2020版高考物理总复习第五章第3节功能关系能量守恒定律课件.pptx

1、第3节功能关系能量守恒定律,基础过关,考点研析,素养提升,基础过关 紧扣教材自主落实,一、功能关系 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. 3.常见的功能关系,基础知识,能量转化,能量,能量的转化,能量的转化,Ek,动能,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,二、能量守恒定律 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 . 2.表达式 (1)E初=E末,初状态各种能量的 等于末状态各种能

2、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.,产生,转化,转移,转化和转移,保持不变,总和,总和,过关巧练,1.思考判断 (1)力对物体做了多少功,物体就有多少能.( ),(2)一个力对物体做了正功,物体动能一定增加.( ) (3)滑动摩擦力做功时,一定会引起机械能的转化.( ) (4)一个物体的重力做了多少负功,物体的重力势能一定增加多少.( ) (5)功可以变为能,能可以变为功.( ),2.(多选)下列对能量守恒定律的认识,正确的是( ) A.某种形式的能量减少,一定存在其他形式的能量增加 B.某个物体的能量减少,必然有其他物体的能量增加 C.散失到周围环

3、境中的内能还能回收重新利用 D.石子从空中落下,最后停止在地面上,说明机械能消失了,AB,解析:由能量守恒定律可知,能量既不会消灭,也不会创生,能量只能从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到其他物体,选项A,B正确,D错误;散失到周围环境中的内能不能回收重新利用,选项C错误.,3.(2019湖南长沙模拟)(多选)一人用力把质量为m的物体由静止竖直向上匀加速提升h,速度增加为v,则对此过程,下列说法正确的是( ),AB,考点研析 核心探究重难突破,考点一功能关系的理解与应用,1.对功能关系的理解 (1)做功的过程就是能量转化的过程,不同形式的能量发生相互转化是通过做功来实现的. (2)功

4、是能量转化的量度,功和能的关系,一是体现在不同的力做功,对应不同形式的能转化,具有一一对应关系,二是做功的多少与能量转化的多少在数值上相等.,2.应用功能关系解决问题注意点 (1)解决功能关系问题时,应通过分析明确有哪些力做功、做正功还是做负功,根据功能之间的对应关系,判定能量之间的转化情况. (2)根据功能之间的转化情况,可确认什么力做功,方便计算变力做功的多少.,【典例1】 (2019内蒙古巴彦淖尔一中月考)(多选)如图所示,粗糙斜面上的轻质弹簧一端固定,另一端与小物块相连,弹簧处于自然长度时物块位于O点.现将物块拉到A点后由静止释放,物块运动到最低点B,图中B点未画出.下列说法正确的是(

5、 ) A.B点一定在O点左下方 B.速度最大时,物块的位置可能在O点左下方 C.从A到B的过程中,物块和弹簧的总机械能一定减小 D.从A到B的过程中,物块减小的机械能一定等于它克服摩擦力做的功,BC,解析:弹簧处于自然长度时物块处于O点,所以在O点弹簧弹力为零,物体从A向B运动过程,受重力、支持力、弹簧的拉力和滑动摩擦力,由于不知道滑动摩擦力的具体大小,所以无法判断B点在O点的上方还是下方,故选项A错误;重力沿斜面向下的分力可能大于、等于、小于摩擦力,若mgsin f,速度最大时物块的位置在O点下方,故选项B正确;从A到B的过程中,滑动摩擦力一直做负功,故物块和弹簧组成的系统机械能减小,故选项

6、C正确;从A到B的过程中,物块减小的机械能等于克服弹力和摩擦力做的功之和,则物块减小的机械能大于它克服摩擦力做的功,故选项D错误.,【针对训练】 (2019河北衡水中学模拟)(多选)如图(甲)所示,物体以一定初速度从倾角=37的斜面底端沿斜面向上运动,上升的最大高度为3.0 m,选择斜面底端为参考平面,上升过程中,物体的机械能E随高度h的变化如图(乙)所示, g=10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8,下列说法正确的是( ) A.物体的质量m=1 kg B.物体可能静止在斜面顶端 C.物体回到斜面底端时的动能Ek=10 J D.物体上升过程的加速度大小a=15 m/s2,A

7、C,考点二摩擦力做功与能量的关系,1.两种摩擦力做功的比较,2.求解相对滑动物体的能量问题的方法 (1)正确分析物体的运动过程,做好受力分析. (2)利用运动学公式,结合牛顿第二定律分析物体的速度关系及位移关系. (3)求解摩擦生热问题时,由于滑动摩擦力与两物体间相对位移的乘积等于产生的内能,则Q=Ffx相对.,(1)滑块到达B端时,轨道对它支持力的大小; (2)车被锁定时,车右端距轨道B端的距离; (3)从车开始运动到被锁定的过程中,滑块与车面间由于摩擦而产生的内能大小.,思路探究 (1)如何判断车运动1.5 s时,滑块是否已相对车静止? 答案:求出二者同速所用的时间,与1.5 s进行分析比

8、较. (2)如何求出因摩擦而产生的内能大小? 答案:Q=mgl相对.,答案:(1)30 N(2)1 m(3)6 J,对滑动摩擦力做功与能量间关系的反思 (1)滑动摩擦力做多少功并非产生多少内能. (2)滑动摩擦力可能做正功,也可能做负功,做正功时摩擦力为动力,物体的机械能增加.,反思总结,1.传送带中的摩擦力做功问题(多选)如图所示,水平传送带由电动机带动,并始终保持以速度v匀速运动.现将质量为m的某物块无初速地放在传送带的左端,经过时间t物块保持与传送带相对静止.设物块与传送带间的动摩擦因数为,对于这一过程,下列说法正确的是( ),题组训练,ACD,2.滑块木板中的摩擦力做功问题(2018河

9、北衡水中学四调)(多选)如图所示,光滑水平面上放着足够长的木板B,木板B上放着木块A,A,B间的接触面粗糙,现在用一水平拉力F作用在A上,使其由静止开始运动,则下列说法正确的是( ) A.拉力F做的功等于A,B系统动能的增加量 B.拉力F做的功大于A,B系统动能的增加量 C.拉力F和B对A做的功之和小于A的动能的增加量 D.A对B做的功等于B的动能的增加量,BD,解析:对整体分析可知,F做功转化为两个物体的动能及系统的内能,故F做的功一定大于A,B系统动能的增加量,故A错误,B正确;由动能定理可知,拉力F和B对A做的功之和等于A的动能的增加量,A对B做的功等于B的动能的增加量,选项C错误,D正

10、确.,考点三能量守恒定律的理解与应用,1.对能量守恒定律的理解 (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,审题指导,(1)物体A向下运动刚到C点时的速度; (2)弹簧的最大弹性势能.,1.涉及摩擦的能量问题(2018河北唐山一模)如图所示,半圆形轨道MON竖直放置且固定在地面上,直径MN水平.一小物块从M点正上方高度为H处自由下落,正好在M点滑入半圆轨道,测得其第一次离开N点后上升的最大高度为 .小物块接着下落,从N点滑入半圆轨道

11、,在向M点滑行过程中(整个过程不计空气阻力)( ) A.小物块正好能到达M点 B.小物块一定到不了M点 C.小物块一定能冲出M点 D.不能确定小物块能否冲出M点,题组训练,C,2.涉及弹簧的能量问题(2018四川泸州一诊)(多选)如图所示,一个质量为m的刚性圆环套在粗糙的竖直固定细杆上,圆环的直径略大于细杆的直径,圆环的两边与两个相同的轻质弹簧的一端相连,轻质弹簧的另一端连在和圆环同一高度的墙壁上的P,Q两点处,弹簧的劲度系数为k,起初圆环处于O点,弹簧处于原长状态且弹簧的原长为L.细杆上面的A,B两点到O点的距离都为L.将圆环拉至A点由静止释放,重力加速度为g,对于圆环从A点运动到B点的过程

12、中,下列说法正确的是( ),CD,素养提升 学科素养演练提升,【物理方法】 用能量观点求解往复运动问题,1.方法概述 有些问题中物体的运动过程具有重复性、往返性,而描述运动的物理量多数是变化的,且重复次数又往往很难确定.求解这类问题时若运用牛顿运动定律及运动学公式将非常繁琐,甚至无法解出,而用能量观点分析这类问题可迎刃而解.,2.基本思路,【示例】 如图所示,斜面的倾角为,质量为m的滑块距挡板P的距离为x0处以初速度v0沿斜面上滑,滑块与斜面间的动摩擦因数为,滑块所受摩擦力小于重力沿斜面向下的分力.若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失,滑块经过的总路程是( ),A,【即学即练】 如图所示,ABC

13、D是一个盆式容器,盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧,BC水平,其宽度d=0.50 m.盆边缘的高度为h=0.30 m.在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止开始下滑.已知盆内侧壁是光滑的,而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为=0.10.小物块在盆内来回滑动,最后停下来,则停的地点到B的距离为( ) A.0.50 mB.0.25 mC.0.10 mD.0,D,解析:设小物块在BC段通过的总路程为s,由于只有水平面上存在摩擦力,则小物块从A点开始运动到最终静止的整个过程中,由功能关系得mgh-mgs=0代入数据可解得s=3 m.由于d=0.50 m,所以,小物块在BC段经过3次

14、往复运动后停在B点,选项D正确.,高考模拟,1.(2018全国卷,18)如图,abc是竖直面内的光滑固定轨道,ab水平,长度为2R; bc是半径为R的四分之一圆弧,与ab相切于b点.一质量为m的小球,始终受到与重力大小相等的水平外力的作用,自a点处从静止开始向右运动.重力加速度大小为g.小球从a点开始运动到其轨迹最高点,机械能的增量为( ) A.2mgRB.4mgRC.5mgRD.6mgR,C,2.(2018江苏卷,7)(多选)如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端连接一小物块, O点为弹簧在原长时物块的位置.物块由A点静止释放,沿粗糙程度相同的水平面向右运动,最远到达B点.在从A到B的过程中,物

15、块( ) A.加速度先减小后增大 B.经过O点时的速度最大 C.所受弹簧弹力始终做正功 D.所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功,AD,解析:由A点开始运动时,F弹Ff,合力向右,小物块向右加速运动,弹簧压缩量逐渐减小,F弹减小,由F弹-Ff=ma知,a减小;当运动到F弹=Ff时,a减小为零,此时弹簧仍处于压缩状态,由于惯性,小物块继续向右运动,此时,F弹Ff,小物块做减速运动,且随着压缩量继续减小,F弹与Ff差值增大,即加速度增大;当越过O点后,弹簧被拉伸,此时弹力方向与摩擦力方向相同,有F弹+Ff=ma,随着拉伸量增大,a也增大.故从A到B过程中,物块加速度先减小后增大,在压缩状态F弹=Ff时速度达到最大,选项A正确,B错误.在AO段物块运动方向与弹力方向相同,弹力做正功,在OB段运动方向与弹力方向相反,弹力做负功,选项C错误;由动能定理知,A到B的过程中,弹力做功和摩擦力做功之和为0,选项D正确.,3.(2017全国卷,24)一质量为8.00104 kg的太空飞船从其飞行轨道返回地面.飞船在离地面高度1.601