高考物理总复习 第六章 第二单元 第4课 功能关系 能量转化和守恒定律课件 (2).ppt

第二单元能量守恒定律第4课功能关系能量转化和守恒定律 第六章功能关系和机械能 知能要求与高考展望 1 掌握功能关系 功是能量转化的量度 并能用于处理问题 2 考查题型齐全 在物理综合题中应用广泛 课前自修 1 功能关系做功的过程就是 的过程 物体 就有多少形式的能 为其他形式的能 功是能量转化的 2 能量的转化和守恒定律能量既不能凭空 也不能凭空 它只能从一种形式的能 为另一种形式的能 或者从一个物体 到另一个物体 在转化和转移过程中 能的总量保持不变 转移 能量转化 做了多少功 转化 量度 产生 消失 转化 重难突破 1 功与对应能量的变化关系 2 摩擦力做功的特点 题型探究 题型一 力做功与机械能的变化 例1 如图所示 在抗洪救灾中 一架直升机通过绳索 用恒力f竖直向上拉起一个漂在水面上的木箱 使其由水面开始加速上升到某一高度 若考虑空气阻力而不考虑空气浮力 则在此过程中 下列说法正确的有 a 力f所做的功减去克服空气阻力所做的功等于重力势能的增量b 木箱克服重力所做的功等于机械能的增量c 力f 重力 空气阻力三者合力所做的功等于木箱动能的增量d 力f和空气阻力的合力所做的功等于木箱机械能的增量 解析 对木箱受力分析如图所示 则由动能定理 wf mgh wf ek 故c正确 由上式得 wf wf ek mgh 故a错误 d正确 由重力做功与重力势能变化关系知b错误 故c d正确 答案 cd 方法点窍 分析功和能量变化的问题时应注意 1 合外力 包括重力 做功等于物体动能的改变量 2 与势能有关的力 重力 弹簧弹力 电场力 做功等于势能的改变量 题型二 摩擦生热问题 例2 电机带动水平传送带以速度v匀速转动 一质量为m的小木块由静止轻放在传送带上 若小木块与传送带之间的动摩擦因数为 如图所示 当小木块与传送带相对静止时 求 1 小木块的位移 2 传送带转过的路程 3 小木块获得的动能 4 摩擦过程产生的摩擦热 5 电机带动传送带匀速转动输出的总能量 解析 木块刚放上传送带时 速度为零 必然受到传送带的滑动摩擦力作用 做匀加速直线运动 达到与传送带相同速度后不再相对滑动 整个过程中木块获得一定的动能 系统要产生摩擦热 对小木块 相对滑动时 由ma mg得加速度a g 由v at得 达到相对静止时所用时间t 方法点窍 利用q fs相对进行热量q的计算时 关键是对相对路程s相对的理解 例如 如果两物体同向运动 s相对为两物体对地位移大小之差 如果两物体反向运动 s相对为两物体对地位移大小之和 如果一个物体相对另一个物体往复运动 则s相对为两物体相对滑行路径的总长度 题型三 能量守恒定律的综合应用 例3 如图所示 一物体质量为m 2kg 在倾角为 37 的斜面上的a点以初速度v0 3m s下滑 a点距弹簧上端b的距离为ab 4m 当物体到达b后将弹簧压缩到c点 最大压缩量bc 0 2m 然后物体又被弹簧弹上去 弹到的最高位置为d点 d点距a点ad 3m 挡板及弹簧质量不计 g取10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 求 1 物体与斜面间的动摩擦因数 2 弹簧的最大弹性势能epm 审题突破 本题考查能量守恒定律的综合应用 要注意分段审题 即物体从a到c的过程中 动能如何变化 重力势能如何变化 弹性势能如何变化 摩擦力做功引起生热如何计算 从a到d的过程中 弹性势能如何变化 如何计算机械能的减小量 减小量转化为哪些能量 解析 1 最后的d点与开始的a点比较 弹性势能变化量为0 动能减小量 ek mv02 0 9j 重力势能的减小量为 ep mgsadsin37 36j 机械能的减小量为 e ek ep 45j 根据能量守恒定律 机械能的减小量全部用来克服摩擦力做功 即转化为内能 有 wf fsac e 45j 而路程 s 5 4m 动摩擦力 f mgcos37 故 0 52 2 物体由a至c的过程中 动能减小量 ek mv02 0 9j 重力势能的减小量为 ep mgsacsin37 50 4j 因摩擦减小的机械能为 e w f fsac 35j 由能的转化和守恒定律 有 epm ek ep e 24 4j 答案 1 0 52 2 24 4j 方法点窍 1 有分有合的思维方法 对各能量交叉地使用分析与综合的方法 才能对客观事物有一个全面的深刻的认识 2 从能量角度综合 能量是沟通各个物体或一个物体各个阶段最基本的属性 直接从整个过程的能的转化和守恒的观点出发 可免去许多对复杂细节变化的处理 直达问题的症结所在 这是综合思想的又一具体体现 随堂训练 1 如图为采用蹲踞式起跑分解图 在发令枪响后 左脚迅速蹬离起跑器 在向前加速的同时提升身体重心 质量为m的运动员 在起跑时前进的距离s内 重心升高h 获得的速度为v 克服阻力做功为w阻 则在此过程中 a 运动员的机械能增加了mv2b 运动员的机械能增加了mv2 mghc 运动员克服重力做功为w重 mghd 运动员对自身做的功为w人 mv2 mgh w阻 错解 错选d 认为运动员克服摩擦力做功会造成机械能的减小 漏选b 认为机械能的增加量要加上克服摩擦力做的功 答案 bc 2 如图所示 木块a放在木板b的左端 用恒力f将木块a拉到木板b的右端 第一次将b固定在地面上 f做功为w1 系统产生的热量为q1 第二次让b可以在光滑水平地面上自由