高考物理新一轮复习（热点视角+对点自测+讲练互动）第五章第四节 功能关系 能量守恒课件 新人教版.ppt

第五章机械能及其守恒定律 第四节功能关系能量守恒 一 功能关系1 功是 的量度 即做了多少功就有多少能量发生了转化 2 做功的过程一定伴随着 而且 必通过做功来实现 能量转化 能量转化 能量转化 3 几种常见的功能关系 动能 重力势能 弹性势能 电势能 机械能 二 能量守恒定律1 内容 能量既不会 也不会凭空消失 它只能从一种形式 为另一种形式 或者从一个物体 到别的物体 在转化和转移的过程中 能量的总量 2 表达式 1 e1 e2 2 e减 e增 凭空产生 转化 转移 保持不变 1 单选 原创题 一木块沿粗糙斜面匀速上滑的过程中 斜面保持静止 下列说法正确的 a 木块的机械能守恒b 木块的重力势能增加量大于克服重力做的功c 木块所受合外力做的功等于重力势能变化量d 木块所受合外力做的功等于零 d 2 单选 2014 广东惠州调研 上端固定的一根细线下面悬挂一摆球 摆球在空气中摆动 摆动的幅度越来越小 对此现象下列说法正确的是 a 摆球机械能守恒b 总能量守恒 摆球的机械能正在减少 减少的机械能转化为内能c 能量正在消失d 只有动能和重力势能的相互转化 b 1 在应用功能关系解决具体问题的过程中 若只涉及动能的变化用动能定理分析 2 只涉及重力势能的变化用重力做功与重力势能变化的关系分析 3 只涉及机械能变化用除重力和弹力之外的力做功与机械能变化的关系分析 4 只涉及电势能的变化用电场力做功与电势能变化的关系分析 功能关系的应用 多选 2013 高考新课标全国卷 目前 在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运转 其中一些卫星的轨道可近似为圆 且轨道半径逐渐变小 若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中 只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用 则下列判断正确的是 a 卫星的动能逐渐减小b 由于地球引力做正功 引力势能一定减小c 由于气体阻力做负功 地球引力做正功 机械能保持不变d 卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小 bd 审题突破 1 轨道半径变小 卫星的线速度如何变化 2 半径变小的过程中 引力做正功还是负功 3 气体阻力做功 是什么能转化为什么能 1 多选 如图所示 轻质弹簧的一端与固定的竖直板p拴接 另一端与物体a相连 物体a静止于光滑水平桌面上 右端接一细线 细线绕过光滑的定滑轮与物体b相连 开始时用手托住b 让细线恰好伸直 然后由静止释放b 直至b获得最大速度 下列有关该过程的分析正确的是 a b物体的机械能一直减小b b物体的动能的增加量等于它所受重力与拉力做的功之和c b物体机械能的减少量等于弹簧的弹性势能的增加量d 细线拉力对a物体做的功等于a物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量 abd 解析 对b物体 在此过程中细线的拉力一直对其做负功 机械能一直减小 故a选项正确 由动能定理可知 b选项正确 由功能关系可知b物体的机械能减少量等于弹簧弹性势能的增加量和a物体动能增加量之和 故c选项错误 对a物体和弹簧组成的系统 只有细线的拉力对其做功 使其机械能增加 故d选项正确 1 静摩擦力做功的特点 1 静摩擦力可以做正功 也可以做负功 还可以不做功 2 相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零 3 静摩擦力做功时 只有机械能的相互转移 不会转化为内能 2 滑动摩擦力做功的特点 1 滑动摩擦力可以做正功 也可以做负功 还可以不做功 2 相互间存在滑动摩擦力的系统内 一对滑动摩擦力做功将产生两种可能效果 摩擦力做功的特点及应用 机械能全部转化为内能 有一部分机械能在相互摩擦的物体间转移 另外一部分转化为内能 3 摩擦生热的计算 q ffx相对 其中x相对为相互摩擦的两个物体间的相对路程 特别提醒 从功的角度看 一对滑动摩擦力对系统做的功等于系统内能的增加量 从能量的角度看 其他形式能量的减少量等于系统内能的增加量 如图所示 ab为半径r 0 8m的1 4光滑圆弧轨道 下端b恰与小车右端平滑对接 小车质量m 3kg 车长l 2 06m 车上表面距地面的高度h 0 2m 现有一质量m 1kg的滑块 由轨道顶端无初速度释放 滑到b端后冲上小车 已知地面光滑 滑块与小车上表面间的动摩擦因数 0 3 当车运动了t0 1 5s时 车被地面装置锁定 g 10m s2 试求 a 1 滑块到达b端时 轨道对它支持力的大小 2 车被锁定时 车右端距轨道b端的距离 3 从车开始运动到被锁定的过程中 滑块与车面间由于摩擦而产生的内能大小 审题突破 1 t 1 5s时 滑块是否已相对车静止了 如何判断 2 因摩擦而产生的内能用什么公式计算 课堂笔记 方法总结 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 做好受力情况分析 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q ff s相对中s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s相对为总的相对路程 答案 1 30n 2 1m 3 6j 2 单选 如图所示 木块a放在木块b的左端 用恒力f将a拉至b的右端 第一次将b固定在地面上 f做功为w1 生热为q1 第二次让b可以在光滑地面上自由滑动 仍将a拉到b右端 这次f做功为w2 生热为q2 则应有 a w1 w2 q1 q2b w1 w2 q1 q2c w1 w2 q1 q2d w1 w2 q1 q2 a 解析 拉力f做的功直接由公式w flcos 求得 其中l是物体对地的位移 所以w1 w2 滑动摩擦力做功过程中产生的内能等于系统克服摩擦力做的功 即 e q ffx相对 其中x相对表示物体之间的相对位移 在这里是b的长度 所以q1 q2 列能量守恒定律方程的两条基本思路 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 能量守恒定律及应用 如图所示 一物体质量m 2kg 在倾角 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ab 4m 当物体到达b点后将弹簧压缩到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点的距离ad 3m 挡板及弹簧质量不计 g取10m s2 sin37 0 6 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 1 物体到达c点时 原来在a点的动能和重力势能转化成了何种能量 2 物体由a到c的整个过程中 能量是如何转化的 课堂笔记 方法总结 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减和增加的能量总和 e增 最后由 e减 e增列式求解 3 2014 河南示范性高中五校联考 如图所示 光滑水平面ab与竖直面内的半圆形导轨在b点相切 半圆形导轨的半径为r 一个质量为m的物体将弹簧压缩至a点后由静止释放 在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧 当它经过b点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍 之后向上运动恰能到达最高点c 不计空气阻力 试求 1 物体在a点时弹簧的弹性势能 2 物体从b点运动至c点的过程中产生的内能 1 模型概述 传送带模型典型的有水平和倾斜两种情况 涉及功能角度的问题主要有 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 常依据功能关系或能量守恒定律求解 传送带模型中的功能问题 2 传送带模型问题中的功能关系分析 1 功能关系分析 wf ek ep q 2 对wf和q的理解 传送带的功 wf fx传 产生的内能q ffx相对 3 传送带模型问题的分析流程 建模感悟 1 水平传送带 共速后不受摩擦力 不再有能量转化 倾斜传送带 共速后仍有静摩擦力 仍有能量转移 2 滑动摩擦力做功 其他能量转化为内能 静摩擦力做功 不产生内能 4 飞机场上运送行李的装置为一水平放置的环形传送带 传送带的总质量为m 其俯视图如图所示 现开启电动机 传送带达到稳定运行的速度v后 将行李依次轻轻放到传送带上 若有n件质量均为m的行李