2019版高考物理大一轮复习 专题五 机械能 第4讲 功能关系 能量转化与守恒定律课件.ppt

第4讲功能关系,能量转化与守恒定律,一、功和能的关系1内容(1)功是_的量度，即做了多少功就有多少,_发生了转化,能量转化,能量,(2)做功的过程一定伴随着_，而且_必须通过做功来实现,能量的转化,能量的转化,2做功对应变化的能量形式,动能,(1)合外力的功影响物体的_的变化,(2)重力的功影响物体_的变化(3)弹簧弹力的功影响_的变化,重力势能弹性势能,(4)除重力或系统内弹力以外的力做功影响物体_,的变化,机械能,系统内能,电势能,(5)滑动摩擦力的功影响_的变化(6)电场力的功影响_的变化,(7)分子力的功影响_的变化,分子势能,【基础检测】1自然现象中蕴藏着许多物理知识，如图5-4-1所示为一,),个盛水袋，某人从侧面缓慢推袋壁使它变形，则水的势能(图5-4-1,A增大,B变小,C不变,D不能确定,答案：A,二、能量转化与守恒定律1内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体_到另一个物体，而在转化或转移的过程中，能量的总量保持,_,转移,不变,2能量转化与守恒的两种表述(1)某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量等于增加量(2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，,且减少量等于增加量,相互转化,3对能量转化与守恒的理解：每一种运动形式都对应一种能量形式，通过力做功，不同形式的能可以_,【基础检测】2足够长的传送带以速度v匀速传动，一质量为m的小物体A由静止轻放于传送带上，若小物体与传送带之间的动摩擦因数为，如图5-4-2所示，当物体与传送带相对静止时，转,化为内能的能量为(,),图5-4-2,考点1,功能关系的理解及应用,重点归纳几种常见的功能关系及其表达式,（续表）,【考题题组】1如图5-4-3所示，木板质量为M，长度为L，小木块质量为m，水平地面光滑，一根不计质量的轻绳通过定滑轮分别与M和m连接，小木块与木板间的动摩擦因数为.开始时木块静止在木板左端，现用水平向右的拉力F将m拉至右端，则拉,),力F做功至少为(,图5-4-3,答案：B,2(多选)如图5-4-4所示，在倾角为的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块A、B，它们的质量分别为m1、m2，弹簧劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态现用一平行于斜面向上的恒力F拉物块A使之向上运动，当物块B,),刚要离开挡板C时，物块A运动的距离为d，速度为v，则(图5-4-4,考点2摩擦力做功与能量的关系重点归纳,1两种摩擦力做功的比较,2.求解相对滑动物体的能量问题的方法,(1)正确分析物体的运动过程，做好受力分析,(2)利用运动学公式，结合牛顿第二定律分析物体的速度关,系及位移关系,(3)公式WFfl相对中l相对为两接触物体间的相对位移，若物体在传送带上做往复运动时，则l相对为总的相对路程,【考题题组】3如图5-4-5所示，质量为M、长度为L的小车静止在光滑的水平面上，质量为m的小物块放在小车的最左端，现用一水平力F作用在小物块上，小物块与小车之间的摩擦力为Ff，经过一段时间小车运动的位移为x，小物块刚好滑到小车的右,端，则下列说法正确的是(,)图5-4-5,A此时小物块的动能为F(xL)B此时小车的动能为Ffx,C这一过程中，小物块和小车增加的机械能为FxFfLD这一过程中，因摩擦而产生的热量为Ff(Lx)答案：B,4(2016年新课标卷)轻质弹簧原长为2l，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为l.现将该弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与物块P接触但不连接AB是长度为5l的水平轨道，B端与半径为l的光滑半圆轨道BCD相切，半圆的直径BD竖直，如图5-4-6所示物块P与AB间的动摩擦因数0.5.用外力推动物块P，将弹簧压缩至长度l，然后放开P开始沿轨道运动，重力加速度大小为g.,(1)若P的质量为m，求P到达B点时速度的大小，以及它离开圆轨道后落回到AB上的位置与B点之间的距离(2)若P能滑上圆轨道，且仍能沿圆轨道滑下，求P的质量,的取值范围,图5-4-6,解：(1)依题意，当弹簧竖直放置，长度被压缩至l时，质量为5m的物体的动能为零，其重力势能转化为弹簧的弹性势能由机械能守恒定律知，弹簧长度为l时的弹性势能为,考点3,能量守恒定律的理解及应用,重点归纳1对能量守恒定律的两点理解(1)某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加，且减少量和增加量一定相等；(2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等,2能量转化问题的解题思路,(1)当涉及摩擦力做功，机械能不守恒时，一般应用能的转,化和守恒定律,(2)解题时，首先确定初末状态，然后分析状态变化过程中哪种形式的能量减少，哪种形式的能量增加，求出减少的能量总和E减与增加的能量总和E增，最后由E减E增列式求解,3涉及弹簧的能量问题,两个或两个以上的物体与弹簧组成的系统相互作用的过,程，具有以下特点：,(1)能量转化方面，如果只有重力和系统内弹簧弹力做功，,系统机械能守恒,(2)如果系统内每个物体除弹簧弹力外所受合力为零，则当,弹簧伸长或压缩到最大程度时两物体速度相同,【考题题组】5(多选)如图5-4-7所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于O点(图中未标出)物块的质量为m，ABa，物块与桌面间的动摩擦因数为，现用水平向右的力将物块从O点拉至A点，拉力做的功为W.撤去拉力后物块由静止向左运动，经O点到达B,),点时速度为零，重力加速度为g.则上述过程中(图5-4-7,6如图5-4-8甲所示，在倾角为37足够长的粗糙斜面底端，一质量m1kg的滑块压缩着一轻弹簧且锁定，但它们并不相连，滑块可视为质点t0时解除锁定，计算机通过传感器描绘出滑块的v-t图象如图乙所示，其中Oab段为曲线，bc段为直线，在t10.1s时滑块已上滑s0.2m的距离(g取10m/s2，sin370.6，cos370.8)求：,(1)滑块离开弹簧后在图中bc段对应的加速度a及动摩擦因数的大小(2)t20.3s和t30.4s时滑块的速度v1、v2的大小(3)弹簧锁定时具有的弹性势能Ep.,甲,乙,图5-4-8,模型,用功能关系分析传送带模型,传送带模型是高中物理中比较典型的模型，有水平和倾斜两种情况一般设问的角度有两个：一是动力学角度，求物体在传送带上运动的时间、物体在传送带上能达到的速度、物体相对传送带滑过的位移等，运用牛顿第二定律结合运动学规律求解；二是能量的角度，求传送带对物体所做的功、物体和传送带由于相对滑动而产生的热量、因放上物体而使电动机多消耗的电能等,解决传送带系统能量转化问题的方法是：明确传送带和物体的运动情况求出物体在传送带上的相对位移，进而求出摩擦力对系统所做的总功明确能量分配关系，由能量守恒定律建立方程求解,1物体与传送带相对滑动时摩擦力的总功,(1)摩擦力对系统做的总功等于摩擦力对物体和传送带做,结论：滑动摩擦力对系统总是做负功，这个功的数值等于,摩擦力与相对位移的积,(2)摩擦力对系统做的总功的物理意义是：物体与传送带相,对运动过程中系统产生的热量，即Qfx.,2传送带系统能量的分配,传送带克服外力做的功W等于外界注入到传送带系统的能量E，通常情况下，这部分能量一部分转化为被传送物体的机械能E机，一部分由于相互摩擦转化为内能由能的转化和守恒定律得：EE机Q或WEkEpQ.,(1)物体从A运动到B共需多少时间？,(2)电动机因传送该物