高考物理一轮复习 第5章 机械能 第4讲 功能关系 能量守恒定律课件 新人教版.ppt

走向高考 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 高考总复习 机械能 第五章 第4讲功能关系能量守恒定律 第五章 1 知道功是能量转化的量度 掌握重力的功 弹力的功 合力的功与对应的能量转化关系 2 知道自然界中的能量转化 理解能量守恒定律 并能用来分析有关问题 1 能的概念 一个物体能够 这个物体就具有能量 2 规律 各种不同形式的能量可以 而且在转化的过程中能量 功能关系 对外做功 相互转化 守恒 3 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 1 重力做正功 重力势能 重力做负功 重力势能 2 弹力做 弹性势能减少 弹力做 弹性势能 能量转化 做了多少功 转化 量度 减少 增加 正功 负功 增加 能量转化和守恒定律 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 或从一个物体 到另一个物体 而在转化和转移的过程中 能量的总量 凭空产生 转化 转移 保持不变 答案 1 功是能量转化的量度 力对物体做了多少功 物体就有多少能量发生转化 2 3 4 答案 ad 答案 b解析 由于空气阻力的作用 机械能减少 机械能不守恒 内能增加 机械能转化为内能 能量总和不变 b正确 答案 c 功能关系的理解和应用 1 对功能关系的进一步理解 1 做功的过程就是能量转化的过程 不同形式的能量发生相互转化是通过做功来实现的 2 功是能量转化的量度 功和能的关系 一是体现到不同的力做功 对应不同形式的能转化 具有一一对应关系 二是做功的多少与能量转化的多少在数值上相等 2 几种常见的功能关系及其表达式 思路引导 1 物体受到哪些力作用 2 物体受力做功情况如何 哪些力做功引起机械能的变化 答案 1 重力和竖直向上的力 2 重力做正功 竖直向上的力做负功 竖直向上的力 答案 a 名师归纳 对各种功能关系熟记于心 力学范围内 应牢固掌握以下三条功能关系 1 重力做的功等于重力势能的变化 弹力做的功等于弹性势能的变化 2 合外力做的功等于动能的变化 3 除重力 弹力外 其他力做的功等于机械能的变化 答案 ac 摩擦力做功的特点及应用 1 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 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 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 2 摩擦生热的计算 q ffl相对 其中l相对为相互摩擦的两个物体间的相对路程 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 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 思路引导 1 如何判断车运动1 5s时 滑块是否已相对车静止了 2 如何求出因摩擦而产生的内能大小 答案 1 求出二者共速所用的时间 与1 5s进行分析比较 2 q ffl相对 答案 1 30n 2 1m 3 6j 名师归纳 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q ff l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 a 0 50mb 0 25mc 0 10md 0答案 d 能量守恒定律及应用 对能量守恒定律的两点理解1 某种形式的能量减少 一定有另外形式的能量增加 且减少量和增加量相等 即 e减 e增 2 某个物体的能量减少 一定有别的物体的能量增加 且减少量和增加量相等 即 ea减 eb增 思路引导 1 物体从开始位置a点到最后d点的过程中 弹性势能 选填 有 或 没有 发生变化 利用公式q ff x计算摩擦生热时 x表示 2 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 答案 1 没有路程 2 转化为弹簧的弹性势能和因摩擦而产生的热能 答案 1 0 52 2 24 46j 名师归纳 应用能量守恒定律解题的基本思路 1 分清有多少形式的能 如动能 势能 包括重力势能 弹性势能 电势能 内能等 在变化 2 明确哪种形式的能量增加 哪种形式的能量减少 并且列出减少的能量 e减和增加的能量 e增的表达式 3 列出能量守恒关系式 e减 e增 不能正确理解各种功能关系 a 弹簧的弹性势能一直减小直至为零b a对b做的功等于b机械能的增加量c 弹簧弹性势能的减少量等于a和b机械能的增加量d a所受弹簧弹力和重力做功的代数和等于a动能的增加量错因分析 错解1对机械能间的转化分析不到位 以为弹簧的弹性势能全部转化为动能 所以弹性势能为零时速度最大而错选a项 错解2功能关系和机械能守恒的条件不明确 a对b为弹力做功 误认为只要是重力和弹力做功 物体的机械能就不变 判断b项错误 错解3做功情况分析不全面 认为只有弹簧弹力和重力对a做功 导致功能关系建立错误而错选d项 解析 由于弹簧一直处于压缩状态 故弹性势能一直减小 但当弹簧弹力等于a b重力沿斜面向下的分力时 a b的加速度减小为零 速度达到最大 此时弹簧的弹性势能没有减为零 故a项错误 由功能关系可知 除重力外其余力做的功等于物体机械能的增量 球b受重力和a对b的作用力 故a对b做的功等于b机械能的增加量 故b项正确 由于a b和弹簧整体系统机械能守恒 故弹簧弹性势能的减少量等于a和b机械能的增加量 故c项正确 对物体a 弹簧弹力做正功 重力和b对a沿斜面向下的弹力做负功 由动能定理可知 a所受弹簧弹力和重力做功的代数和等于a动能的增加量与b对a沿斜面向下的弹力做的功之和 大于a动能的增加量 故d项错误 答案 bc 误区警示 对功能关系的理解和应用易出现以下错误 1 对功和能的概念理解不清 误认为功就是能 能就是功 实际上功是过程量 能是状态量 功是能量转化的量度 2 不能熟练掌握重力做的功等于重力势能的变化 弹簧弹力做的功等于弹性势能的变化 合外力做的功等于动能的变化 其他力做的功等于机械能的变化等功能关系 3 对于功能关系的适用范围不清楚 在高中阶段动能定理一般用于单个物体或单个物体系统 机械能守恒适用于多个物体组成的系统 a 子弹损失的动能与木块获得的动能之比为 s1 s2 s2b 子弹损失的动能与系统获得的内能之比为 s1 s2 s1c 木块获得的动能与系统获得的内能之比为s2 s1d 木块获得的动能与系统获得的内能之比为s1 s2答案 abc 传送带模型 1 传送带模型是高中物理中比较成熟的模型 典型的有水平和倾斜两种情况 一般设问的角度有两个 1 动力学角度 首先要正确分析物体的运动过程 做好受力分析 然后利用运动学公式结合牛顿第二定律求物体及传送带在相应时间内的位移 找出物体和传送带之间的位移关系 2 能量角度 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 常依据功能关系或能量守恒定律求解 2 传送带模型问题中的功能关系分析 1 功能关系分析 w ek ep q 2 对w和q的理解 传送带做的功 w fx传 产生的内能q ffl相对 传送带模型问题的分析流程 1 工件与传送带间的动摩擦因数 2 电动机由于传送工件多消耗的电能 a 第一阶段和第二阶段摩擦力对物体都做正功b 第一阶段摩擦力对物体做的功大于物体机械能的增加量c 第二阶段摩擦力对物体做的功等于第二阶段物体机械能的增加量d 第一阶段摩擦力与物体和传送带间的相对位移的乘积在数值上等于系统产生的内能答案 acd 解析 对物体受力分析 受到重力 支持力和摩擦力 摩擦力一直沿斜面向上 故摩擦力一直做正功 故a正确 根据功能关系 除重力 弹力外 其他力做功对应机械能的变化 故第一阶段摩擦力对物体做的功等于物体机械能的增加 故b错误 除重力外其余力做的功是机械能变化的量度 由于支持力不做功 故物体从底端到顶端全过程机械能的增加等于全过程摩擦力对物体所做的功 故c正确 第一阶段摩擦力对物体所做的功一部分转化为物体的动能 另一部分转化为物体及传送带的内能 第二阶段 摩擦力对物体所做的功都转化为机械能 故摩擦力与相对位移的乘积在数值上等于系统产生的内能 故d正确 答案 bd 1 请画出f随x变化的示意图 并根据f x图象求物块沿x轴从o点运动到位置x的过程中弹力所做的功 2 物块由x1向右运动到x3 然后由x3返回到x2 在这个过程中 a 求弹力所做的功 并据此求弹性势能的变化量 b 求滑动摩擦