专题3-第2讲能量转化和守恒定律

1、研析考情研析考情考向定位功能关系和机械能守恒定律是近几年高考的热点， 特别是与曲线运动、 电磁学等内容相结合，考查解决生产、生活和现代科技中的实际问题的能力预计 2014 年将从下列角度命题：1.考查单体和系统机械能守恒的判断与理解2.滑动摩擦力做功情况下的功能关系，以及以传送带、滑块、弹簧、子弹打木块等为背景考查功能关系3.以力电综合的形式对综合应用知识的能力进行考查，常作为压轴题出现研析考情应考策略1.抓住功是能量变化的量度这一主线，准确把握某性质的力做功与某种形式的能量变化之间的对应关系2.利用功能关系解题的关键是善于将复杂的物理过程分解为若干个子过程， 根据每个子过程始末状态量及过程量

2、的特点选用相应的规律.3.机械能守恒定律应用时要注意系统的选取和表达式的选用.功能关系及其应用功能关系及其应用 1.解决功能关系问题应该注意的两个方面(1)分析清楚是什么力做功，并且清楚该力是做正功， 还是做负功；根据功能之间的一一对应关系，判定能的转化形式，确定能量之间的转化多少(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2常见的几种功能关系(2012安徽高考)如图所示，在竖直平面内有一半径为 R 的圆弧轨道，半径 OA 水平、OB 竖直，一个质量为 m 的小球自 A 的正上方 P 点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点 B 时恰好对轨道没有压力

3、已知 AP2R，重力加速度为 g，则小球从 P 到 B 的运动过程中()A重力做功 2mgRB机械能减少 mgRC合外力做功 mgRD克服摩擦力做功12mgR例 2(2013湖北百校联考第 2 次考试)如图所示为一匀强电场， 某带电粒子从 A 点运动到 B 点 在这一运动过程中克服重力所做的功为 2.0 J，电场力做功为 1.5 J则下列说法正确的是()A粒子带负电B粒子在 A 点的电势能比在 B 点的电势能少 1.5 JC粒子在 A 点的动能比在 B 点的动能多 1.5 JD粒子在 A 点的机械能比在 B 点的机械能少 1.5 J例3.(2013长春模拟)已知一足够长的传送带与水平面的倾角为

4、，以一定的速度匀速运动某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块(如图 323a 所示)， 以此时为t0 时刻，图 b(图中取沿斜面向上的运动方向为正方向， 其中两坐标大小v1v2)记录了物块之后在传送带上运动速度随时间的变化关系 已知传送带的速度保持不变(g 取 10 m/s2)，则下列说法正确的是()ababA若物块与传送带间的动摩擦因数为，则tan B0t2时间内，物块所受重力做功等于零C0t2时间内，传送带对物块做功为12mv2212mv21Dt1t2时间内，系统产生热量大小等于物块动能的增加量机械能守恒定律的应用机械能守恒定律的应用 机械能守恒表达式的选取(1)守恒观点：Ek1

5、Ep1Ek2Ep2.(需选取参考面)(2)转化观点：EpEk.(不需选取参考面)(3)转移观点：EA增EB减(不需选取参考面)例 1.(12 分)(2013合肥一中模拟)固定在竖直平面内的半圆形轨道与竖直轨道平滑连接，竖直轨道的上端有一个大小可忽略的小定滑轮，半圆形轨道的半径为 R，C 为轨道的最低点，竖直轨道高也为 R，两个质量分别为 2m 和 m 的小球 A 和 B 用轻质细线连在一起，所有接触面均光滑，如图 326 所示，开始时用手固定 B、使 A 紧靠近滑轮，突然撤去手后，A 由静止开始下滑，求 A 经过 C 点时的速度2破题技巧如图所示，半径为 r0.5 m 的光滑圆轨道被固定在竖直

6、平面内， 圆轨道最低处有一小球(小球半径比 r 小很多)现给小球一个水平向右的初速度v0，要使小球不脱离轨道运动，v0应满足(不计一切阻力，g 取 10 m/s2)Av00Bv02 5 m/sCv0 5 m/sDv0 10 m/s例 3.如图所示，绝缘弹簧的下端固定在斜面底端，弹簧与斜面平行，带电小球 Q(可视为质点)固定在光滑绝缘斜面上的 M 点，且在通过弹簧中心及小球中心的直线 ab 上现把与 Q 大小相同、带电性质也相同的小球 P，从直线 ab 上的 N 点由静止释放， 从小球 P 与弹簧接触到速度变为零的过程中()A小球 P 的速度先增大后减小B小球 P 和弹簧组成的系统的机械能守恒，

7、且 P 速度最大时所受弹力与库仑力的合力最大C小球 P 的动能、重力势能、电势能的总和不变D系统的机械能守恒能量的转化和守恒定律能量的转化和守恒定律 1.对定律的理解(1)某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加， 且减少量和增加量一定相等即E减E增(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即EA减EB增2应用能量守恒定律解题的步骤(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增例 4.如图

8、所示，质量为 m1 kg 的物块，以速度v04m/s 滑上正沿逆时针转动的水平传送带， 此时记为时刻 t0，传送带上 A、B 两点间的距离 L6 m，已知传送带的速度v2 m/s，物块与传送带间的动摩擦因数0.2，重力加速度g 取 10 m/s2.关于物块在传送带上的整个运动过程， 下列表述正确的是()A物块在传送带上运动的时间为 4 sB传送带对物块做功为 6 JC2.0 s 末传送带对物块做功的功率为 0D整个运动过程中由于摩擦产生的热量为 20 J例 5(2013安徽高考)质量为 m 的人造地球卫星与地心的距离为 r 时，引力势能可表示为 EpGMmr，其中 G 为引力常量，M 为地球质量该卫星原来在半径为 R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为 R2， 此过程中因摩擦而产生的热量为()AGMm(1R21R1)BGMm(1R11R2)C.GMm2(1R21R1)D.GMm2(1R11R2)例 6.如图所示，一轻弹簧左端固定在长木板 M 的左端，右端与小木块 m 连接，且 m、M 及 M 与地面间摩擦不计开始时，m 和 M 均静止，现同时对 m、M 施加等大反向的水平恒力 F1和 F2，设两物体开始运动以后的整个运动过程中，弹