碰撞后，在到達(dá)圓弧軌道【答案】見(jiàn)解題樣板【答案】見(jiàn)解題樣板【題后反思】【題后反思】解決此類(lèi)題目，須對(duì)物塊運(yùn)動(dòng)解決此類(lèi)題目，須對(duì)物塊運(yùn)動(dòng)的過(guò)程進(jìn)行具體的分析，然后利用功能原理解的過(guò)程進(jìn)行具體的分析，然后利用功能原理解題，摩擦力與相對(duì)路程的乘積等于物體機(jī)械能題，摩擦力與相對(duì)路程的乘積等于物體機(jī)械能的損失的損失本部分內(nèi)容講解結(jié)束本部分內(nèi)容講解結(jié)束點(diǎn)此進(jìn)入課件目錄點(diǎn)此進(jìn)入課件目錄按按ESC鍵退出全屏播放鍵退出全屏播放謝謝使用謝謝使用