高考物理复习 第5章第四节功能关系 能量的转化与守恒课件 沪科版.ppt

第四节功能关系能量的转化与守恒 课堂互动讲练 经典题型探究 知能优化演练 第四节功能关系能量的转化与守恒 基础知识梳理 基础知识梳理 一 功能关系1 内容 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 必须通过做功来实现 2 功与对应能量的变化关系 能量转化 能量的转化 能量的转化 动能 重力势能 弹性势能 机械能 内能 二 能量守恒定律1 内容 能量既不会消灭 也不会创生 它只会从一种形式 为其他形式 或者从一个物体 到另一个物体 而在转化和转移的过程中 能量的总量 2 表达式 e减 转化 转移 保持不变 e增 为什么重力做功不能改变物体的机械能 提示 因重力做功实现了重力势能和动能的相互转化 所以重力做功不改变物体的机械能 思考感悟 课堂互动讲练 一 几种常见的功能关系及摩擦力做功特点1 几种常见的功能关系表达式 1 合外力做功等于物体动能的改变 即w合 ek2 ek1 ek 2 重力做功等于物体重力势能的改变 即wg ep1 ep2 ep 3 弹簧弹力做功等于弹性势能的改变 即w弹 ep1 ep2 ep 4 除了重力和弹簧弹力之外的其他力所做的总功 等于物体机械能的改变 即w其他 e2 e1 e 5 电场力做功等于电势能的改变 即w电 ep1 ep2 ep 2 摩擦力做功的特点 名师点睛 一对相互作用的滑动摩擦力做功所产生的热量q fl相对 其中l相对是物体间相对路径长度 如果两物体同向运动 l相对为两物体对地位移大小之差 如果两物体反向运动 l相对为两物体对地位移大小之和 如果一个物体相对另一物体做往复运动 则l相对为两物体滑行路径的总长度 二 对能量守恒定律的理解和应用1 对定律的理解 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 应用定律解题的步骤 1 分清共有多少种形式的能 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 名师点睛 1 应用能量守恒定律解决有关问题 要分析所有参与变化的能量 2 高考考查该类问题 常综合平抛运动 圆周运动以及电磁学知识考查判断 推理及综合分析能力 即时应用 即时突破 小试牛刀 2 2010年高考山东理综卷 如图5 4 1所示 倾角 30 的粗糙斜面固定在地面上 长为l 质量为m 粗细均匀 质量分布均匀的软绳置于斜面上 其上端与斜面顶端齐平 用细线将物块与软绳连接 物块由静止释放后向下运动 直到软绳刚好全部离开斜面 此时物块未到达地面 在此过程中 图5 4 1 经典题型探究 图5 4 2 1 物块滑到o点时的速度大小 2 弹簧为最大压缩量d时的弹性势能 3 物块a被弹回到坡道上升的最大高度 答案 见解析 反思领悟 满足只有重力做功 或弹力做功 的情况下 机械能才守恒 而一般地有滑动摩擦力的情况下 机械能一般不守恒 要应用功能关系求解 电动机带动水平传送带以速度v匀速传动 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5 4 3所示 当小木块与传送带相对静止时 求 图5 4 3 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 思路点拨 小木块放在传送带上后 先做匀加速直线运动 直至与传送带相对静止 由牛顿运动定律和运动学公式 可解答 然后利用功能关系 求摩擦热 规律总结 本题主要考查功能关系在解决物体在传送带上运动的问题中的应用 解决这类问题的关键是要对物体进行受力分析 分析物体的运动过程 另外必须清楚电动机多输出的能量包含两个部分 一部分是使物体的机械能增加 一部分转化为皮带和物体的内能 互动探究例2中 求在这一过程中与不放物体时相比电动机多消耗的能量 解析 由能的转化与守恒定律得 电动机输出的总能量转化为小木块的动能与摩擦热 所以e总 ek q mv2 故多消耗的能量为mv2 答案 mv2 满分样板14分 2010年高考大纲全国卷 图5 4 4 如图5 4 4 mnp为竖直面内一固定轨道 其圆弧段mn与水平段np相切于n p端固定一竖直挡板 m相对于n的高度为h np长度为s 一物块自m端从静止开始沿轨道下滑 与挡板发生一次没有机械能损失的碰撞后停止在水平轨道上某处 若在mn段的摩擦可忽略不计 物块与np段轨道间的滑动摩擦因数为 求物体停止的地方与n点距离的可能值 思路点拨 分析物块的运动过程搞清重力势能的减小 全部用来克服摩擦力做功的关系 然后根据只发生一次碰撞确定可能情况进行求解 解题样板规范步骤 该得的分一分不丢 根据功能原理 在物块从开始下滑到静止的过程中 物块重力势能减小的数值 ep与物块克服摩擦力所做功的数值w相等 即 ep w 2分 设物块质量为m 在水平轨道上滑行的总路程为s 则 ep mgh 2分 w mgs 2分 设物块在水平轨道上停住的地方与n点的距离为d 若物块在与p碰撞后 在