高考新課標(biāo)物理一輪復(fù)習(xí)課件4.4功能關(guān)系能量轉(zhuǎn)化和守恒定律

1、1.功能關(guān)系 (1)能的概念：一個(gè)物體能對(duì)外做功，這個(gè)物體就具有能量 (2)功能關(guān)系 功是 的量度，即做了多少功就有 發(fā)生了轉(zhuǎn)化 做功的過(guò)程一定伴隨著 ，而且 必通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn),第4講功能關(guān)系、能量轉(zhuǎn)化和守恒定律,能量轉(zhuǎn)化,多少能量,能量的轉(zhuǎn)化,能量的轉(zhuǎn)化,(3)功與對(duì)應(yīng)能量的變化關(guān)系,動(dòng)能,重力勢(shì)能,彈性勢(shì)能,電勢(shì)能,分子勢(shì)能,機(jī)械能,2.能量守恒定律 (1)內(nèi)容：能量既不會(huì)消滅，也 它只會(huì)從一種形式 為其他形式，或者從一個(gè)物體 到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量 (2)表達(dá)式：E減 .,不會(huì)創(chuàng)生,轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)移,保持不變,E增,常見的功能關(guān)系,1已知貨物的質(zhì)量為m，在某段時(shí)間內(nèi)起

2、重機(jī)將貨物以a的加速度加速升高h(yuǎn)，則在這段時(shí)間內(nèi)，下列敘述正確的是(重力加速度為g)() A貨物的動(dòng)能一定增加mahmgh B貨物的機(jī)械能一定增加mah C貨物的重力勢(shì)能一定增加mah D貨物的機(jī)械能一定增加mahmgh 答案D,2一個(gè)盛水袋，某人從側(cè)面緩慢推裝液體的袋壁使它變形至如圖441所示位置，則此過(guò)程中袋和液體的重心將() A逐漸升高 B逐漸降低 C先降低再升高 D始終不變 解析人對(duì)液體做正功，液體的機(jī)械能增加，液體緩慢移動(dòng)可以認(rèn)為動(dòng)能不變，故重力勢(shì)能增加，重心升高，A正確 答案A,3(2011廣州模擬)下列說(shuō)法正確的是() A隨著科技的發(fā)展，第一類永動(dòng)機(jī)是可以制成的 B太陽(yáng)照射到地球

3、上的光能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空間的能量都消失了 C“既要馬兒跑，又讓馬兒不吃草”違背了能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，因而是不可能的 D有種“全自動(dòng)”手表，不用上發(fā)條，也不用任何形式的電源，卻能一直走動(dòng)，說(shuō)明能量可以憑空產(chǎn)生 答案C,4如圖442所示，美國(guó)空軍X37B無(wú)人航天飛機(jī)于2010年4月首飛，在X37B由較低軌道飛到較高軌道的過(guò)程中() AX37B中燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為X37B的機(jī)械能 BX37B的機(jī)械能要減少 C自然界中的總能量要變大 D如果X37B在較高軌道繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，則在此軌道上其機(jī)械能增加,解析在X37B由較低軌道飛到較高軌道的過(guò)程中，必須啟動(dòng)助推器，對(duì)X37B做正功，

4、X37B的機(jī)械能增大，A對(duì)，B錯(cuò)根據(jù)能量守恒定律，C錯(cuò)X37B在確定軌道上繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能和重力勢(shì)能都沒(méi)有發(fā)生變化，所以機(jī)械能不變，D錯(cuò)故本題正確選項(xiàng)為A. 答案A,5如圖443所示，一個(gè)小物體在足夠長(zhǎng)的斜面上以一定初速度釋放，斜面各處粗糙程度相同，初速度方向沿斜面向上，則物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是() A動(dòng)能一定是先減小后增大 B機(jī)械能一直減小 C如果某段時(shí)間內(nèi)摩擦力做功與物體動(dòng)能的改變量相同，則此后物體動(dòng)能將不斷增大 D如果某段時(shí)間內(nèi)摩擦力做功為W，再經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間，兩段時(shí)間內(nèi)摩擦力做功可能相等,解析物體減速到零時(shí)有可能靜止在斜面上，其動(dòng)能一直減小，A錯(cuò)誤；由于摩擦力

5、做負(fù)功，物體的機(jī)械能一直減小，B正確；C中說(shuō)明重力做功為零，物體能反向沿斜面向下加速運(yùn)動(dòng)，C正確；由于物體可能反向沿斜面向下加速運(yùn)動(dòng)，在相等的兩段時(shí)間內(nèi)路程可能相同，則摩擦力做的功相同，D正確 答案A,考點(diǎn)一利用動(dòng)能定理分析功和能量變化的問(wèn)題 (1)合外力(包括重力)做功等于物體動(dòng)能的改變量 (2)與勢(shì)能有關(guān)的力(重力、彈簧彈力、電場(chǎng)力)做功等于勢(shì)能的改變量,【典例1】 如圖444所示，卷?yè)P(yáng)機(jī)的繩索通過(guò)定滑輪用力F拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移動(dòng)在移動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是() AF對(duì)木箱做的功等于木箱增加的動(dòng)能與木箱克服摩擦力所做的功之和 BF對(duì)木箱做的功等于木箱克服摩擦力和

6、克服重力所做的功之和 C木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力勢(shì)能 DF對(duì)木箱做的功等于木箱增加的機(jī)械能,答案C,【變式1】 如圖445所示，在抗洪救災(zāi)中，一架直升機(jī)通過(guò)繩索，用恒力F豎直向上拉起一個(gè)漂在水面上的木箱，使其由水面開始加速上升到某一高度，若考慮空氣阻力而不考慮空氣浮力，則在此過(guò)程中，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是() A力F所做功減去克服空氣阻力所做的功等于重力勢(shì)能的增量 B木箱克服重力所做的功等于重力勢(shì)能的增量,C力F、重力、空氣阻力三者合力所做的功等于木箱動(dòng)能的增量 D力F和空氣阻力的合力所做的功等于木箱機(jī)械能的增量 解析對(duì)木箱受力分析如圖所示， 則由動(dòng)能定理： WFmghWfEk故C對(duì) 由

7、上式得：WFWfEkmgh， 故A錯(cuò)D對(duì)由重力做功與重力勢(shì)能變化關(guān)系知B對(duì)，選A項(xiàng) 答案A,考點(diǎn)二摩擦生熱問(wèn)題 摩擦力做功的特點(diǎn),【典例2】 如圖446所示，木塊A放在木塊B的左端，用恒力F將A拉至B的右端，第一次將B固定在地面上，F(xiàn)做功為W1，生熱為Q1；第二次讓B可以在光滑地面上自由滑動(dòng)，仍將A拉到B右端，這次F做功為W2，生熱為Q2；則應(yīng)有() AW1W2，Q1Q2 BW1W2，Q1Q2 CW1W2，Q1Q2 DW1W2，Q1Q2,解析拉力F做的功直接由公式WFscos 求得，其中s是物體對(duì)地的位移，所以W1W2，滑動(dòng)摩擦力做功過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)能等于系統(tǒng)克服摩擦力做的功，即EQfs相對(duì)，其

8、中s相對(duì)表示物體之間的相對(duì)位移，在這里是B的長(zhǎng)度，所以Q1Q2. 答案A,【變式2】 電機(jī)帶動(dòng)水平傳送帶以速度v勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，一質(zhì)量為m的小木塊由靜止輕放在傳送帶上，若小木塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，如圖447所示，當(dāng)小木塊與傳送帶相對(duì)靜止時(shí)，求： (1)小木塊的位移； (2)傳送帶轉(zhuǎn)過(guò)的路程； (3)小木塊獲得的動(dòng)能； (4)摩擦過(guò)程產(chǎn)生的摩擦熱； (5)電機(jī)帶動(dòng)傳送帶勻速轉(zhuǎn)動(dòng)輸出的總能量,(5)由能的轉(zhuǎn)化與守恒得，電機(jī)輸出的總能量轉(zhuǎn)化為小木塊的動(dòng)能與摩擦熱，所以E總EkQmv2.,利用Qfs相對(duì)進(jìn)行熱量Q的計(jì)算時(shí)，關(guān)鍵是對(duì)相對(duì)路程s相對(duì)的理解例如：如果兩物體同向運(yùn)動(dòng)，s相對(duì)為兩物體對(duì)地位移大

9、小之差；如果兩物體反向運(yùn)動(dòng)，s相對(duì)為兩物體對(duì)地位移大小之和；如果一個(gè)物體相對(duì)另一個(gè)物體往復(fù)運(yùn)動(dòng)，則s相對(duì)為兩物體相對(duì)滑行路徑的總長(zhǎng)度.,1.力學(xué)規(guī)律優(yōu)選法 1.選取方法 (1)牛頓第二定律揭示了力的瞬時(shí)效應(yīng)，在研究某一物體所受力的瞬時(shí)作用與物體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系時(shí)優(yōu)選運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓第二定律 (2)動(dòng)能定理反映了力對(duì)空間的累積效應(yīng)，對(duì)于不涉及物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度和時(shí)間的問(wèn)題，優(yōu)選動(dòng)能定理 (3)如果物體只有重力和彈簧彈力做功而又不涉及物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度和時(shí)間，此類問(wèn)題優(yōu)選用機(jī)械能守恒定律求解,(4)在涉及相對(duì)滑動(dòng)問(wèn)題時(shí)則優(yōu)先考慮能量守恒定律，即系統(tǒng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能 (5)在涉及摩擦力、電場(chǎng)

10、力、磁場(chǎng)力(安培力)做功時(shí)優(yōu)先考慮能量守恒定律,2.傳送帶模型中的能量問(wèn)題傳送帶模型是高中物理中比較常見的模型，一般設(shè)問(wèn)的角度有兩個(gè)： 動(dòng)力學(xué)角度，如求物體在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間、物體在傳送帶上能達(dá)到的速度、物體相對(duì)傳送帶滑過(guò)的位移，依據(jù)牛頓第二定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求解(第三章中已做介紹) 能量的角度：求傳送帶對(duì)物體所做的功、物體和傳送帶由于相對(duì)滑動(dòng)而產(chǎn)生的熱量、因放上物體而使電動(dòng)機(jī)多消耗的電能等，常依據(jù)功能關(guān)系或能量守恒定律求解,(1)木板在輪子上水平移動(dòng)的總時(shí)間； (2)輪子因傳送木板所消耗的機(jī)械能,答案(1)2.5 s(2)5.12 J,1(2009廣東理科基礎(chǔ)，8)游樂(lè)場(chǎng)中的一種滑梯如圖449所示小朋友從軌道頂端由靜止開始下滑，沿水平軌道滑動(dòng)了一段距離后停下來(lái)，則() A下滑過(guò)程中支持力對(duì)小朋友做功 B下滑過(guò)程中小朋友的重力勢(shì)能增加 C整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小朋友的機(jī)械能守恒 D在水平面滑動(dòng)過(guò)程中摩擦力對(duì)小朋友做負(fù)功,解析下滑過(guò)程中支持力的方向總與速度方向垂直，所以支持力不做功，A錯(cuò)誤；越往下滑動(dòng)重力勢(shì)能越小，B錯(cuò)誤