高考物理一輪復(fù)習(xí) 功能關(guān)系 能量守恒定律課件 魯科版.ppt

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第4課時 功能關(guān)系 能量守恒定律,[知 識 梳 理] 知識點、功能關(guān)系 1．功能關(guān)系 (1)功是 的量度，即做了多少功就有多少 發(fā)生了轉(zhuǎn)化。 (2)做功的過程一定伴隨著 ，而且 必須通過做功來實現(xiàn)。,能量轉(zhuǎn)化,能量,能量的轉(zhuǎn)化,能量的轉(zhuǎn)化,2．能量守恒定律 (1)內(nèi)容：能量既不會消滅，也 。它只會從一種形 式 為其他形式，或者從一個物體 到另一個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量 。 (2)表達(dá)式：ΔE減＝ 。,不會創(chuàng)生,轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)移,保持不變,ΔE增,思維深化 判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“×”。 (1)力對物體做了多少功，物體就有多少能。 ( ) (2)物體在速度增大時，其機(jī)械能可能在減小。 ( ),(3)重力和彈簧彈力之外的力做功的過程是機(jī)械能和其他形式能量轉(zhuǎn)化的過程。 ( ) (4)一對互為作用力與反作用力的摩擦力做的總功，等于系統(tǒng)增加的內(nèi)能。 ( ) 答案 (1)× (2)√ (3)√ (4)√,[題 組 自 測] 題組一 對幾種功能關(guān)系的理解 1．2013年2月15日中午12時30分左右，俄羅斯車?yán)镅刨e斯克州發(fā)生天體墜落事件。墜落的隕石重量接近1萬噸，進(jìn)入地球大氣層的速度約為4萬英里每小時，隨后與空氣摩擦而發(fā)生劇烈燃燒，并在距離地面上空12至15英里處發(fā)生爆炸，產(chǎn)生大量碎片，假定某一碎片自爆炸后落至地面并陷入地下一定深度過程中，其質(zhì)量不變，則 ( ),A．該碎片在空中下落過程中重力做的功等于動能的增加量 B．該碎片在空中下落過程中重力做的功小于動能的增加量 C．該碎片在陷入地下的過程中重力做的功等于動能的改變量 D．該碎片在整個過程中克服阻力做的功等于機(jī)械能的減少量,解析 隕石在空中下落過程中，隕石與空氣之間的摩擦力對隕石做負(fù)功，由動能定理有：WG－Wf＝ΔEk，故WG＞ΔEk，A、B錯誤；隕石碎片在陷入地下的過程中，阻力同樣做負(fù)功，WG＞ΔEk，C錯誤；對全過程，由能量守恒定律可知機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機(jī)械能減少，內(nèi)能增大，由功能原理可知該碎片在整個過程中克服阻力做的功等于機(jī)械能的減少量，D正確。 答案 D,2．升降機(jī)底板上放一質(zhì)量為100 kg的物體，物體隨升降機(jī)由靜止開始豎直向上移動5 m時速度達(dá)到4 m/s，則此過程中(g取10 m/s2) ( ) A．升降機(jī)對物體做功5 800 J B．合外力對物體做功5 800 J C．物體的重力勢能增加500 J D．物體的機(jī)械能增加800 J,,題組二 能量守恒定律的應(yīng)用 3．如圖1所示，ABCD是一個盆式容器，盆內(nèi)側(cè)壁與盆底BC的連接處都是一段與BC相切的圓弧，B、C在水平線上，其距離d＝0.5 m。盆邊緣的高度為h＝0.3 m。在A處放一個質(zhì)量為m的小物塊并讓其由靜止下滑。已知盆內(nèi)側(cè)壁是光滑的，而盆底BC面與小物塊間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.1。小物塊在盆內(nèi)來回滑動，最后停下來，則停下的位置到B的距離為 ( ),,,4．(多選) 如圖2所示，表面粗糙的固定斜面頂端安裝一個定滑輪，物塊A、B用輕繩連接并跨過定滑輪(不計滑輪的質(zhì)量和摩擦)。初始時刻，手扶物塊B使物塊A、B處于靜止?fàn)顟B(tài)。松手后物塊A下落，物塊B沿斜面上滑，則從松手到物塊A著地前的瞬間(B未碰到滑輪) ( ) 圖2,A．物塊A減少的機(jī)械能等于物塊B增加的機(jī)械能 B．輕繩對物塊B做的功等于物塊B的機(jī)械能增量 C．輕繩對物塊A做的功等于物塊A的機(jī)械能變化量 D．摩擦力對物塊B做的功等于系統(tǒng)機(jī)械能的變化量,解析 由題意可知，斜面粗糙，B受到滑動摩擦力，對物塊A、B和斜面系統(tǒng)進(jìn)行分析，由能量守恒定律可知，物塊A減少的機(jī)械能等于物塊B增加的機(jī)械能加上摩擦產(chǎn)生的熱量，A錯誤；以物塊B為研究對象，由功能關(guān)系可知，輕繩拉力與摩擦力做的總功等于物塊B的機(jī)械能增量，B錯誤；以A物塊為研究對象，由功能關(guān)系可知，輕繩拉力做的功等于物塊A的機(jī)械能變化量，C正確；以物塊A、B組成的系統(tǒng)為研究對象，摩擦力做的功等于系統(tǒng)機(jī)械能的變化量，D正確。 答案 CD,考點一 對功能關(guān)系的理解與應(yīng)用 功是能量轉(zhuǎn)化的量度。力學(xué)中的功與對應(yīng)的能量的變化關(guān)系如下表所示：,【例1】 如圖3所示，是安裝在列車車廂之間的摩擦緩沖器結(jié)構(gòu)圖，圖中①和②為楔塊，③和④為墊板，楔塊與彈簧盒、墊板間均有摩擦，在車廂相互撞擊使彈簧壓縮的過程中 ( ) 圖3,A．緩沖器的機(jī)械能守恒 B．摩擦力做功消耗機(jī)械能 C．墊板的動能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D．彈簧的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為動能 解析 由于楔塊與彈簧盒、墊板間有摩擦力，即摩擦力做負(fù)功，則機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A錯誤，B正確；墊板動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和彈性勢能，故C錯誤；而彈簧彈性勢能也轉(zhuǎn)化為動能和內(nèi)能，故D錯誤。 答案 B,【變式訓(xùn)練】 1．(多選)如圖4所示，長木板A放在光滑的水平地面上，物體B以水平速度沖上A后，由于摩擦力作用，最后停止在木板A上，則從B沖到木板A上到相對木板A靜止的過程中，下述說法中正確的是 ( ) 圖4,A．物體B動能的減少量等于系統(tǒng)損失的機(jī)械能 B．物體B克服摩擦力做的功等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量 C．物體B損失的機(jī)械能等于木板A獲得的動能與系統(tǒng)損失的機(jī)械能之和 D．摩擦力對物體B做的功和對木板A做的功的總和等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量,解析 物體B以水平速度沖上A后，由于摩擦力作用，B減速運(yùn)動，A加速運(yùn)動，根據(jù)能量守恒定律，物體B動能的減少量等于A增加的動能和產(chǎn)生的熱量之和，選項A錯誤；根據(jù)動能定理，物體B克服摩擦力做的功等于B損失的動能，選項B錯誤；由能量守恒定律可知，物體B損失的機(jī)械能等于木板A獲得的動能與系統(tǒng)損失的機(jī)械能之和，選項C正確；摩擦力對物體B做的功等于B動能的減少量，摩擦力對木板A做的功等于A動能的增加量，由能量守恒定律，摩擦力對物體B做的功和對木板A做的功的總和等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量，選項D正確。 答案 CD,考點二 能量守恒定律的應(yīng)用 應(yīng)用能量守恒定律的解題步驟 1．選取研究對象和研究過程，了解對應(yīng)的受力情況和運(yùn)動情況。 2．分析有哪些力做功，相應(yīng)的有多少形式的能參與了轉(zhuǎn)化，如動能、勢能(包括重力勢能、彈性勢能、電勢能)、內(nèi)能等。 3．明確哪種形式的能量增加，哪種形式的能量減少，并且列出減少的能量ΔE減和增加的能量ΔE增的表達(dá)式。 4．列出能量轉(zhuǎn)化守恒關(guān)系式：ΔE減＝ΔE增，求解未知量，并對結(jié)果進(jìn)行討論。,圖5 A．m＝M B．m＝2M C．木箱不與彈簧接觸時，上滑的加速度大于下滑的加速度 D．在木箱與貨物從頂端滑到最低點的過程中，減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能,解析 根據(jù)功能關(guān)系知，木箱在下滑和上滑時克服摩擦力所做功等于接觸面之間產(chǎn)生的內(nèi)能。 木箱下滑時Q1＝Wf1＝μ(M＋m)glcos 30° ① 木箱上滑時Q2＝Wf2＝μMglcos 30° ② 木箱從開始下滑到彈簧壓縮至最短的過程中，設(shè)彈簧的最大彈性勢能為Epmax，則根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律得 (M＋m)glsin 30°＝Q1＋Epamx ③,,(1)滑塊到達(dá)B點時的速度大小vB； (2)水平面BC的長度s； (3)在壓縮彈簧過程中滑塊的最大速度vm。,,考點三 摩擦力做功的特點及應(yīng)用 1．靜摩擦力做功的特點 (1)靜摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功。 (2)相互作用的一對靜摩擦力做功的代數(shù)和總等于零。 (3)靜摩擦力做功時，只有機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)移，不會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。,2．滑動摩擦力做功的特點 (1)滑動摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功。 (2)相互間存在滑動摩擦力的系統(tǒng)內(nèi)，一對滑動摩擦力做功將產(chǎn)生兩種可能效果： ①機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能； ②有一部分機(jī)械能在相互摩擦的物體間轉(zhuǎn)移，另外一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。 (3)摩擦生熱的計算：Q＝fs相對。其中s相對為相互摩擦的兩個物體間的相對位移。,(1)物體從A運(yùn)動到B共需多少時間？ (2)電動機(jī)因傳送該物體多消耗的電能。,,傳送帶模型問題的分析流程,【變式訓(xùn)練】 3．如圖8所示，水平傳送帶兩端點A、B間的距離為l，傳送帶開始時處于靜止?fàn)顟B(tài)。把一個小物體放到右端的A點，某人用恒定的水平力F使小物體以速度v1勻速滑到左端的B點，拉力F所做的功為W1、功率為P1，這一過程物體和傳送帶之間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為Q1。隨后讓傳送帶以v2的速度勻速運(yùn)動，此人仍然用相同的恒定的水平力F拉物體，使它以相對傳送帶為v1的速度勻速從A滑行到B，這一過程中，拉力F所做的功為W2、功率為P2，物體和傳送帶之間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為Q2。下列關(guān)系中正確的是 ( ),圖8 A．W1＝W2，P1＜P2，Q1＝Q2 B．W1＝W2，P1＜P2，Q1＞Q2 C．W1＞W(wǎng)2，P1＝P2，Q1＞Q2 D．W1＞W(wǎng)2，P1＝P2，Q1＝Q2,,