高考人教版物理功能关系能量守恒定律命题点一轮复习课件ppt

1、高考人教版物理功能关(Guan)系能量守恒定律命题点一轮复习第一页，共四十八页。基础过(Guo)关考点(Dian)研析素养提升第二页，共四十八页。基础(Chu)知识一、功能(Neng)关系基础过关 紧扣教材自主落实1.功是 的量度,即做了多少功就有多少 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.能量转化能量能量的转化能量的转化第三页，共四十八页。Ek3.常见的功能(Neng)关系功关系式变化关系合力做功W合=_做正功, 增加,做负功, 减少重力做功WG=_做正功,重力势能 做负功,重力势能_弹簧弹力做功W弹=_做正功,弹性势能 做负功,弹性势能_电场力做功W电=_做正功

2、, 减少做负功, 增加除重力(或系统内弹力)外其他力做功W其他=_引起系统 变化克服滑动摩擦力做功与内能的关系W克=fx相对=E内引起系统内能变化,产生_动(Dong)能动能-Ep减少增加-Ep减少增加-Ep电势能电势能E机机械能热量第四页，共四十八页。-mgL增(Zeng)加mgL减(Jian)少mgL-2mgR增加2mgR减少2mgR负功增加第五页，共四十八页。二、能量守(Shou)恒定律1.内容:能量既不会凭空 ,也不会凭空消失,它只能从一种(Zhong)形式 为另一种形式,或者从一个物体 到另一个物体,在 的过程中,能量的总量 .产生转化转移转化和转移保持不变2.表达式(1)E初=E末

3、,初状态各种能量的 等于末状态各种能量的 .(2)E增=E减,增加的那些能量的增加量等于减少的那些能量的减少量.总和总和第六页，共四十八页。第七页，共四十八页。(1)力对物体做了多少功,物体就(Jiu)有多少能.( )过(Guo)关巧练1.思考判断(2)物体速度增大时,其机械能可能在减小.( )(3)滑动摩擦力做功时,一定会引起机械能的转化.( )(4)一个物体的能量增加,必定有别的物体能量减少.( )(5)功可以变为能,能可以变为功.( )第八页，共四十八页。2.一个系统的机械(Xie)能增大,究其原因,下列推测正确的是( )A.可能是重力对系统做了功B.一定是合外力对系统做了功C.一定是系

4、统克服合外力做了功D.可能是摩擦力对系统做了功D解析:只有重力做功,系统的机械能守恒,选项A错误;除重力、弹力之外的力做正(Zheng)功时,系统机械能增加,做负功时则减少,故选项B、C错误;如果摩擦力对系统做正(Zheng)功,则系统机械能增加,故选项D正(Zheng)确.第九页，共四十八页。3.(2019河北唐山模拟)(多选)光滑水平面上静置一质量(Liang)为M的木块,一质量为m的子弹以水平速度v1射入木块,以速度v2穿出,木块速度变为v,对这个过程,下列说法中正确的是( )AD第十页，共四十八页。第十一页，共四十八页。A4.(2019海南三亚模拟)如图所示,长为L的轻绳悬挂一个质量为

5、m的小球,开始时绳竖直,小球与倾角=45且静止于水平面的三角形物块刚好接触.现用水平恒力F向左推动三角形物块,直至轻绳与斜面平行,此时小球的速度大小为v.重力加速度为g,不计所有的摩擦.下列说法中正确的是( )A.上述过程中,推力F做(Zuo)的功为FLB.上述过程中,斜面对小球做的功等于小球增加的动能C.上述过程中,推力F做的功等于小球增加的机械能D.轻绳与斜面平行时,绳对小球的拉力大小为mgsin 45第十二页，共四十八页。第十三页，共四十八页。考点一功能(Neng)关系的理解与应用功是能量转化的量度,力学中(Zhong)几种常见的功能关系如下:考点研析 核心探究重难突破第十四页，共四十八

6、页。A.物体重力势能减少量一定小于WB.弹簧弹性势能增加量一定等于WC.物体与弹簧组成的(De)系统机械能增加量为WD.若将物体从A处由静止释放,则物体到达B处时的动能为WBD第十五页，共四十八页。第十六页，共四十八页。【针对训练1】 (2019河北唐山模拟)轻质弹簧右端固定在墙上,左端与一质量m=0.5 kg的物块相连,如图(甲)所示.弹簧处于原长状态,物块静止且与水平面间的动摩擦因数=0.2.以物块所在处为原点,水平向右为正方向建立x轴.现对物块施加水平向右的外力F,F随x轴坐标变化(Hua)的关系如图(乙)所示.物块运动至x=0.4 m处时速度为零.则此时弹簧的弹性势能为(g取10 m/

7、s2)( )A.3.1 JB.3.5 JC.1.8 JD.2.0 JA第十七页，共四十八页。解析(Xi):物块与水平面间的摩擦力为Ff=mg=1 N.现对物块施加水平向右的外力F,由F-x图像面积表示外力F做的功,可知F做功W=3.5 J,克服摩擦力做功Wf=Ffx=0.4 J.由功能关系可知W-Wf=Ep,此时弹簧的弹性势能为Ep=3.1 J,选项A正确.第十八页，共四十八页。【针对训练2】(多选) 如图,一固定斜面倾角为30,一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度,沿(Yan)斜面向上做匀减速运动,加速度的大小等于重力加速度的大小g.若物块上升的最大高度为H,则此过程中,物块的( )A

8、C第十九页，共四十八页。考(Kao)点二摩擦力做功与能量的关系两种摩擦力(Li)做功情况比较 类别比较静摩擦力滑动摩擦力能量的转化方面在静摩擦力做功的过程中,只有机械能从一个物体转移到另一个物体,而没有机械能转化为其他形式的能量(1)相互摩擦的物体通过滑动摩擦力做功,将部分机械能从一个物体转移到另一个物体(2)部分机械能转化为内能一对摩擦力的总功方面一对静摩擦力所做总功的代数和等于零一对相互作用的滑动摩擦力对物体系统所做的总功,大小等于摩擦力与两个物体相对路程的乘积,即Wf=-fx相对做功情况两种摩擦力对物体都可以做正功、负功,还都可以不做功第二十页，共四十八页。【典例2】 如图所示,质量M=

9、4 kg的滑板B静止放在光滑水平面上,滑板右端固定一根轻质弹簧,弹簧的自由端C到滑板左端的距离L=0.5 m,可视为质点的小木块A质量m=1 kg,原来静止于滑板的左端,滑板与木块A之间(Jian)的动摩擦因数=0.2.当滑板B受水平向左恒力F=14 N作用时间t后撤去F,这时木块A恰好到达弹簧自由端C处,此后运动过程中弹簧的最大压缩量为s=5 cm.g取10 m/s2.求:第二十一页，共四十八页。答(Da)案:(1)1 s (1)水(Shui)平恒力F的作用时间t;第二十二页，共四十八页。(2)木(Mu)块A压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能;答(Da)案:(2)0.3 J 第二十三页，共四十

10、八页。(3)当小木块A脱离弹簧且系统达到稳定后,整个运动过程中(Zhong)系统所产生的热量.答(Da)案:(3)1.4 J解析:(3)二者同速之后,设木块相对木板向左运动离开弹簧后系统又能达到共同速度v,相对木板向左滑动距离为x,有(m+M)v=(m+M)v得v=v由能的转化与守恒定律可得Ep=mgx解得x=0.15 m由于s+Lx且xs,故假设成立整个过程系统产生的热量为Q=mg(L+s+x)解得Q=1.4 J.第二十四页，共四十八页。方法(Fa)技巧摩擦生(Sheng)热掌握“三点”(1)大小:系统内因滑动摩擦力做功产生的热量Q=fx相对.(2)原因:有滑动摩擦力的系统内存在相对位移.摩

11、擦生热Q=fx相对中,x相对是两物体间相对运动的位移,即同向相加、反向相减.(3)能量转化有两种形式:一是相互摩擦的物体之间机械能转移;二是机械能转化为内能(即热量).第二十五页，共四十八页。【针对训练】如图所示,劲度系数为k的轻弹簧一端固定在墙上,个小物块(可视为质(Zhi)点)从A点以初速度v0向左运动、接触弹簧后运动到C点时速度恰好为零,弹簧始终在弹性限度内.A,C两点间距离为L,物块与水平面间动摩擦因数为,重力加速度为g,则物块由A点运动到C点的过程中,下列说法正确的是( )D第二十六页，共四十八页。第二十七页，共四十八页。考点三能量守恒定律的理解与(Yu)应用1.对(Dui)能量守恒

12、定律的理解(1)转化: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)转移:某个物体的能量减少,一定存在其他物体的能量增加,且减少量和增加量相等.2.运用能量守恒定律解题的基本思路第二十八页，共四十八页。第二十九页，共四十八页。(1)物体A向下运动刚到达(Da)C点时的速度大小;答(Da)案:(1)2 m/s第三十页，共四十八页。(2)弹簧的最大压(Ya)缩量;答(Da)案:(2)0.4 m第三十一页，共四十八页。(3)弹簧中的最大弹性势(Shi)能.答(Da)案:(3)6 J第三十二页，共四十八页。反思(Si)总结能量的转化问(Wen)题涉及滑动摩擦力做功,机

13、械能不守恒,机械能要转化为内能(热量);若涉及弹簧类问题,研究系统包含弹簧,则弹力做功不影响系统的机械能,若研究对象不包含弹簧,则部分能量转化为弹性势能,当弹簧伸长或缩短到最大限度时弹性势能最大,当弹簧为自然状态时,系统内某一端的物体具有最大速度.第三十三页，共四十八页。1.动能定理、重力做功与重力势能关系(四川卷,1)韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员.他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离,重力对他做功1 900 J,他克服阻力做功100 J,韩晓鹏在此过程中( )A.动能增(Zeng)加了1 900 JB.动能增加了2 000 JC.重力势能减小

14、了1 900 JD.重力势能减小了2 000 JC题(Ti)组训练第三十四页，共四十八页。解析:由题可得(De),重力做功1 900 J,则重力势能减少 1 900 J,选项C正确,D错误;由动能定理WG-Wf=Ek可得动能增加1 800 J,选项A,B错误.第三十五页，共四十八页。2.系统能量转化综合问题 (多选)如图所示,质量相同的两物体a,b,用不可伸长的轻绳跨接在同一光滑的轻质定滑轮两侧,a在水平桌面的上方,b在水平粗糙桌面上.初始时用力压住b使a,b静止,撤去此压力后,a开始运动,在a下降的过程中,b始终未离开桌面.在此过程中( )A.a的动能小于b的动能B.两物体机械能的变化量相等

15、C.a的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量D.绳的拉力对a所做的功(Gong)与对b所做的功的代数和为零AD第三十六页，共四十八页。解析:轻绳两端沿绳方向的速度分量大小相等,故可知a的速度等于b的速度沿绳方向的分量,a的动能比b的动能小,选项A正确;因为b与地面有摩擦力,运动时有热量产生(Sheng),所以该系统机械能减少,而B,C两项均为系统机械能守恒的表现,选项B,C错误;轻绳不可伸长,两端分别对a,b做功大小相等,符号相反,选项D正确.第三十七页，共四十八页。核心(Xin)素养【思维(Wei)拓展】 生产、生活中的能量守恒问题素养提升 学科素养演练提升与生产、生活相联系的能量守恒问

16、题往往具有试题情景新颖,所叙述的内容可能平时很少涉及,但问题的实质仍是能量转化与守恒定律的应用.对于该类问题,可通过认真读题,确定所研究的物理过程的初末状态,分析在状态变化过程中哪些形式的能量减少了,又有哪些形式的能量增加了,然后根据E减=E增列式求解.第三十八页，共四十八页。【示例】如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图.图中和为楔块,和为垫板,楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦.在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中( )A.缓冲器的机(Ji)械能守恒B.摩擦力做功消耗机械能C.垫板的动能全部转化为内能D.克服摩擦力做功使弹簧的弹性势能减少B第三十九页，共四十八页。解析:列车车厢之间的摩擦缓冲装置

17、在车厢相互撞击过程中有摩擦力,弹簧弹力做功,有动能、弹性势能的相互转化,也(Ye)有摩擦热的产生,能量转移或转化过程中满足能量守恒定律.在车厢相互撞击使弹簧压缩过程中,由于要克服摩擦力做功,且缓冲器所受合外力做功不为零,因此机械能不守恒,A项错误;克服摩擦力做功消耗机械能,B项正确;撞击以后垫板和车厢有相同的速度,因此动能并不为零,C项错误;压缩弹簧过程,弹簧的弹性势能增加,D项错误.第四十页，共四十八页。【即学即练】 构建和谐型、节约型社会深得民心,节能器材遍布于生活的方方面面,自动充电式电动车就是很好的一例,电动车的前轮装有发电机,发电机与蓄电池连接.当骑车者用力蹬车或电动车自动滑行时,电

18、动车就可以连通发电机向蓄电池充电,将其他形式的能转化成电能储存起来.现有某人骑车以5 kJ的初动能在粗糙的水平路面上滑行,第一次关闭自动充电装置,让(Rang)车自由滑行,其动能随位移变化关系如图中直线a所示;第二次启动自动充电装置,其动能随位移变化关系如图中曲线b所示,则第二次向蓄电池所充的电能接近( ) A.5 kJB.4 kJC.3 kJD.2 kJD第四十一页，共四十八页。第四十二页，共四十八页。高考(Kao)模拟1. (天津卷,2)滑雪运动深受人民群众喜爱.某滑雪运动员(可视为质点)由坡道进入(Ru)竖直面内的圆弧形滑道AB,从滑道的A点滑行到最低点B的过程中,由于摩擦力的存在,运动员的速率不变,则运动员沿AB下滑过程中( )A.所受合外力始终为零B.所受摩擦力大小不变C.合外力做功一定为零D.机械能始终保持不变C第四十三页，共四十八页。解析:运动员做匀速圆周运动,合外力指向圆心,A错误;对运动员受力分析如图所示,Ff=mgsin ,下(Xia)滑过程中减小,sin 变小,故摩擦力Ff变小,B错误;由动能定理知,匀速下滑动能不变,合外力做功为零,C正确;运动员下滑过程中动能不变,重力势能减小,