高三物理一轮复习 第5章 第4节 功能关系 能的转化和守恒定律精品课件 新人教版.ppt

第4节功能关系能的转化和守恒定律 考点1 机械能的变化等于除重力 或弹力 以外的力做的功 例1 已知货物的质量为m 在某段时间内起重机将货物以a的加速度加速升高h 则在这段时间内叙述正确的是 重力加速度为g a 货物的动能一定增加mah mghb 货物的机械能一定增加mahc 货物的重力势能一定增加mahd 货物的机械能一定增加mah mgh 切入点 运用动能定理 功能关系分析 解析 准确把握功和对应能量变化之间的关系是解答此类问题的关键 具体分析如下 续表 答案 d点评 在应用功能关系时 应首先弄清研究对象 明确力对 谁 做功 就要对应 谁 的位移 从而引起 谁 的能量变化 在应用能量的转化和守恒时 一定要明确存在哪些能量形式 哪些是增加的 哪些是减少的 然后再列式求解 考点2 能的转化和守恒定律的应用 1 滑环第一次通过圆弧轨道o2的最低点f处时对轨道的压力 2 滑环通过圆弧轨道o1最高点a的次数 3 滑环克服摩擦力做功所通过的总路程 图5 4 1 切入点 分析有哪些力做功 能量是怎样转化的 点评 运用能的转化与守恒定律解题时 应首先弄清楚各种能量间的转化关系 这种转化是靠做功实现的 因此 物体运动过程中各个力的功是解题的关键 抓住能量转化和各个力的功是解决这种问题的基础 题型一 摩擦力做功过程中的能量转化 例3 2009 合肥模拟 如图5 4 2所示 水平长传送带始终以速度v 3m s匀速运动 现将一质量为m 1kg的物块放于左端 无初速度 最终物块与传送带一起以3m s的速度运动 在物块由速度为零增加至v 3m s的过程中 求 图5 4 2 1 物块从速度为零增至3m s的过程中 由于摩擦而产生的热量 2 由于放了物块 带动传送带的电动机多消耗多少电能 解析 1 小物块刚放到传送带上时其速度为零 将相对传送带向左滑动 受到一个向右的滑动摩擦力 使物块加速 最终与传送带达到相同速度v 题型二 功能关系的综合应用 例4 如图5 4 3所示 一物体质量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 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 图5 4 3 点评 1 由于摩擦力的存在 因此机械能不守恒 所以要用功能关系求解 2 弹簧被压缩最短时 具有最大弹性势能 即题目中的c点 图5 4 4 d 解析 由题意知pb高度为r 所以从p到b重力势能减少了mgr 故a错误 在b点 轨道压力为0 所以v2 gr 从p到b由动能定理 阻力做功为mgr 2 故机械能减少了mgr 2 所以b错误 合外力的功为mgr 2 所以c错误 d正确 a m mb m 2mc 木箱不与弹簧接触时 上滑的加速度等于下滑的加速度d 在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中 减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能 图5 4 5 答案 b 3 2012 安徽卷 质量为0 1kg的弹性球从空中某高度由静止开始下落 该下落过程对应的v t图象如图5 4 6所示 球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的3 4 该球受到的空气阻力大小恒为f 取g 10m s2 求 图5 4 6 3 2012 安徽卷 质量为0 1kg的弹性球从空中某高度由静止开始下落 该下落过程对应的v t图象如图5 4 6所示 球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的3 4 该球受到的空气阻力大小恒为f 取g 10m s2 求 1 弹性球受到的空气阻力f的大小 2 弹性球第一次碰撞后反弹的高度h 解析 解析 4 2011 辽宁沈阳 如图5 4 7所示 甲 乙两种粗糙面不同的传送带倾斜于水平地面放置 以同样恒定速率v向上运动 现将一质量为m的小物体 视为质点 轻轻放在a处 小物体在甲传送带上到达b处时恰好达到传送带的速率v 在乙传送带上到达离b竖直高度为h的c处时达到传送带的速率v 已知b处离地面高度均为h 则在物体从a到b的运动过程中 a 两种传送带对小物体做功相等b 将小物体传送到b处 两种传送带消耗的电能相等c 两种传送带与小物体之间的动摩擦因数不同d 将小物体传送到b处 两种系统产生的热量相等 图5 4 7 答案 ac 5 2011 广东六校联考 2010年广州亚运会上 刘翔重归赛场 以打破亚运记录的方式夺得110米跨栏的冠军 他采用蹲踞式起跑 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 如图5 4 8所示 假设质量为m的运动员 在起跑时前进的距离s内 重心升高量为h 获得的速度为v 阻力做功为w阻 则在此过程中 图5 4 8 答案 bd 6 如图5 4 9所示 质量m 1kg的物块从h 0 8m高处沿光滑斜面滑下 到达底部时通过光滑圆弧bc滑至水平传送带cd上 cd部分长l 2m 传送带在皮带轮带动下以v