2016屆高三物理一輪復(fù)習(xí)機(jī)械能4功能關(guān)系能課件

1、第五章機(jī)械能,第四單元功能關(guān)系能量守恒定律,填一填 1功和能 (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有_，而且_必須通過做功來實(shí)現(xiàn),能量,能量的轉(zhuǎn)化,能量的轉(zhuǎn)化,2力學(xué)中常用的四種功能對應(yīng)關(guān)系 (1)合外力做功等于物體動能的改變： 即_.(動能定理) (2)重力做功等于物體重力勢能的減少； 即_. (3)彈簧彈力做功等于彈性勢能的減少； 即_. (4)除了重力和彈簧彈力之外的其他力所做的總功，等于物體機(jī)械能的改變，即_.(功能原理),W合Ek2Ek1Ek,WGEp1Ep2Ep,W彈Ep1Ep2Ep,W其他力E2E1E,練一練 自然現(xiàn)象中蘊(yùn)藏著許多物理知識

2、，如圖所示為一個盛水袋，某人從側(cè)面緩慢推袋壁使它變形，則水的勢能() A增大B變小 C不變 D不能確定 【解析】人推袋壁使它變形，對它做了功，由功能關(guān)系可得，水的重力勢能增加，A正確 【答案】A,知識點(diǎn)二能量守恒定律 想一想 試說明下列現(xiàn)象中，分別是什么能向什么能的轉(zhuǎn)化 (1)汽車由靜止啟動；(2)汽車剎車時由運(yùn)動變?yōu)殪o止；(3)水力發(fā)電；(4)太陽能熱水器工作時 提示：(1)化學(xué)能動能(2)動能內(nèi)能(3)水的機(jī)械能電能(4)太陽能內(nèi)能,填一填 1內(nèi)容 能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會_，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 _,

3、憑空消失,轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)移,保持不變,E減E增,練一練 (2015福州高三模擬)上端固定的一根細(xì)線下面懸掛一擺球，擺球在空氣中擺動，擺動的幅度越來越小，對此現(xiàn)象下列說法正確的是() A擺球機(jī)械能守恒 B總能量守恒，擺球的機(jī)械能正在減少，減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 C能量正在消失 D只有動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化,【解析】由于空氣阻力的作用，機(jī)械能減少，機(jī)械能不守恒，內(nèi)能增加，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，能量總和不變，B正確 【答案】B,考向一功能關(guān)系的理解和應(yīng)用 典例1(2013大綱版全國卷)如圖，一固定斜面傾角為30，一質(zhì)量為m的小物塊自斜面底端以一定的初速度，沿斜面向上做勻減速運(yùn)動，加速度的大小等于重力加速度的

4、大小g.若物塊上升的最大高度為H，則此過程中，物塊的(),【解題引路】 (1)如何判斷物塊的能的變化？ 選用規(guī)律：_. 方程式：_. (2)如何判斷物塊機(jī)械能的變化？,【名師點(diǎn)睛】 力做功與能量改變的對應(yīng)關(guān)系,針對訓(xùn)練 1如圖所示，水平傳送帶由電動機(jī)帶動，并始終保持以速度v勻速運(yùn)動，現(xiàn)將質(zhì)量為m的某物塊由靜止釋放在傳送帶上的左端，過一會兒物塊能保持與傳送帶相對靜止，設(shè)物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為，對于這一過程，下列說法正確的是() A摩擦力對物塊做的功為0.5mv2 B物塊對傳送帶做功為0.5mv2 C系統(tǒng)摩擦生熱為0.5mv2 D電動機(jī)多做的功為mv2,【解析】對物塊運(yùn)用動能定理，摩擦力做的

5、功等于物塊動能的增加，即0.5mv2，故A正確；傳送帶的位移是物塊位移的兩倍，所以物塊對傳送帶做功的絕對值是摩擦力對物塊做功的兩倍，即為mv2，故B錯誤；電動機(jī)多做的功就是傳送帶克服摩擦力做的功，也為mv2，故D正確；系統(tǒng)摩擦生熱等于摩擦力與相對位移的乘積，故C正確 【答案】ACD,考向二摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系 兩種摩擦力的做功情況比較,典例2如圖所示，AB為半徑R0.8 m的1/4光滑圓弧軌道，下端B恰與小車右端平滑對接小車質(zhì)量M3 kg，車長L2.06 m，車上表面距地面的高度h0.2 m，現(xiàn)有一質(zhì)量m1 kg的滑塊，由軌道頂端無初速度釋放，滑到B端后沖上小車已知地面光滑，滑塊與小車上

6、表面間的動摩擦因數(shù)0.3，當(dāng)車運(yùn)動了t01.5 s時，車被地面裝置鎖定(g10 m/s2)試求：,(1)滑塊到達(dá)B端時，軌道對它支持力的大??； (2)車被鎖定時，車右端距軌道B端的距離； (3)從車開始運(yùn)動到被鎖定的過程中，滑塊與車面間由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能大小,【解題引路】 (1)如何判斷車運(yùn)動1.5 s時，滑塊是否已相對車靜止了？ (2)如何求出因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能大??？ 【提示】(1)求出二者同速所用的時間，與1.5 s進(jìn)行分析比較 (2)Qmgl相對 【嘗試解題】_,【名師點(diǎn)睛】 求解相對滑動物體的能量問題的方法 (1)正確分析物體的運(yùn)動過程，做好受力情況分析 (2)利用運(yùn)動學(xué)公式，結(jié)合牛

7、頓第二定律分析物體的速度關(guān)系及位移關(guān)系 (3)公式QFfl相對中l(wèi)相對為兩接觸物體間的相對位移，若物體在傳送帶上做往復(fù)運(yùn)動時，則l相對為總的相對路程,針對訓(xùn)練 2電機(jī)帶動水平傳送帶以速度v勻速轉(zhuǎn)動，一質(zhì)量為m的小木塊由靜止輕放在傳送帶上(傳送帶足夠長)，若小木塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為，如圖所示，當(dāng)木塊與傳送帶相對靜止時，求： (1)小木塊的位移； (2)傳送帶轉(zhuǎn)過的路程； (3)小木塊獲得的動能； (4)摩擦過程產(chǎn)生的摩擦熱,考向三能量守恒定律的綜合應(yīng)用 1對能量守恒定律的兩點(diǎn)理解 (1)某種形式的能量減少，一定有另外形式的能量增加，且減少量和增加量相等，即E減E增 (2)某個物體的能量減

8、少，一定有別的物體的能量增加，且減少量和增加量相等，即EA減EB增,2應(yīng)用能量守恒定律的一般步驟： (1)分清有多少種形式的能(如動能、勢能、內(nèi)能、電能等)在變化 (2)分別列出減少的能量E減和增加的能量E增的表達(dá)式 (3)列恒等式：E減E增,典例3(2013北京高考)蹦床比賽分成預(yù)備運(yùn)動和比賽動作兩個階段最初，運(yùn)動員靜止站在蹦床上；在預(yù)備運(yùn)動階段，他經(jīng)過若干次蹦跳，逐漸增加上升高度，最終達(dá)到完成比賽動作所需的高度；此后，進(jìn)入比賽動作階段,把蹦床簡化為一個豎直放置的輕彈簧，彈力大小Fkx(x為床面下沉的距離，k為常量)質(zhì)量m50 kg的運(yùn)動員靜止站在蹦床上，床面下沉x00.10 m；在預(yù)備運(yùn)動

9、中，假定運(yùn)動員所做的總功W全部用于增加其機(jī)械能；在比賽動作中，把該運(yùn)動員視作質(zhì)點(diǎn)，其每次離開床面做豎直上拋運(yùn)動的騰空時間均為t2.0 s，設(shè)運(yùn)動員每次落下使床面壓縮的最大深度均為x1.取重力加速度g10 m/s2，忽略空氣阻力的影響,【解題引路】 (1)運(yùn)動員靜止在蹦床上時，求解k值的思路； 選用規(guī)律：_； 方程式：_. (2)運(yùn)動員上升的最大高度的求解思路： 物理規(guī)律：_； _. (3)在Fx圖像上圖像與坐標(biāo)軸所圍面積的含義是什么？如何計算x1和W的值？,【名師點(diǎn)睛】 (1)涉及能量轉(zhuǎn)化問題的解題方法 當(dāng)涉及滑動摩擦力做功，機(jī)械能不守恒時，一般應(yīng)用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律 解題時，首先確定初末狀態(tài)

10、，然后分析狀態(tài)變化過程中哪種形式的能量減少，哪種形式的能量增加，求出減少的能量總和E減和增加的能量總和E增，最后由E減E增列式求解,(2)涉及彈簧類問題的能量問題的解題方法 兩個或兩個以上的物體與彈簧組成的系統(tǒng)相互作用的過程，具有以下特點(diǎn)： 能量變化上，如果只有重力和系統(tǒng)內(nèi)彈簧彈力做功，系統(tǒng)機(jī)械能守恒 如果系統(tǒng)每個物體除彈簧彈力外所受合外力為零，則當(dāng)彈簧伸長或壓縮到最大程度時兩物體速度相同 當(dāng)彈簧為自然狀態(tài)時系統(tǒng)內(nèi)某一端的物體具有最大速度,A小物塊再運(yùn)動到a處時速度變?yōu)榱?B小物塊每次經(jīng)過圓弧槽最低點(diǎn)時對槽的壓力不同 C小物塊不僅能再運(yùn)動到a處，還能沿斜坡aa向上滑行，上升的最大高度為h D小

11、物塊不僅能再運(yùn)動到a處，還能沿斜坡aa向上滑行，上升的最大高度小于h,針對訓(xùn)練 3一圓弧形的槽，槽底放在水平地面上，槽的兩側(cè)與光滑斜坡aa、bb相切，相切處a、b位于同一水平面內(nèi)，槽與斜坡在豎直平面內(nèi)的截面如圖所示，一小物塊從斜坡aa上距水平面ab的高度為2h處沿斜坡自由滑下，并自a處進(jìn)入槽內(nèi)，到達(dá)b后沿斜坡bb向上滑行，已知到達(dá)的最高處距水平面ab的高度為h；接著小物塊沿斜坡bb滑下并從b處進(jìn)入槽內(nèi)反向運(yùn)動，若不考慮空氣阻力，則(),特色專題之“傳送帶模型中的能量轉(zhuǎn)化問題” 1模型概述 傳送帶模型是高中物理中比較成熟的模型，典型的有水平和傾斜兩種情況一般設(shè)問的角度有兩個： (1)動力學(xué)角度：

12、首先要正確分析物體的運(yùn)動過程，做好受力情況分析，然后利用運(yùn)動學(xué)公式結(jié)合牛頓第二定律，求物體及傳送帶在相應(yīng)時間內(nèi)的位移，找出物體和傳送帶之間的位移關(guān)系,(2)能量角度：求傳送帶對物體所做的功、物體和傳送帶由于相對滑動而產(chǎn)生的熱量、因放上物體而使電動機(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,2傳送帶模型問題中的功能關(guān)系分析 (1)功能關(guān)系分析：WFEkEpQ. (2)對WF和Q的理解： 傳送帶的功：WF Fx傳； 產(chǎn)生的內(nèi)能Q Ffx相對， 傳送帶模型問題的分析流程,例如圖所示，是利用電力傳送帶裝運(yùn)麻袋包的示意圖傳送帶長l20 m，傾角37，麻袋包與傳送帶間的動摩擦因數(shù)0.8，傳送帶的主

13、動輪和從動輪半徑R相等，傳送帶不打滑，主動輪頂端與貨車車箱底板間的高度差為h1.8 m，傳送帶勻速運(yùn)動的速度為v2 m/s.現(xiàn)在傳送帶底端(傳送帶與從動輪相切位置)由靜止釋放一只麻袋包(可視為質(zhì)點(diǎn))，其質(zhì)量為100 kg，麻袋包最終與傳送帶一起做勻速運(yùn)動，到達(dá)主動輪時隨輪一起勻速轉(zhuǎn)動如果麻袋包到達(dá)主動輪的最高點(diǎn)時，恰好水平拋出并落在貨車車箱底板中心，重力加速度g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，求：,(1)主動輪軸與貨車車箱底板中心的水平距離x及主動輪的半徑R； (2)麻袋包在傳送帶上運(yùn)動的時間t； (3)該裝運(yùn)系統(tǒng)每傳送一只麻袋包需額外消耗的電能,【解題引路】,遷移訓(xùn)練

14、 如圖所示，質(zhì)量為m的滑塊放在光滑的水平平臺上，平臺右端B與水平傳送帶相接，傳送帶的運(yùn)行速度為v0，長為L.現(xiàn)將滑塊緩慢向左移動壓縮固定在平臺上的輕彈簧，到達(dá)某處時突然釋放，當(dāng)滑塊滑到傳送帶右端C時，恰好與傳送帶速度相同滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為.,(1)試分析滑塊在傳送帶上的運(yùn)動情況； (2)若滑塊離開彈簧時的速度大于傳送帶的速度，求釋放滑動時彈簧具有的彈性勢能； (3)若滑塊離開彈簧時的速度大于傳送帶的速度，求滑塊在傳送帶上滑行的整個過程中產(chǎn)生的熱量,【解析】(1)若滑塊沖上傳送帶時的速度小于帶速，則滑塊由于受到向右的滑動摩擦力而做勻加速運(yùn)動；若滑塊沖上傳送帶時的速度大于帶速，則滑塊由于

15、受到向左的滑動摩擦力而做勻減速運(yùn)動,名校模題 1(2015華東師大附中模擬)水流在推動水輪機(jī)的過程中做了3108 J的功，這句話應(yīng)理解為() A水流在推動水輪機(jī)前具有3108 J的能量 B水流在推動水輪機(jī)的過程中具有3108 J的能量 C水流在推動水輪機(jī)后具有3108 J的能量 D水流在推動水輪機(jī)的過程中能量減少了3108 J,【解析】根據(jù)功能關(guān)系，水流在推動水輪機(jī)的過程中做了3108 J的功，水流在推動水輪機(jī)的過程中能量減少了3108 J，選項(xiàng)D正確 【答案】D,2(2015西安摸底)一個質(zhì)量為m的小鐵塊沿半徑為R的固定半圓軌道小邊緣由靜止滑下，到半圓底部時，軌道所受壓力為鐵塊重力的1.5倍，則此過程中鐵塊損失的機(jī)械能為(),【錯因分析】在解答本題時易犯錯誤具體分析如下：,高考真題 4(2014廣東理綜)如圖所示是安裝在列車車廂之間的摩擦緩沖器結(jié)構(gòu)圖圖中和為楔塊，和為墊板，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() 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】由于系統(tǒng)內(nèi)存在摩擦