《高考备考指南 理科综合 物理》课件-第5章 第4讲

机械能及其守恒定律第五章第4讲功能关系能量转化和守恒定律栏目导航01知识梳理回顾03随堂限时集训02考点各个击破04配套训练知识梳理回顾1功能关系、能量守恒1．功能关系(1)能的概念：一个物体能够____________，这个物体就具有能量．(2)各种不同形式的能量可以______________，功是____________的量度，即做了多少功就有__________发生了转化．(3)做功的过程一定伴随着____________，而且__________必通过做功来实现．2．能量转化和守恒定律能量既不能凭空__________，也不能凭空________，它只能从一种形式____________为另一种形式或者从一个物体____________到另一个物体．对外做功相互转化能量转化多少能量能量的转化能量的转化产生消失转化转移夯基题组(2017年四川名校检测)空降伞兵在某次跳伞训练中，打开伞之前的运动可视为匀加速直线运动，其加速度为a，下降的高度为h，伞兵和装备系统的总质量为m，取重力加速度为g.此过程中伞兵和装备系统的(

)A．动能减少了mah B．动能增加了mghC．重力势能减少了mgh D．重力势能增加了mgh【答案】C【解析】系统做匀加速直线运动，速度增大，动能增加．由牛顿第二定律知，系统所受的合力

F＝ma，由动能定理知动能的增加量等于合力做功，为mah，故A、B错误；系统的高度下降了h，重力做功为mgh，所以重力势能减小了mgh，故C正确，D错误．考点各个击破21．功能关系做功的过程就是能量转化的过程，做功的数值等于转化的能量，这是功能关系的普遍意义．2．功能关系的主要形式(1)合外力做的功等于物体动能的增量：W合＝ΔEk.(2)重力做的功等于重力势能的减少量：WG＝－ΔEp.(3)弹力做的功等于弹性势能的减少量：W＝－ΔEp.此处，统一有ΔEp＝E末－E初．考点1功能关系和能量转化与守恒(4)除系统内的重力和弹力以外，其他力做的总功等于系统机械能的增量：WF＝E末－E初．(5)由于滑动摩擦而产生的热量等于滑动摩擦力乘以相对路程．静摩擦力即使对物体做功，也没有机械能转化为内能．注意：对绳子突然绷紧、物体间发生非弹性碰撞等问题除题目特别说明以外，必定有机械能损失．3．能量的转化与守恒减少的总量一定等于增加的总量，据此列出等式：ΔE减＝ΔE增．功是能量转化的量度，要熟悉什么力做功与什么能转化对应起来，并能够通过求某力做了多少功知道某种形式能变化了多少．考点2摩擦力做功分析比较类别静摩擦力滑动摩擦力不同点能量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(静摩擦力起着传递机械能的作用)，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，此部分能量就是系统机械能的损失量一对摩擦力的总功方面一对静摩擦力所做功的代数总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，等于摩擦力与两个物体相对路程的乘积，即Wf＝－f·l相对，表示物体克服摩擦力做功，系统损失机械能转变成内能相同点正功、负功、不做功方面两种摩擦力对物体可以做正功、负功，还可以不做功易错警示：一对相互作用的滑动摩擦力做功所产生的热量Q＝f·l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个物体做往复运动，则l相对为两物体相对滑行路径的总长度．【答案】AD物体在传送带上先做匀加速直线运动，然后做匀速直线运动，根据工件和传送带之间的相对路程大小，求出摩擦产生的热量；根据能量守恒知，多消耗的能量一部分转化为物体的动能，一部分转化为摩擦产生的内能．对于此类功能关系多过程物理综合题，关键是理清物体的运动过程，知道物体的运动规律，结合动能定理、牛顿第二定律和运动学公式进行求解．1．功能关系和能量守恒定律是高考的必考内容，该类型的问题具有非常强的综合性，题目类型以计算题为主，通常会与其他物理的相关知识结合，试题复杂、灵活性强、难度大，我们经常需要用动力学和能量观点来解决一些单体多过程，或者多体多过程问题．2．多运动过程问题是近几年高考试题中的热点题型，往往应用动能定理或机械能守恒定律、能量守恒定律等规律，需要在解题时冷静思考，弄清运动过程，注意不同过程连接点速度的关系，对不同过程运用不同规律分析解决．微讲堂＋用动力学和能量观点求解多过程问题例3

过山车是游乐场中常见的设施．如图所示是一种过山车的简易模型，它由水平轨道和竖直平面内的三个圆形轨道组成，B、C、D分别是三个圆形轨道的最低点，B、C间距与C、D间距相等，半径R1＝2.0m、R2＝1.4m．一个质量m＝1.0kg的小球(视为质点)，从轨道的左侧A点以v0＝12.0m/s的初速度沿轨道向右运动，A、B间距L1＝6.0m．小球与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.2，圆形轨道是光滑的．假设水平轨道足够长，圆形轨道间不相互重叠．重力加速度取g＝10m/s2，计算结果保留小数点后1位数字．(1)求小球在经过第一个圆形轨道的最高点时，轨道对小球作用力的大小．(2)如果小球恰好能通过第二个圆形轨道，B、C间距L应是多少？(3)在满足(2)的条件下，如果要使小球恰能通过第三个圆形轨道，则其半径R3应是多大？练3如图所示，质量为m＝1kg的可视为质点的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的P点，随传送带运动到A点后水平抛出，小物块恰好无碰撞地沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆弧轨道下滑，圆弧轨道与质量为M＝2kg的足够长的小车左端在最低点O点相切，并在O点滑上小车．水平地面光滑，当物块运动到障碍物Q处时与Q发生无机械能损失的碰撞．碰撞前物块和小车已经相对静止，而小车可继续向右运动(物块始终在小车上)，小车运动过程中和圆弧无相互作用．已知圆弧半径R＝1.0m，圆弧对应的圆心角θ为53°，A点距水平面的高度h＝0.8m，物块与小车间的动摩擦因数为μ＝0.1，重力加速度g＝10m/s2，