高考物理二輪專題復習 第1部分 專題知識攻略 126 機械能守恒定律　功能關系課件 新人教版

第第6講機械能守恒定律功能關系講機械能守恒定律功能關系 1機械能守恒的條件 (1)只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力做功 (2)雖受其他力，但其他力不做功或其他力的總功為零 2機械能守恒定律表達式的選取 (1)守恒觀點：Ek1Ep1Ek2Ep2.(需選取參考面) (2)轉(zhuǎn)化觀點：EpEk.(不需選取參考面) (3)轉(zhuǎn)移觀點：EA增EB減(不需選取參考面)熱點熱點1機械能守恒定律的應用機械能守恒定律的應用 例1固定在豎直平面內(nèi)的半圓形軌道與豎直軌道平滑連接，豎直軌道的上端有一個大小可忽略的小定滑輪，半圓形軌道的半徑為R，C為軌道的最低點，豎直軌道高也為R，兩個質(zhì)量分別為2m和m的小球A和B用輕質(zhì)細線連在一起，所有接觸面均光滑，如圖所示開始時用手固定B、使A緊靠近滑輪，突然撤去手后，A由靜止開始下滑，求A經(jīng)過C點時的速度 審題指導 【借題發(fā)揮】 應用機械能守恒定律解題的步驟 (1)選取研究對象(物體或系統(tǒng)) (2)明確研究對象的運動過程，分析研究對象在運動過程中的受力情況，弄清各力的做功情況，判斷機械能是否守恒 (3)選取恰當?shù)膮⒖计矫?，確定研究對象在初、末狀態(tài)的機械能 (4)選取機械能守恒的某種表達式，列方程求解 答案：CD 常見的幾種功能關系熱點熱點2功能關系及其應用功能關系及其應用 例2(多選)如圖所示，楔形木塊abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc與水平面的夾角相同，頂角b處安裝一定滑輪質(zhì)量分別為M、m(Mm)的滑塊，通過不可伸長的輕繩跨過定滑輪連接，輕繩與斜面平行兩滑塊由靜止釋放后，沿斜面做勻加速運動若不計滑輪的質(zhì)量和摩擦，在兩滑塊沿斜面運動的過程中() A兩滑塊組成系統(tǒng)的機械能守恒 B重力對M做的功等于M動能的增加 C輕繩對m做的功等于m機械能的增加 D兩滑塊組成系統(tǒng)的機械能損失等于M克服摩擦力做的功 審題指導(1)M受摩擦力的作用，m不受摩擦力的作用 (2)繩對M和m的拉力大小相等 (3)M和m運動的距離相等 解析對于M和m組成的系統(tǒng)，除了重力做功外，摩擦力對M做了功，系統(tǒng)機械能不守恒，A錯誤；對于M，合力做的功等于其重力、輕繩拉力及摩擦力做功的代數(shù)和，根據(jù)動能定理可知，M動能的增加量等于其所受合力做的功，B錯誤；對于m，只有其重力和輕繩拉力做了功，根據(jù)功能關系可知，除重力之外的其他力對物體做的功等于物體機械能的變化，C正確；對于M和m組成的系統(tǒng)，只有兩物體的重力和M受到的摩擦力對系統(tǒng)做了功，根據(jù)功能關系得，M克服摩擦力做的功等于系統(tǒng)機械能的損失量，D正確 答案CD 【借題發(fā)揮】 解決功能關系問題應該注意的三個方面 (1)分析清楚是什么力做功，并且清楚該力是做正功還是做負功；根據(jù)功能之間的對應關系，判定能的轉(zhuǎn)化形式，確定能量之間的轉(zhuǎn)化情況 (2)可以根據(jù)能量之間的轉(zhuǎn)化情況，確定是什么力做功，尤其可以方便計算變力做功的多少 (3)功能關系反映了做功與能量轉(zhuǎn)化之間的對應關系，功是能量轉(zhuǎn)化的量度，在不同問題中的具體表現(xiàn)不同 答案：D 1對能量守恒定律的理解 (1)某種形式的能量減少，一定存在其他形式的能量增加，且減少量和增加量一定相等，即E減 E增 (2)某個物體的能量減少，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，即EA減 EB增 2應用能量守恒定律解題的步驟 (1)分清有多少形式的能如動能、勢能(包括重力勢能、彈性勢能、電勢能)、內(nèi)能等在變化 (2)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E減和增加的能量E增的表達式 (3)列出能量守恒關系式：E減E增熱點熱點3能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律 3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，摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能QFfx相對，x相對為相對滑動的兩物體間相對滑行路徑的總長度 例3(2014年濟南二模)利用彈簧彈射和皮帶傳動裝置可以將工件運送至高處如圖所示，已知傳送軌道平面與水平方向成37角，傾角也是37的光滑斜面軌道固定于地面且與傳送軌道良好對接，彈簧下端固定在斜面底端，工件與皮帶間的動摩擦因數(shù)0.25.皮帶傳動裝置順時針勻速轉(zhuǎn)動的速度v4 m/s，兩輪軸心相距L5 m，B、C分別是傳送帶與兩輪的切點，輪緣與傳送帶之間不打滑現(xiàn)將質(zhì)量m1 kg的工件放在彈簧上，用力將彈簧壓縮至A點后由靜止釋放，工件離開斜面頂端滑到皮帶上的B點時速度v08 m/s，AB間的距離x1 m工件可視為質(zhì)點，g取10 m/s2.(sin 370.6，cos 370.8)求：(1)彈簧的最大彈性勢能；彈簧的最大彈性勢能；(2)工件沿傳送帶上滑的時間；工件沿傳送帶上滑的時間；(3)若傳送裝置順時針勻速轉(zhuǎn)動的速度若傳送裝置順時針勻速轉(zhuǎn)動的速度v可在可在v4 m/s 的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，試推導工件滑動的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，試推導工件滑動到到C點時的速度點時的速度vC隨速度隨速度v變化的關系式變化的關系式 審題指導(1)工件由A到B的過程中哪些力對工件做了功？發(fā)生了哪些能量轉(zhuǎn)化？ (2)工件滑上傳送帶后做什么規(guī)律的運動？工件與傳送帶同速以后將一起勻速上升嗎？應如何判斷其運動規(guī)律？ (3)傳送帶的速度在4 m/sv8 m/s和v8 m/s的范圍內(nèi)，工件的運動規(guī)律有什么區(qū)別？ 【借題發(fā)揮】 利用模型思維法求解傳送帶問題 傳送帶是生產(chǎn)、生活實際中應用較廣泛的一種傳動裝置，所涉及的問題能從力和能量兩個角度很好地培養(yǎng)提升學生分析綜合能力在高考命題中曾多次出現(xiàn)，應值得關注 (1)傳送帶模型的兩種類型： 水平傳送帶 傾斜傳送帶，可分為向上傳送和向下傳送兩種情況 (2)命題角度： 動力學角度：如求物體在傳送帶上運動的時間、物體在傳送帶上能達到的速度、物體相對傳送帶滑過的位移等 能量的角度：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 【針對訓練3】 (多選)如圖所示，質(zhì)量為m1 kg 的物塊，以速度v04 m/s滑上正沿逆時針轉(zhuǎn)動的水平傳送帶，此時記為時刻t0，傳送帶上A、B兩點間的距離L6 m，已知傳送帶的速度v2 m/s，物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)0.2，重力加速度g取10 m/s2.關于物塊在傳送帶上的整個運動過程，下列表述正確的是() A物塊在傳送帶上運動的時間為4 s B傳送帶對物塊做的功為6 J C2.0 s末傳送帶對物塊做功的功率為0 D整個運動過程中由于摩擦產(chǎn)生的熱量為18 J考點一蛋白質(zhì)、核酸的結構和功能考點一蛋白質(zhì)、核酸的結構和功能 由上面的計算可知2.0 s末物塊的速度v20，故此時傳送帶對物塊做功的功率Pmgv20，C正確；t1和t2時間內(nèi)傳送帶對地位移分別為xvt14 m，xvt22 m，整個過程中由于摩擦產(chǎn)生的熱量Qmg(xx1)mg(xx2)18 J，D正確 答案：CD 【審題】抓住信息，準確推斷 (2)小物塊在傳送帶上相對傳送帶滑動的位移 x相對v0tx2.5 m，(2分) 產(chǎn)生的熱量Qmgx相對12.5 J(2分) (3)設在坐標為x1處輕輕將小物塊放在傳送帶上，最終剛好能到達M點，由能量守恒定律得 mg(Lx1)mgyM，(2分) 代入數(shù)據(jù)解得x17 m(2分) 故小物塊在傳送帶上的位置橫坐標范圍0 x7 m(2分) 【答案】(1)1.25 m(2)12.5 J(3)0 x7 m