高考物理二轮复习 第1部分 核心突破 专题2 能量、动量和原子物理 第2讲 功能关系和能量守恒课件.ppt

核心专题突破 第一部分 专题二能量 动量和原子物理 第2讲功能关系和能量守恒 命题规律 机械能守恒定律是历年高考的重点 命题规律是 1 判断系统在某一过程机械能是否守恒 2 结合物体的平抛运动 圆周运动等典型运动应用机械能守恒定律 3 结合弹簧 杆和绳等相互作用的系统考查机械能守恒定律 题型一机械能守恒定律的应用 2 机械能是否守恒的判断方法 1 用做功来判断 分析物体或系统受力情况 包括内力和外力 明确各力做功的情况 若对物体或系统只有重力或弹力做功 没有其他力做功或其他力做功的代数和为零 则机械能守恒 2 用能量转化来判定 若物体系中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化 则物体系机械能守恒 3 对一些绳子突然绷紧的问题 除非题目特别说明 机械能必定不守恒 BD 突破点拨 1 光滑固定斜面 光滑短圆弧 光滑水平面 说明A B两球不受摩擦力的作用 2 A B两球 含轻杆 组成的系统 从静止到滑到水平面上的整个过程中只有 力做功 故机械能 3 A球 B球都在斜面上下滑的过程中 两球各自的机械能都 B球刚滑到水平面到A球刚滑到水平面的过程中 B球的机械能 A球的机械能 变式考法 在上述题1中 系统下滑的整个过程中杆的弹力对A球做多少功 A球机械能如何变化 C AD 1 机械能守恒定律的三种表达式 1 守恒观点 EK1 Ep1 EK2 Ep2 2 转化观点 Ep Ek 3 转移观点 EA增 EB减 2 判断机械能是否守恒的三个注意 1 必须准确地选择系统 在此基础上分析内力和外力的做功情况 判断系统机械能是否守恒 2 当研究对象 除地球以外 只有一个物体时 往往根据是否 只有重力做功 来判定机械能是否守恒 3 当研究对象 除地球以外 由多个物体组成时 往往根据是否 没有摩擦和介质阻力 来判定机械能是否守恒 命题规律 功能关系是历年高考的重点和热点 是必考的 命题特点是 1 功和能量变化的对应关系的应用 2 对滑动摩擦做功与产生内能 热量 关系的应用 3 结合力和运动关系 功和能关系 考查学生的综合分析能力 题型二功能关系的应用 方法点拨 1 常见的功能关系 1 合外力做功与动能的关系 W合 Ek 2 重力做功与重力势能的关系 WG Ep 3 弹力做功与弹性势能的关系 W弹 Ep 4 除重力弹力以外其他力做功与机械能的关系 W其他 E机 5 滑动摩擦力做功与内能的关系 Ffx相对 E内 6 电场力做功与电势能的关系 We Ep 2 功能关系的选用原则 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 5 只涉及弹性势能的变化用弹力做功与弹性势能变化的关系分析 1 小球的初速度v0 2 小球第二次通过C点时对轨道的压力FC 3 小球第二次通过C点后在CD段上运动的总路程s 突破点拨 1 沿轨道完成一周运动 恰好到达轨道最高点的速度最小必须为零 2 回到B点时最小速度为零 3 小球第二次通过C点 做圆周运动 变式考法 上述考题1中 小球在运动过程中最终损失的机械能是多少 BD 3 2016 浙江五校二次联考 如图所示 在水平轨道竖直安放一个与水平面夹角为 长度为L0 以v0逆时针匀速转动的传送带和一半径为R的竖直圆形光滑轨道 水平轨道的PQ段铺设特殊材料 调节其初始长度为L 水平轨道左侧有一轻质弹簧 左端固定 弹簧处于自然伸长状态 小物块A轻放 初速度为0 在传送带顶端 通过传送带 水平轨道 圆形轨道 水平轨道后与弹簧接触 之后A压缩弹簧并被弹簧弹回 弹回速度为刚与弹簧接触时速度的一半 经水平轨道返回圆形轨道 物块A可视为质点 已知R 0 2m 37 L0 1 8m L 1 0m v0 6m s 物块A质量为m 1kg 与传送带间的动摩擦因数为 1 0 5 与PQ段间的动摩擦因数为 2 0 2 轨道其他部分摩擦不计 物块从传送带滑到水平轨道时机械能不损失 取g 10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 求 1 物块A滑到传送带底端时速度的大小 2 物块A刚与弹簧接触时的速度大小 3 物块A返回到圆形轨道的高度 4 若仅调节PQ段的长度L 当L满足什么条件时 A物块能返回圆形轨道且能沿轨道运动而不会脱离轨道 功能关系的应用 五注意 1 分清是什么力做功 并且分析该力做正功还是做负功 根据功能之间的对应关系 判定能的转化形式 确定能量之间的转化情况 2 也可以根据能量之间的转化情况 确定是什么力做功 尤其可以方便计算变力做功的多少 3 功能关系反映了做功和能量转化之间的对应关系 功是能量转化的量度和原因 在不同问题中的具体表现不同 4 一对相互作用的静摩擦力做功代数和为0 不改变系统机械能 5 一对相互作用的滑动摩擦力做功代数和小于0 系统机械能减小 转化为内能 题型三能量守恒定律的应用 命题规律 能量守恒定律是高考命题的热点 命题规律是 1 能量守恒定律结合动力学知识考查力学综合问题 2 能量守恒定律应用于电场和磁场及电磁感应现象考查力电综合问题 方法点拨 1 对能量守恒定律的理解 1 内容 能量既不会凭空产生 也不会凭空消失 它只能从一种形式转化为另一种形式 或者从一个物体转移到别的物体 在转化和转移的过程中 能量的总量保持不变 2 两种理解 某种形式的能量减小 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 某物体的能量减少 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 应用能量转化与守恒定律解题的步骤 1 明确研究对象和研究过程 了解对应的受力情况和运动情况 2 分析有哪些力做功 相应的有多少形式的能参与了转化 如动能 势能 包括重力势能 弹性势能 电势能 内能等 3 明确哪种形式的能量增量 哪种形式的能量减小 并且列出减小的能量 E减和增加的能量 E增的表达式 4 列出能量转化守恒关系式 E减 E增 求解未知量 并对结果进行讨论 1 2016 西安质检 如图所示 固定斜面的倾角 30 物体A与斜面之间的动摩擦因素为 轻弹簧下端固定在斜面底端 弹簧处于原长时上端位于C点 用一根不可伸长的轻绳跨过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B 滑轮右侧绳子与斜面平行 A的质量为2m B的质量为m 初始时物体A到C点的距离为L 现给A B一初速度v0使A开始沿斜面向下运动 B向上运动 物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点 已知重力加速度为g 不计空气阻力 整个过程中 轻绳始终处于伸直状态 求 1 物体A向下运动刚到C点时的速度 2 弹簧的最大压缩量 3 弹簧中的最大弹性势能 突破点拨 1 物体A将弹簧压缩到最短时 弹簧的压缩量最大 其弹性势能也最大 2 物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点 物体的速度应为零 变式考法 考题1中 A和B系统在从开始到返回C过程中的机械能的减小量是多少 BD 3 2016 太原模拟 如图所示 在竖直平面内 粗糙的斜面轨道AB的下端与光滑的圆弧轨道BCD相切于B C是最低点 圆心角 BOC 37 D与圆心O等高 圆弧轨道半径R 1 0m 现有一个质量为m 0 2kg可视为质点的小物体 从D点的正上方E点处自由下落 DE距离h 1 6m 小物体与斜面AB之间的动摩擦因数 0 5 取sin37 0 6 cos37 0 8 g 10m s2 求 1 小物体第一次通过C点时轨道对小物体的支持力FN的大小 2 要使小物体不从斜面顶端飞出 斜面的长度LAB至少要多长 3 若斜面已经满足 2 要求 小物体从E点开始下落 直至最后在光滑圆弧轨道做周期性运动 在此过程中系统因摩擦所产生的热量Q的大小 能量守恒定律的应用技巧 1 若过程只有动能和势能的相互转化 应首先考虑应用机械能守恒定律 2 若过程涉及摩擦力做功 一般应考虑应用动能定理或能量守恒定律 3 若过程涉及电势能和机械能之间的转化 应考虑应用能量守恒定律 4 无论运用哪种形式的功能关系 都应遵照下列步骤 确定始末状态 分析哪种形式的能量增加 哪种形式的能量减少 是什么力做功所致 列出能量的增加量和减少量的具体表达式 使 E增 E减 动力学和功能观点的综合应用 预测 2016 淄博一模 如图所示是用传送带装运煤块的示意图 其中传送带长L 6m 倾角 37 煤块与传送带间的动摩擦因数 0 8 传送带的主动轮和从动轮半径相等 主动轮轴顶端与运