高考物理新一輪復習（熱點視角+對點自測+講練互動）第五章第四節(jié) 功能關系 能量守恒課件 新人教版

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1、第五章第五章 機械能及其守恒定律機械能及其守恒定律第四節(jié)第四節(jié)功能關系功能關系能量守恒能量守恒一、功能關系一、功能關系1功是功是_的量度，即做了多少功就有多少能量的量度，即做了多少功就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化發(fā)生了轉(zhuǎn)化2做功的過程一定伴隨著做功的過程一定伴隨著_，而且，而且_必必通過做功來實現(xiàn)通過做功來實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化3幾種常見的功能關系幾種常見的功能關系功功能量的變化能量的變化合外力做正功合外力做正功_增加增加重力做正功重力做正功_減少減少彈簧彈力做正功彈簧彈力做正功_減少減少電場力做正功電場力做正功_減少減少其他力其他力(除重力、除重力、彈力外彈力外)做正功

2、做正功_增加增加動能動能重力勢能重力勢能彈性勢能彈性勢能電勢能電勢能機械能機械能二、能量守恒定律二、能量守恒定律1內(nèi)容：能量既不會內(nèi)容：能量既不會_，也不會憑空消失，它只，也不會憑空消失，它只能從一種形式能從一種形式_為另一種形式，或者從一個物體為另一種形式，或者從一個物體_到別的物體，在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量到別的物體，在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量_.2表達式：表達式：(1)E1E2.(2)E減減_.E增增憑空產(chǎn)生憑空產(chǎn)生轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移保持不變保持不變1.(單選單選)(原創(chuàng)題原創(chuàng)題)一木塊沿粗糙斜面勻速上滑的過程中，斜面一木塊沿粗糙斜面勻速上滑的過程中，斜面保持靜止，下列說法正

3、確的保持靜止，下列說法正確的()A木塊的機械能守恒木塊的機械能守恒B木塊的重力勢能增加量大于克服重力做的功木塊的重力勢能增加量大于克服重力做的功C木塊所受合外力做的功等于重力勢能變化量木塊所受合外力做的功等于重力勢能變化量D木塊所受合外力做的功等于零木塊所受合外力做的功等于零D2(單選單選)(2014廣東惠州調(diào)研廣東惠州調(diào)研)上端固定的一根細線下面懸掛上端固定的一根細線下面懸掛一擺球，擺球在空氣中擺動，擺動的幅度越來越小，對此現(xiàn)一擺球，擺球在空氣中擺動，擺動的幅度越來越小，對此現(xiàn)象下列說法正確的是象下列說法正確的是()A擺球機械能守恒擺球機械能守恒B總能量守恒，擺球的機械能正在減少，減少的機械

4、能轉(zhuǎn)化總能量守恒，擺球的機械能正在減少，減少的機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能為內(nèi)能C能量正在消失能量正在消失D只有動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化只有動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化B1在應用功能關系解決具體問題的過程中，若只涉及動能在應用功能關系解決具體問題的過程中，若只涉及動能的變化用動能定理分析的變化用動能定理分析2只涉及重力勢能的變化用重力做功與重力勢能變化的關只涉及重力勢能的變化用重力做功與重力勢能變化的關系分析系分析.3只涉及機械能變化用除重力和彈力之外的力做功與機械只涉及機械能變化用除重力和彈力之外的力做功與機械能變化的關系分析能變化的關系分析4只涉及電勢能的變化用電場力做功與電勢能變化的關系只涉及電勢能的變

5、化用電場力做功與電勢能變化的關系分析分析.功能關系的應用功能關系的應用 ( (多選多選)(2013高考新課標全國卷高考新課標全國卷)目前，在地球周目前，在地球周圍有許多人造地球衛(wèi)星繞著它運轉(zhuǎn)，其中一些衛(wèi)星的軌道可圍有許多人造地球衛(wèi)星繞著它運轉(zhuǎn)，其中一些衛(wèi)星的軌道可近似為圓，且軌道半徑逐漸變小若衛(wèi)星在軌道半徑逐漸變近似為圓，且軌道半徑逐漸變小若衛(wèi)星在軌道半徑逐漸變小的過程中，只受到地球引力和稀薄氣體阻力的作用，則下小的過程中，只受到地球引力和稀薄氣體阻力的作用，則下列判斷正確的是列判斷正確的是()A衛(wèi)星的動能逐漸減小衛(wèi)星的動能逐漸減小B由于地球引力做正功，引力勢能一定減小由于地球引力做正功，引力

6、勢能一定減小C由于氣體阻力做負功，地球引力做正功，機械能保持不由于氣體阻力做負功，地球引力做正功，機械能保持不變變D衛(wèi)星克服氣體阻力做的功小于引力勢能的減小衛(wèi)星克服氣體阻力做的功小于引力勢能的減小 BD審題突破審題突破(1)軌道半徑變小，衛(wèi)星的線速度如何變化？軌道半徑變小，衛(wèi)星的線速度如何變化？(2)半徑變小的過程中，引力做正功還是負功？半徑變小的過程中，引力做正功還是負功？(3)氣體阻力做功，是什么能轉(zhuǎn)化為什么能？氣體阻力做功，是什么能轉(zhuǎn)化為什么能？1.(多選多選)如圖所示，輕質(zhì)彈簧的一端與固定的豎直板如圖所示，輕質(zhì)彈簧的一端與固定的豎直板P拴接，拴接，另一端與物體另一端與物體A相連，物體相

7、連，物體A靜止于光滑水平桌面上，靜止于光滑水平桌面上， 右端右端接一細線，細線繞過光滑的定滑輪與物體接一細線，細線繞過光滑的定滑輪與物體B相連開始時用手相連開始時用手托住托住B，讓細線恰好伸直，然后由靜止釋放，讓細線恰好伸直，然后由靜止釋放B，直至，直至B獲得最獲得最大速度下列有關該過程的分析正確的是大速度下列有關該過程的分析正確的是( )AB物體的機械能一直減小物體的機械能一直減小BB物體的動能的增加量等于它所受重力與拉力做的功之和物體的動能的增加量等于它所受重力與拉力做的功之和CB物體機械能的減少量等于彈簧的彈性勢能的增加量物體機械能的減少量等于彈簧的彈性勢能的增加量D細線拉力對細線拉力對

8、A物體做的功等于物體做的功等于A物體與彈簧所組成的系統(tǒng)物體與彈簧所組成的系統(tǒng)機械能的增加量機械能的增加量ABD解析解析 對對B物體物體,在此過程中細線的拉力一直對其做負功在此過程中細線的拉力一直對其做負功,機械機械能一直減小，故能一直減小，故A選項正確；由動能定理可知選項正確；由動能定理可知,B選項正確；由選項正確；由功能關系可知功能關系可知B物體的機械能減少量等于彈簧彈性勢能的增加物體的機械能減少量等于彈簧彈性勢能的增加量和量和A物體動能增加量之和，故物體動能增加量之和，故C選項錯誤；對選項錯誤；對A物體和彈簧物體和彈簧組成的系統(tǒng)，只有細線的拉力對其做功，使其機械能增加，組成的系統(tǒng)，只有細線

9、的拉力對其做功，使其機械能增加，故故D選項正確選項正確1靜摩擦力做功的特點靜摩擦力做功的特點(1)靜摩擦力可以做正功，也可以做負功，還可以不做功靜摩擦力可以做正功，也可以做負功，還可以不做功.(2)相互作用的一對靜摩擦力做功的代數(shù)和總等于零相互作用的一對靜摩擦力做功的代數(shù)和總等于零(3)靜摩擦力做功時靜摩擦力做功時,只有機械能的相互轉(zhuǎn)移只有機械能的相互轉(zhuǎn)移,不會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能不會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.2滑動摩擦力做功的特點滑動摩擦力做功的特點(1)滑動摩擦力可以做正功，也可以做負功滑動摩擦力可以做正功，也可以做負功,還可以不做功還可以不做功.(2)相互間存在滑動摩擦力的系統(tǒng)內(nèi)，一對滑動摩擦力做功將相互間存在

10、滑動摩擦力的系統(tǒng)內(nèi)，一對滑動摩擦力做功將產(chǎn)生兩種可能效果：產(chǎn)生兩種可能效果：摩擦力做功的特點及應用摩擦力做功的特點及應用機械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；機械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；有一部分機械能在相互摩擦的物體間轉(zhuǎn)移，另外一部分轉(zhuǎn)有一部分機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)能化為內(nèi)能(3)摩擦生熱的計算：摩擦生熱的計算：QFfx相對相對其中其中x相對相對為相互摩擦的兩個為相互摩擦的兩個物體間的相對路程物體間的相對路程特別提醒：特別提醒：從功的角度看，一對滑動摩擦力對系統(tǒng)做的功等從功的角度看，一對滑動摩擦力對系統(tǒng)做的功等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量；從能量的角度看，其他形式能量的減于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量；從能量的

11、角度看，其他形式能量的減少量等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量少量等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量 如圖所示如圖所示,AB為半徑為半徑R0.8 m 的的1/4光滑圓弧軌道，光滑圓弧軌道，下端下端B恰與小車右端平滑對接小車質(zhì)量恰與小車右端平滑對接小車質(zhì)量M3 kg，車長，車長L2.06 m，車上表面距地面的高度，車上表面距地面的高度h0.2 m，現(xiàn)有一質(zhì)量，現(xiàn)有一質(zhì)量m1 kg的滑塊，由軌道頂端無初速度釋放的滑塊，由軌道頂端無初速度釋放,滑到滑到B端后沖上小端后沖上小車已知地面光滑，滑塊與小車上表面間的動摩擦因數(shù)車已知地面光滑，滑塊與小車上表面間的動摩擦因數(shù)0.3，當車運動了，當車運動了t01.5 s時，車被地面裝置鎖定

12、時，車被地面裝置鎖定(g10 m/s2)試求：試求：A(1)滑塊到達滑塊到達B端時，軌道對它支持力的大?。欢藭r，軌道對它支持力的大小；(2)車被鎖定時，車右端距軌道車被鎖定時，車右端距軌道B端的距離；端的距離；(3)從車開始運動到被鎖定的過程中，滑塊與車面間由于摩從車開始運動到被鎖定的過程中，滑塊與車面間由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能大小擦而產(chǎn)生的內(nèi)能大小審題突破審題突破(1)t1.5 s時，滑塊是否已相對車靜止了？如時，滑塊是否已相對車靜止了？如何判斷？何判斷？(2)因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能用什么公式計算？因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能用什么公式計算？課堂筆記課堂筆記方法總結(jié)方法總結(jié)求解相對滑動物體的能量問題的方法求解

13、相對滑動物體的能量問題的方法(1)正確分析物體的運動過程，做好受力情況分析正確分析物體的運動過程，做好受力情況分析(2)利用運動學公式，結(jié)合牛頓第二定律分析物體的速度關系利用運動學公式，結(jié)合牛頓第二定律分析物體的速度關系及位移關系及位移關系(3)公式公式QFfs相對相對中中s相對相對為兩接觸物體間的相對位移，若物為兩接觸物體間的相對位移，若物體在傳送帶上做往復運動時，則體在傳送帶上做往復運動時，則s相對相對為總的相對路程為總的相對路程答案答案(1)30 N(2)1 m(3)6 J2. (單選單選)如圖所示，木塊如圖所示，木塊A放在木塊放在木塊B的左端，用恒力的左端，用恒力F將將A拉拉至至B的右

14、端，第一次將的右端，第一次將B固定在地面上，固定在地面上，F(xiàn)做功為做功為W1，生熱為，生熱為Q1;第二次讓第二次讓B可以在光滑地面上自由滑動，仍將可以在光滑地面上自由滑動，仍將A拉到拉到B右端右端,這次這次F做功為做功為W2，生熱為，生熱為Q2；則應有；則應有()AW1W2，Q1Q2 BW1W2，Q1Q2CW1W2，Q1Q2 DW1W2，Q1Q2A解析解析 拉力拉力F做的功直接由公式做的功直接由公式WFlcos 求得求得,其中其中l(wèi)是物體是物體對地的位移對地的位移,所以所以W1W2,滑動摩擦力做功過程中產(chǎn)生的內(nèi)能滑動摩擦力做功過程中產(chǎn)生的內(nèi)能等于系統(tǒng)克服摩擦力做的功等于系統(tǒng)克服摩擦力做的功,即

15、即EQFfx相對相對,其中其中x相對相對表示表示物體之間的相對位移，在這里是物體之間的相對位移，在這里是B的長度，所以的長度，所以Q1Q2.列能量守恒定律方程的兩條基本思路：列能量守恒定律方程的兩條基本思路：1某種形式的能量減少，一定存在其他形式的能量增加某種形式的能量減少，一定存在其他形式的能量增加,且且減少量和增加量一定相等；減少量和增加量一定相等；2某個物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加某個物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加,且且減少量和增加量一定相等減少量和增加量一定相等能量守恒定律及應用能量守恒定律及應用 如圖所示，一物體質(zhì)量如圖所示，一物體質(zhì)量m2 kg,在傾角在傾

16、角37的斜面上的的斜面上的A點以初速度點以初速度v03 m/s下滑，下滑，A點距彈簧上端點距彈簧上端B的距離的距離AB4 m當物體到達當物體到達B點后將彈簧壓縮點后將彈簧壓縮到到C點，最大壓縮量點，最大壓縮量BC0.2 m，然后物體又被彈簧彈上去，然后物體又被彈簧彈上去，彈到的最高位置為彈到的最高位置為D點，點，D點距點距A點的距離點的距離AD3 m擋板及擋板及彈簧質(zhì)量不計，彈簧質(zhì)量不計，g取取10 m/s2，sin 370.6，求：，求：(1)物體與斜面間的動摩擦因數(shù)物體與斜面間的動摩擦因數(shù)；(2)彈簧的最大彈性勢能彈簧的最大彈性勢能Epm.審題突破審題突破(1)物體到達物體到達C點時，原來

17、在點時，原來在A點的動能和重力勢點的動能和重力勢能轉(zhuǎn)化成了何種能量？能轉(zhuǎn)化成了何種能量？(2)物體由物體由A到到C的整個過程中，能量是如何轉(zhuǎn)化的？的整個過程中，能量是如何轉(zhuǎn)化的？課堂筆記課堂筆記方法總結(jié)方法總結(jié)能量轉(zhuǎn)化問題的解題思路能量轉(zhuǎn)化問題的解題思路(1)當涉及摩擦力做功，機械能不守恒時，一般應用能的轉(zhuǎn)化當涉及摩擦力做功，機械能不守恒時，一般應用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律和守恒定律(2)解題時解題時,首先確定初末狀態(tài)首先確定初末狀態(tài),然后分析狀態(tài)變化過程中哪種然后分析狀態(tài)變化過程中哪種形式的能量減少形式的能量減少,哪種形式的能量增加哪種形式的能量增加,求出減少的能量總和求出減少的能量總和E減減和增

18、加的能量總和和增加的能量總和E增增,最后由最后由E減減E增增列式求解列式求解.3(2014河南河南示范性高中五校聯(lián)考示范性高中五校聯(lián)考)如圖所示，光滑水平面如圖所示，光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的半圓形導軌在與豎直面內(nèi)的半圓形導軌在B點相切，半圓形導軌的半徑點相切，半圓形導軌的半徑為為R.一個質(zhì)量為一個質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮至的物體將彈簧壓縮至A點后由靜止釋放，在點后由靜止釋放，在彈力作用下物體獲得某一向右的速度后脫離彈簧，當它經(jīng)過彈力作用下物體獲得某一向右的速度后脫離彈簧，當它經(jīng)過B點進入導軌的瞬間對軌道的壓力為其重力的點進入導軌的瞬間對軌道的壓力為其重力的8倍，之后向上運倍，之后向上運動恰能

19、到達最高點動恰能到達最高點C.(不計空氣阻力不計空氣阻力)試求：試求：(1)物體在物體在A點時彈簧的彈性勢能；點時彈簧的彈性勢能；(2)物體從物體從B點運動至點運動至C點的過程中產(chǎn)生的內(nèi)能點的過程中產(chǎn)生的內(nèi)能1模型概述：傳送帶模型典型的有水平和傾斜兩種情況，涉模型概述：傳送帶模型典型的有水平和傾斜兩種情況，涉及功能角度的問題主要有：及功能角度的問題主要有：求傳送帶對物體所做的功、物體和傳送帶由于相對滑動而產(chǎn)求傳送帶對物體所做的功、物體和傳送帶由于相對滑動而產(chǎn)生的熱量、因放上物體而使電動機多消耗的電能等，常依據(jù)生的熱量、因放上物體而使電動機多消耗的電能等，常依據(jù)功能關系或能量守恒定律求解功能關系

20、或能量守恒定律求解傳送帶模型中的功能問題傳送帶模型中的功能問題2傳送帶模型問題中的功能關系分析傳送帶模型問題中的功能關系分析(1)功能關系分析：功能關系分析：WFEkEpQ.(2)對對WF和和Q的理解：的理解：傳送帶的功：傳送帶的功：WFFx傳傳；產(chǎn)生的內(nèi)能產(chǎn)生的內(nèi)能QFfx相對相對3傳送帶模型問題的分析流程傳送帶模型問題的分析流程建模感悟建模感悟(1)水平傳送帶：共速后不受摩擦力水平傳送帶：共速后不受摩擦力,不再有能不再有能量轉(zhuǎn)化量轉(zhuǎn)化.傾斜傳送帶傾斜傳送帶:共速后仍有靜摩擦力共速后仍有靜摩擦力,仍有能量轉(zhuǎn)移仍有能量轉(zhuǎn)移(2)滑動摩擦力做功滑動摩擦力做功,其他能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，靜摩擦力做功其他

21、能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，靜摩擦力做功,不產(chǎn)生內(nèi)能不產(chǎn)生內(nèi)能4. 飛機場上運送行李的裝置為一水平放置飛機場上運送行李的裝置為一水平放置的環(huán)形傳送帶的環(huán)形傳送帶,傳送帶的總質(zhì)量為傳送帶的總質(zhì)量為M,其俯視其俯視圖如圖所示圖如圖所示.現(xiàn)開啟電動機現(xiàn)開啟電動機,傳送帶達到穩(wěn)定傳送帶達到穩(wěn)定運行的速度運行的速度v后后,將行李依次輕輕放到傳送帶將行李依次輕輕放到傳送帶上上.若有若有n件質(zhì)量均為件質(zhì)量均為m的行李需通過傳送帶運送給旅客的行李需通過傳送帶運送給旅客.假設假設在轉(zhuǎn)彎處行李與傳送帶無相對滑動在轉(zhuǎn)彎處行李與傳送帶無相對滑動,忽略皮帶輪、電動機損失忽略皮帶輪、電動機損失的能量的能量.求從電動機開啟到運送完行李需要消耗的電能為多少求從電動機開啟到運送完行李需要消耗的電能為多少?不清楚運動中的能量突變而造成錯誤不清楚運動中的能量突變而造成錯誤范例范例(10分分)如圖所示，若將小球拉到繩與水平方向成如圖所示，若將小球拉到繩與水平方向成30角的位置處由靜止釋放，求小球到達最低點角的位置處由靜止釋放，求小球到達最低點C時繩時繩對小球的拉力是多大？對小球的拉力是多大？真知灼見真知灼見輕繩在突然繃緊的過程中，沿繩方向的分速度輕繩在突然繃緊的過程中，沿繩方向的分速度消失，損失機械能消失，損失機械能