第四章++专题4　功能关系　能量守恒定律++课件+-2027届高考物理一轮专题复习

课时4功能关系能量守恒定律考点一对功能关系的理解与应用基础梳理1.功能关系(1)功是能量转化的量度,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能量的转化,而且能量的转化必须通过做功来实现。2.几种常见的功能关系及其表达式力做功能的变化定量关系合力做功动能变化W=Ek2-Ek1=ΔEk重力做功重力势能变化(1)重力做正功,重力势能(2)重力做负功,重力势能(3)WG=-ΔEp=弹簧弹力做功弹性势能变化(1)弹力做正功,弹性势能(2)弹力做负功,弹性势能

(3)W弹=-ΔEp=Ep1-Ep2减少增加Ep1-Ep2减少增加只有重力、弹簧弹力做功机械能机械能守恒,ΔE=除重力和弹簧弹力之外的其他力做功机械能(1)其他力做多少正功,物体的机械能就

多少(2)其他力做多少负功,物体的机械能就

多少(3)W其他=

不变化0变化增加减少ΔE一对相互作用的滑动摩擦力做功

机械能

,

内能

(1)作用于系统的一对滑动摩擦力一定做负功,系统内能(2)摩擦生热Q=安培力做功电能变化(1)克服安培力做的功等于电能增加量(2)W克安=E电电场力做功电势能变化(1)电场力做正功,电势能减小(2)电场力做负功,电势能增加(3)W电=-ΔEp减少增加增加Ffx相对典例精析命题视角1对功能关系的理解,能量转化规律与力学模型分析的综合应用【典例1】

(容易)(2023·浙江1月选考)一位游客正在体验蹦极,绑上蹦极专用的橡皮绳后从跳台纵身而下。游客从跳台下落直到最低点过程中(

)A.弹性势能减小B.重力势能减小C.机械能保持不变D.绳一绷紧动能就开始减小B解析:B假设不考虑空气阻力,橡皮绳绷紧后继续下降,故橡皮绳的弹性势能不断增加,人的机械能不断减少,选项A、C错误;游客从跳台下落直到最低点过程,高度一直下降,重力势能不断减小,选项B正确;当弹力与重力相等时,游客速度最大,因此游客动能先增大后减小,选项D错误。命题视角2功能关系与图像的结合,结合图像分析功能关系,考查对知识理解与应用能力【典例2】

(中等)在大力士比赛中,选手竖直向上抛出一重物。取抛出点为重力势能零点,上升阶段重物的机械能E总和重力势能Ep随它离开抛出点的高度h的变化如图所示。重力加速度g取10m/s2,由图中数据可得(

)A.重物的质量为2.5kgB.h=8m时,重物的动能为200JC.重物上升过程中,阻力大小恒为100ND.重物上升过程中,合力做功为-1000JD解析:D由题图可知,h=8m时E总=Ep=mgh=800J,则此时的动能为零,解得重物的质量为m=10kg,A、B错误;根据功能关系,ΔE总=-F阻h=800J-1000J,解得重物上升过程中,阻力大小F阻=25N,C错误;根据题意可知,重物从抛出到最高点,重力做功-800J,阻力做功-200J,可知合力做功为-1000J,D正确。命题视角3摩擦力做功与能量转化,综合考查摩擦力做功特性、能量转化形式计算及多过程模型分析问题能力1.两种摩擦力的做功情况比较项目静摩擦力滑动摩擦力不同点能量的转化方面不会引起系统机械能的变化。只使系统中物体间机械能发生转移引起系统机械能的变化。一方面使系统中物体间机械能转移,另一方面使系统总机械能减少,减少的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功的代数和等于零一对滑动摩擦力所做功的代数和不为零,总功

W=-Ffx相对,即相对滑动时产生的热量相同点做功的性质方面两种摩擦力对物体可以做正功、负功,还可以不做功2.求解相对滑动物体的能量问题的解题思维链【典例3】

(中等)(多选)一长木板静止于光滑水平面上,一小物块(可视为质点)从左侧以某一速度滑上木板,最终和木板相对静止一起向右做匀速直线运动。在物块从滑上木板到和木板相对静止的过程中,物块的位移是木板位移的4倍,设板块间滑动摩擦力大小不变,则(

)A.物块动能的减少量等于木板动能的增加量B.摩擦力对木板做的功等于木板动能的增加量C.因摩擦而产生的内能等于物块克服摩擦力所做的功D.因摩擦而产生的内能是木板动能增加量的3倍BD解析:BD根据能量守恒定律可知,物块动能减少量等于木板动能增加量与因摩擦产生的内能之和,A错误;根据动能定理可知,摩擦力对木板做的功等于木板动能的增加量,B正确;设物块与木板之间的摩擦力为Ff,木板的位移为x,则物块的位移为4x,物块克服摩擦力所做的功为Wf=Ff·4x,对木板根据动能定理可得木板动能的增加量为ΔEk=Ffx,因摩擦产生的内能为Q=Ffs相=Ff·3x,可知因摩擦而产生的内能小于物块克服摩擦力所做的功,因摩擦而产生的内能是木板动能增加量的3倍,C错误,D正确。考点二对能量守恒定律的理解与应用基础梳理对能量守恒定律的两点理解(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。典例精析命题视角对能量守恒定律的理解与应用,考查模型构建、数学运算及能量转化逻辑推理能力【典例4】

(中等)(人教版必修第二册P100复习与提高B组T3变式)(多选)如图为位于新疆哈密的熔盐塔式光热发电站,电站中有约14000块五边形定日镜随太阳转动,每块约50平方米,定日镜将吸收的阳光反射到中心位置的吸热塔上。太阳落山后,熔盐继续放热保证24小时不间断发电。已知地球的半径R=6400km,地球到太阳的距离r=1.5×1011m,太阳能照射到地球上时,有约30%在穿过大气层的过程中被云层或较大的粒子等反射,有约20%被大气层吸收,现测得在地球表面垂直于太阳光方向每平方米面积上,接收到太阳能的平均功率为P=6.8×102W。哈密全年日照时数约3400小时,该电站已实现年供电2.0×108kW·h,可供24万人一整年的生活用电。已