高考物理一輪復(fù)習(xí) 功能關(guān)系 能量守恒定律課件 魯科版.ppt

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第4課時 功能關(guān)系 能量守恒定律,[知 識 梳 理] 知識點、功能關(guān)系 1．功能關(guān)系 (1)功是 的量度，即做了多少功就有多少 發(fā)生了轉(zhuǎn)化。 (2)做功的過程一定伴隨著 ，而且 必須通過做功來實現(xiàn)。,能量轉(zhuǎn)化,能量,能量的轉(zhuǎn)化,能量的轉(zhuǎn)化,2．能量守恒定律 (1)內(nèi)容：能量既不會消滅，也 。它只會從一種形 式 為其他形式，或者從一個物體 到另一個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量 。 (2)表達(dá)式：ΔE減＝ 。,不會創(chuàng)生,轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)移,保持不變,ΔE增,思維深化 判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“×”。 (1)力對物體做了多少功，物體就有多少能。 ( ) (2)物體在速度增大時，其機械能可能在減小。 ( ),(3)重力和彈簧彈力之外的力做功的過程是機械能和其他形式能量轉(zhuǎn)化的過程。 ( ) (4)一對互為作用力與反作用力的摩擦力做的總功，等于系統(tǒng)增加的內(nèi)能。 ( ) 答案 (1)× (2)√ (3)√ (4)√,[題 組 自 測] 題組一 對幾種功能關(guān)系的理解 1．2013年2月15日中午12時30分左右，俄羅斯車?yán)镅刨e斯克州發(fā)生天體墜落事件。墜落的隕石重量接近1萬噸，進(jìn)入地球大氣層的速度約為4萬英里每小時，隨后與空氣摩擦而發(fā)生劇烈燃燒，并在距離地面上空12至15英里處發(fā)生爆炸，產(chǎn)生大量碎片，假定某一碎片自爆炸后落至地面并陷入地下一定深度過程中，其質(zhì)量不變，則 ( ),A．該碎片在空中下落過程中重力做的功等于動能的增加量 B．該碎片在空中下落過程中重力做的功小于動能的增加量 C．該碎片在陷入地下的過程中重力做的功等于動能的改變量 D．該碎片在整個過程中克服阻力做的功等于機械能的減少量,解析 隕石在空中下落過程中，隕石與空氣之間的摩擦力對隕石做負(fù)功，由動能定理有：WG－Wf＝ΔEk，故WG＞ΔEk，A、B錯誤；隕石碎片在陷入地下的過程中，阻力同樣做負(fù)功，WG＞ΔEk，C錯誤；對全過程，由能量守恒定律可知機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機械能減少，內(nèi)能增大，由功能原理可知該碎片在整個過程中克服阻力做的功等于機械能的減少量，D正確。 答案 D,2．升降機底板上放一質(zhì)量為100 kg的物體，物體隨升降機由靜止開始豎直向上移動5 m時速度達(dá)到4 m/s，則此過程中(g取10 m/s2) ( ) A．升降機對物體做功5 800 J B．合外力對物體做功5 800 J C．物體的重力勢能增加500 J D．物體的機械能增加800 J,,題組二 能量守恒定律的應(yīng)用 3．如圖1所示，ABCD是一個盆式容器，盆內(nèi)側(cè)壁與盆底BC的連接處都是一段與BC相切的圓弧，B、C在水平線上，其距離d＝0.5 m。盆邊緣的高度為h＝0.3 m。在A處放一個質(zhì)量為m的小物塊并讓其由靜止下滑。已知盆內(nèi)側(cè)壁是光滑的，而盆底BC面與小物塊間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.1。小物塊在盆內(nèi)來回滑動，最后停下來，則停下的位置到B的距離為 ( ),,,4．(多選) 如圖2所示，表面粗糙的固定斜面頂端安裝一個定滑輪，物塊A、B用輕繩連接并跨過定滑輪(不計滑輪的質(zhì)量和摩擦)。初始時刻，手扶物塊B使物塊A、B處于靜止?fàn)顟B(tài)。松手后物塊A下落，物塊B沿斜面上滑，則從松手到物塊A著地前的瞬間(B未碰到滑輪) ( ) 圖2,A．物塊A減少的機械能等于物塊B增加的機械能 B．輕繩對物塊B做的功等于物塊B的機械能增量 C．輕繩對物塊A做的功等于物塊A的機械能變化量 D．摩擦力對物塊B做的功等于系統(tǒng)機械能的變化量,解析 由題意可知，斜面粗糙，B受到滑動摩擦力，對物塊A、B和斜面系統(tǒng)進(jìn)行分析，由能量守恒定律可知，物塊A減少的機械能等于物塊B增加的機械能加上摩擦產(chǎn)生的熱量，A錯誤；以物塊B為研究對象，由功能關(guān)系可知，輕繩拉力與摩擦力做的總功等于物塊B的機械能增量，B錯誤；以A物塊為研究對象，由功能關(guān)系可知，輕繩拉力做的功等于物塊A的機械能變化量，C正確；以物塊A、B組成的系統(tǒng)為研究對象，摩擦力做的功等于系統(tǒng)機械能的變化量，D正確。 答案 CD,考點一 對功能關(guān)系的理解與應(yīng)用 功是能量轉(zhuǎn)化的量度。力學(xué)中的功與對應(yīng)的能量的變化關(guān)系如下表所示：,【例1】 如圖3所示，是安裝在列車車廂之間的摩擦緩沖器結(jié)構(gòu)圖，圖中①和②為楔塊，③和④為墊板，楔塊與彈簧盒、墊板間均有摩擦，在車廂相互撞擊使彈簧壓縮的過程中 ( ) 圖3,A．緩沖器的機械能守恒 B．摩擦力做功消耗機械能 C．墊板的動能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D．彈簧的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為動能 解析 由于楔塊與彈簧盒、墊板間有摩擦力，即摩擦力做負(fù)功，則機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A錯誤，B正確；墊板動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和彈性勢能，故C錯誤；而彈簧彈性勢能也轉(zhuǎn)化為動能和內(nèi)能，故D錯誤。 答案 B,【變式訓(xùn)練】 1．(多選)如圖4所示，長木板A放在光滑的水平地面上，物體B以水平速度沖上A后，由于摩擦力作用，最后停止在木板A上，則從B沖到木板A上到相對木板A靜止的過程中，下述說法中正確的是 ( ) 圖4,A．物體B動能的減少量等于系統(tǒng)損失的機械能 B．物體B克服摩擦力做的功等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量 C．物體B損失的機械能等于木板A獲得的動能與系統(tǒng)損失的機械能之和 D．摩擦力對物體B做的功和對木板A做的功的總和等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量,解析 物體B以水平速度沖上A后，由于摩擦力作用，B減速運動，A加速運動，根據(jù)能量守恒定律，物體B動能的減少量等于A增加的動能和產(chǎn)生的熱量之和，選項A錯誤；根據(jù)動能定理，物體B克服摩擦力做的功等于B損失的動能，選項B錯誤；由能量守恒定律可知，物體B損失的機械能等于木板A獲得的動能與系統(tǒng)損失的機械能之和，選項C正確；摩擦力對物體B做的功等于B動能的減少量，摩擦力對木板A做的功等于A動能的增加量，由能量守恒定律，摩擦力對物體B做的功和對木板A做的功的總和等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量，選項D正確。 答案 CD,考點二 能量守恒定律的應(yīng)用 應(yīng)用能量守恒定律的解題步驟 1．選取研究對象和研究過程，了解對應(yīng)的受力情況和運動情況。 2．分析有哪些力做功，相應(yīng)的有多少形式的能參與了轉(zhuǎn)化，如動能、勢能(包括重力勢能、彈性勢能、電勢能)、內(nèi)能等。 3．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ΔE減和增加的能量ΔE增的表達(dá)式。 4．列出能量轉(zhuǎn)化守恒關(guān)系式：ΔE減＝ΔE增，求解未知量，并對結(jié)果進(jìn)行討論。,圖5 A．m＝M B．m＝2M C．木箱不與彈簧接觸時，上滑的加速度大于下滑的加速度 D．在木箱與貨物從頂端滑到最低點的過程中，減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能,解析 根據(jù)功能關(guān)系知，木箱在下滑和上滑時克服摩擦力所做功等于接觸面之間產(chǎn)生的內(nèi)能。 木箱下滑時Q1＝Wf1＝μ(M＋m)glcos 30° ① 木箱上滑時Q2＝Wf2＝μMglcos 30° ② 木箱從開始下滑到彈簧壓縮至最短的過程中，設(shè)彈簧的最大彈性勢能為Epmax，則根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律得 (M＋m)glsin 30°＝Q1＋Epamx ③,,(1)滑塊到達(dá)B點時的速度大小vB； (2)水平面BC的長度s； (3)在壓縮彈簧過程中滑塊的最大速度vm。,,考點三 摩擦力做功的特點及應(yīng)用 1．靜摩擦力做功的特點 (1)靜摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)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。 (3)靜摩擦力做功時，只有機械能的相互轉(zhuǎn)移，不會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。,2．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(fù)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產(chǎn)生兩種可能效果： ①機械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能； ②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。 (3)摩擦生熱的計算：Q＝fs相對。其中s相對為相互摩擦的兩個物體間的相對位移。,(1)物體從A運動到B共需多少時間？ (2)電動機因傳送該物體多消耗的電能。,,傳送帶模型問題的分析流程,【變式訓(xùn)練】 3．如圖8所示，水平傳送帶兩端點A、B間的距離為l，傳送帶開始時處于靜止?fàn)顟B(tài)。把一個小物體放到右端的A點，某人用恒定的水平力F使小物體以速度v1勻速滑到左端的B點，拉力F所做的功為W1、功率為P1，這一過程物體和傳送帶之間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為Q1。隨后讓傳送帶以v2的速度勻速運動，此人仍然用相同的恒定的水平力F拉物體，使它以相對傳送帶為v1的速度勻速從A滑行到B，這一過程中，拉力F所做的功為W2、功率為P2，物體和傳送帶之間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為Q2。下列關(guān)系中正確的是 ( ),圖8 A．W1＝W2，P1＜P2，Q1＝Q2 B．W1＝W2，P1＜P2，Q1＞Q2 C．W1＞W(wǎng)2，P1＝P2，Q1＞Q2 D．W1＞W(wǎng)2，P1＝P2，Q1＝Q2,,