驕子之路屆高考物理一輪復習功能關系能量守恒定律課件

1、第四講功能關系、能量第四講功能關系、能量守恒定律守恒定律回扣教材回扣教材 夯實基礎夯實基礎 落實考點落實考點基礎自主溫故基礎自主溫故一、功能關系一、功能關系考點自清考點自清1功和能功和能(1)功是功是 的量度，即做了多少功就有多少的量度，即做了多少功就有多少 發(fā)生發(fā)生了轉化了轉化(2)做功的過程一定伴隨著做功的過程一定伴隨著 ，而且能量的轉化必，而且能量的轉化必須通過須通過 來實現(xiàn)來實現(xiàn)能量轉化能量轉化能量能量能量的轉化能量的轉化做功做功2常見的幾種功能對應關系常見的幾種功能對應關系( 1 ) 合 外 力 做 功 等 于 物 體 的 動 能 改 變 ， 即合 外 力 做 功 等 于 物 體 的

2、 動 能 改 變 ， 即_.(動能定理動能定理)( 2 ) 重 力 做 功 等 于 物 體 重 力 勢 能 的 改 變 ， 即重 力 做 功 等 于 物 體 重 力 勢 能 的 改 變 ， 即_.( 3 ) 彈 簧 彈 力 做 功 等 于 彈 性 勢 能 的 改 變 ， 即彈 簧 彈 力 做 功 等 于 彈 性 勢 能 的 改 變 ， 即_.(4)除了重力和彈簧彈力之外的其他外力所做的功，等于物體除了重力和彈簧彈力之外的其他外力所做的功，等于物體_的改變，即的改變，即W其他其他_E.(功能原理功能原理)W合合Ek2Ek1EkWGEp1Ep2EpWFEp1Ep2EpE2E1機械能機械能基礎自測基

3、礎自測1一個盛水袋，某人從側面緩慢推裝液體的袋壁使它變形一個盛水袋，某人從側面緩慢推裝液體的袋壁使它變形至如圖所示位置，則此過程中袋和液體的重心將至如圖所示位置，則此過程中袋和液體的重心將()A逐漸升高逐漸升高B逐漸降低逐漸降低C先降低再升高先降低再升高 D始終不變始終不變解析：解析：人對液體做正功，液體的機械能增加，液體緩慢移動人對液體做正功，液體的機械能增加，液體緩慢移動可以認為動能不變，重力勢能增加，重心升高，可以認為動能不變，重力勢能增加，重心升高，A正確正確答案：答案：A二、能量守恒定律二、能量守恒定律考點自清考點自清1內容內容能量既不會消滅，也不會創(chuàng)生，它只會從一種形式轉化為其能量

4、既不會消滅，也不會創(chuàng)生，它只會從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，而在轉化和轉移的他形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，而在轉化和轉移的過程中，能量的總量過程中，能量的總量 2表達式表達式_保持不變保持不變E1E2或或E減減E增增基礎自測基礎自測2.如圖所示，一個小孩從粗糙的滑梯上加速滑下，對于其機如圖所示，一個小孩從粗糙的滑梯上加速滑下，對于其機械能的變化情況，下列判斷正確的是械能的變化情況，下列判斷正確的是()A重力勢能減小，動能不變，機械能減小重力勢能減小，動能不變，機械能減小B重力勢能減小，動能增加，機械能減小重力勢能減小，動能增加，機械能減小C重力勢能減小，動

5、能增加，機械能增加重力勢能減小，動能增加，機械能增加D重力勢能減小，動能增加，機械能不變重力勢能減小，動能增加，機械能不變解析：解析：下滑時高度降低，則重力勢能減小，加速運動，動能下滑時高度降低，則重力勢能減小，加速運動，動能增加，摩擦力做負功，機械能減小，增加，摩擦力做負功，機械能減小，B對，對，A、C、D錯錯答案：答案：B考點深析考點深析 拓展延伸拓展延伸 詳講精練詳講精練考點探究講練考點探究講練1對功能關系的理解對功能關系的理解(1)做功的過程是能量轉化的過程，不同形式的能量發(fā)生相互做功的過程是能量轉化的過程，不同形式的能量發(fā)生相互轉化是通過做功來實現(xiàn)的轉化是通過做功來實現(xiàn)的(2)功是能

6、量轉化的量度，功和能的關系，一是體現(xiàn)在不同的功是能量轉化的量度，功和能的關系，一是體現(xiàn)在不同的力做功，對應不同形式的能量，具有一一對應的關系；二是做功力做功，對應不同形式的能量，具有一一對應的關系；二是做功的多少與能量轉化的多少在數(shù)量上相等的多少與能量轉化的多少在數(shù)量上相等一一對功能關系的理解對功能關系的理解特別提醒特別提醒“功功”不是不是“能能”，功和能的單位雖然相同，功和能的單位雖然相同(都是焦耳都是焦耳)但但屬于兩個完全不同的概念，既不能說功就是能，也不能說屬于兩個完全不同的概念，既不能說功就是能，也不能說“功變功變成了能成了能”(2013年海南卷年海南卷)一質量一質量m0.6 kg的物

7、體以的物體以v020 m/s的初速度從傾角的初速度從傾角30的斜坡底端沿斜坡向上運動，當物體的斜坡底端沿斜坡向上運動，當物體向上滑到某一位置時，其動能減少了向上滑到某一位置時，其動能減少了Ek18 J，機械能減少了，機械能減少了E3 J，不計空氣阻力，重力加速度，不計空氣阻力，重力加速度g10 m/s2，求：，求：(1)物體向上運動時加速度的大??；物體向上運動時加速度的大??；(2)物體返回斜坡底端時的動能物體返回斜坡底端時的動能例例 1題型一題型一功能關系的應用功能關系的應用【思路指導】【思路指導】物體沿斜坡上滑時，受到重力物體沿斜坡上滑時，受到重力mg、支持力、支持力FN和滑動摩擦力和滑動摩

8、擦力Ff，由動能定理可列出，由動能定理可列出W合合Ek，由功能關系可，由功能關系可列出列出WFfE.再由牛頓第二定律列出物體的動力學方程，幾個再由牛頓第二定律列出物體的動力學方程，幾個表達式聯(lián)立可求物體上滑的加速度，從而可以求得物體受到的摩表達式聯(lián)立可求物體上滑的加速度，從而可以求得物體受到的摩擦力由運動學公式求出物體上滑的最大距離，應用功能關系求擦力由運動學公式求出物體上滑的最大距離，應用功能關系求得物體再回到斜面底端的動能得物體再回到斜面底端的動能【解析】【解析】(1)設物體在運動過程中所受摩擦力為設物體在運動過程中所受摩擦力為Ff，向上運，向上運動時的加速度為動時的加速度為a，由牛頓第二

9、定律有，由牛頓第二定律有mgsinFfma.設物體動能減少量為設物體動能減少量為Ek時，在斜坡上運動的距離為時，在斜坡上運動的距離為s，由動，由動能定理有能定理有(mgsinFf)sEk.由功能關系有：由功能關系有：FfsE聯(lián)立聯(lián)立解得解得a6 m/s2.【答案】【答案】(1)6 m/s2(2)80 J如圖所示，如圖所示， 在豎直平面內有一半徑為在豎直平面內有一半徑為R的圓弧軌道，半徑的圓弧軌道，半徑OA水平、水平、OB豎直，一個質量為豎直，一個質量為m的小球的小球自自A的正上方的正上方P點由靜止開始自由下落，小球沿軌道到達最高點由靜止開始自由下落，小球沿軌道到達最高點點B時恰好對軌道沒有壓力

10、已知時恰好對軌道沒有壓力已知AP2R，重力加速度為，重力加速度為g，則小球從則小球從P到到B的運動過程中的運動過程中()變式訓練變式訓練 1 答案：答案：D 摩擦力做功的特點摩擦力做功的特點二二摩擦力做功及摩擦生熱的問題摩擦力做功及摩擦生熱的問題類別類別比較比較靜摩擦力靜摩擦力滑動摩擦力滑動摩擦力不不同同點點能量的能量的轉化方轉化方面面在靜摩擦力做功的過程中，在靜摩擦力做功的過程中，只有機械能從一個物體轉只有機械能從一個物體轉移到另一個物體移到另一個物體(靜摩擦力靜摩擦力起著傳遞機械能的作用起著傳遞機械能的作用)，而沒有機械能轉化為其他而沒有機械能轉化為其他形式的能量形式的能量(1)相互摩擦的

11、物體通過滑動摩擦力做功，相互摩擦的物體通過滑動摩擦力做功，將部分機械能從一個物體轉移到另一個物將部分機械能從一個物體轉移到另一個物體體(2)部分機械能轉化為內能，此部分能量部分機械能轉化為內能，此部分能量就是系統(tǒng)機械能的損失量就是系統(tǒng)機械能的損失量一對摩一對摩擦力的擦力的總功方總功方面面一對靜摩擦力所做功的代一對靜摩擦力所做功的代數(shù)總和等于零數(shù)總和等于零一對相互作用的滑動摩擦力對物體系統(tǒng)所一對相互作用的滑動摩擦力對物體系統(tǒng)所做的總功，等于摩擦力與兩個物體相對路做的總功，等于摩擦力與兩個物體相對路程的乘積，即程的乘積，即WFfFfl相對相對，表示物體，表示物體克服摩擦力做功，系統(tǒng)損失機械能轉變成

12、克服摩擦力做功，系統(tǒng)損失機械能轉變成內能內能類別類別比較比較靜摩擦力靜摩擦力滑動摩擦力滑動摩擦力相同點相同點正功、負功、不做正功、負功、不做功方面功方面兩種摩擦力對物體可以做正功、兩種摩擦力對物體可以做正功、負功，還可以不做功負功，還可以不做功利用利用WFfFfl相對相對進行熱量進行熱量Q的計算時，關鍵是對相對路的計算時，關鍵是對相對路程程l相對相對的理解例如：如果兩物體同向運動，的理解例如：如果兩物體同向運動，l相對相對為兩物體對地位為兩物體對地位移大小之差；如果兩物體反向運動，移大小之差；如果兩物體反向運動，l相對相對為兩物體對地位移大小為兩物體對地位移大小之和；如果一個物體相對另一個物體

13、往復運動，則之和；如果一個物體相對另一個物體往復運動，則l相對相對為兩物體為兩物體相對滑行路徑的總長度相對滑行路徑的總長度電機帶動水平傳送帶以速度電機帶動水平傳送帶以速度v勻速傳動，一質量為勻速傳動，一質量為m的小木塊由靜止輕放在傳送帶上，如圖所示若小木塊與傳送帶的小木塊由靜止輕放在傳送帶上，如圖所示若小木塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為之間的動摩擦因數(shù)為，當小木塊與傳送帶相對靜止時，求：，當小木塊與傳送帶相對靜止時，求：例例 2題型二題型二摩擦力做功與能的轉化關系摩擦力做功與能的轉化關系(1)小木塊的位移；小木塊的位移；(2)傳送帶轉過的路程；傳送帶轉過的路程；(3)摩擦過程產生的內能；摩擦過程

14、產生的內能；(4)電動機帶動傳送帶勻速傳動輸出的總能量電動機帶動傳送帶勻速傳動輸出的總能量【思路指導】【思路指導】小木塊做勻加速直線運動，末速度為小木塊做勻加速直線運動，末速度為v，由，由運動學公式或動能定理可求得木塊的位移，通過運動學公式可求運動學公式或動能定理可求得木塊的位移，通過運動學公式可求得木塊和傳送帶相對靜止的時間，傳送帶做勻速運動，由得木塊和傳送帶相對靜止的時間，傳送帶做勻速運動，由svt求得傳送帶轉過的路程摩擦過程產生的內能等于摩擦力和相對求得傳送帶轉過的路程摩擦過程產生的內能等于摩擦力和相對位移的乘積，電動機輸出的總能量，由能量守恒定律，可以求位移的乘積，電動機輸出的總能量，

15、由能量守恒定律，可以求得得(4)由能量守恒定律有由能量守恒定律有E總總EkQ解得解得E總總mv2.飛機場自動裝卸貨物的傳送裝置如圖甲所示，飛機場自動裝卸貨物的傳送裝置如圖甲所示，假設傳送帶足夠長且與水平面的夾角為假設傳送帶足夠長且與水平面的夾角為，以一定的速度勻速運，以一定的速度勻速運動某時刻乘務員在傳送帶適當?shù)奈恢梅派暇哂幸欢ǔ跛俣鹊馁|動某時刻乘務員在傳送帶適當?shù)奈恢梅派暇哂幸欢ǔ跛俣鹊馁|量為量為m的皮箱的皮箱(可視為質點可視為質點)，皮箱與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為，皮箱與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為.從該時刻開始，皮箱在傳送帶上運動的從該時刻開始，皮箱在傳送帶上運動的vt圖象如圖乙所示圖象如圖

16、乙所示(取沿取沿斜面向上的運動方向為正方向，其中斜面向上的運動方向為正方向，其中v1v2)，則下列說法正確的，則下列說法正確的是是()變式訓練變式訓練 2解析：解析：t1時刻皮箱的速度為零，但皮箱受到合外力不為零，時刻皮箱的速度為零，但皮箱受到合外力不為零，皮箱具有一定的加速度，故皮箱處于加速運動狀態(tài)，選項皮箱具有一定的加速度，故皮箱處于加速運動狀態(tài)，選項A錯誤；錯誤；由題意和圖象可知，物體最終的由題意和圖象可知，物體最終的v2沿斜面向上做勻速運動，即傳沿斜面向上做勻速運動，即傳送帶是以送帶是以v2的速度順時針勻速運動的，皮箱的初速度向下，所以的速度順時針勻速運動的，皮箱的初速度向下，所以皮箱

17、皮箱0t1時間內沿斜面向下做減速運動，其合外力沿斜面向上，時間內沿斜面向下做減速運動，其合外力沿斜面向上，即即mgcosmgsin，得，得tan，故選項，故選項B正確；正確；答案：答案：B 1對能量守恒定律的理解對能量守恒定律的理解(1)某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加，且減少某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加，且減少量和增加量一定相等，即量和增加量一定相等，即E減減E增增(2)某個物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且某個物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等，即減少量和增加量一定相等，即EA減減EB增增這是我們列能量守恒定律方程的兩條

18、基本思路這是我們列能量守恒定律方程的兩條基本思路三三對能量守恒定律的理解對能量守恒定律的理解2應用能量守恒定律解題的一般步驟應用能量守恒定律解題的一般步驟(1)分清有多少種形式的能分清有多少種形式的能如動能、勢能如動能、勢能(包括重力勢能、彈包括重力勢能、彈性勢能、電勢能等性勢能、電勢能等)、內能等、內能等在變化在變化(2)明確哪種形式的能增加，哪種形式的能減少，并且列出減明確哪種形式的能增加，哪種形式的能減少，并且列出減少的能量少的能量E減減和增加的能量和增加的能量E增增的表達式的表達式(3)列出能量守恒的關系式列出能量守恒的關系式E減減E增增煤、石油、天然氣等常規(guī)能源隨著人類的開采正在煤、

19、石油、天然氣等常規(guī)能源隨著人類的開采正在急劇減少，并且造成了對生態(tài)環(huán)境的巨大破壞，因此，新型清潔急劇減少，并且造成了對生態(tài)環(huán)境的巨大破壞，因此，新型清潔能源的開發(fā)利用成為人類的重點課題風能作為一種清潔能源，能源的開發(fā)利用成為人類的重點課題風能作為一種清潔能源，對環(huán)境的破壞小，可再生，將成為人類未來大規(guī)模應用的能源之對環(huán)境的破壞小，可再生，將成為人類未來大規(guī)模應用的能源之一假設某地區(qū)的平均風速是一假設某地區(qū)的平均風速是6.0 m/s，已知空氣密度是，已知空氣密度是1.2 kg/m3，此地有一風車，它的車葉轉動時可以形成半徑為此地有一風車，它的車葉轉動時可以形成半徑為20 m的圓面，假的圓面，假如

20、這個風車能將此圓面內如這個風車能將此圓面內10%的氣流的動能轉變?yōu)殡娔軉枺旱臍饬鞯膭幽苻D變?yōu)殡娔軉枺豪?3題型三題型三能量守恒定律的應用能量守恒定律的應用(1)在圓面內，每秒沖擊風車車葉的氣流的動能是多少？在圓面內，每秒沖擊風車車葉的氣流的動能是多少？(2)這個風車平均每秒內發(fā)出的電能是多少？這個風車平均每秒內發(fā)出的電能是多少？【思路指導】【思路指導】風力發(fā)電是將風能風力發(fā)電是將風能(即空氣的動能即空氣的動能)轉化為電轉化為電能，在能的轉化過程中能的總量保持不變，單位時間內通過扇葉能，在能的轉化過程中能的總量保持不變，單位時間內通過扇葉的空氣損失的動能轉化為電能的空氣損失的動能轉化為電能【答

21、案】【答案】(1)1.63105 J(2)1.63104 J如下圖所示，光滑坡道頂端距水平面高度為如下圖所示，光滑坡道頂端距水平面高度為h，質量為，質量為m的小物塊的小物塊A從坡道頂端由靜止滑下，進入水平面上的從坡道頂端由靜止滑下，進入水平面上的滑道時無機械能損失，為使滑道時無機械能損失，為使A制動，將輕彈簧的一端固定在水平制動，將輕彈簧的一端固定在水平滑道延長線滑道延長線M處的墻上，另一端恰位于滑道的末端處的墻上，另一端恰位于滑道的末端O點已知在點已知在OM段，物塊段，物塊A與水平面間的動摩擦因數(shù)均為與水平面間的動摩擦因數(shù)均為，其余各處的摩擦，其余各處的摩擦不計，重力加速度為不計，重力加速度

22、為g，求：，求：變式訓練變式訓練 3(1)物塊滑到物塊滑到O點時的速度大??；點時的速度大??；(2)彈簧為最大壓縮量彈簧為最大壓縮量d時的彈性勢能；時的彈性勢能；(設彈簧處于原長時彈設彈簧處于原長時彈性勢能為零性勢能為零)(3)若物塊若物塊A能夠被彈回到坡道上，則它能夠上升的最大高度能夠被彈回到坡道上，則它能夠上升的最大高度是多少？是多少？(3)物塊物塊A被彈回的過程中，克服摩擦力所做的功仍為被彈回的過程中，克服摩擦力所做的功仍為Wmgd由能量守恒定律得由能量守恒定律得mghEpmgd解得物塊解得物塊A能夠上升的最大高度為：能夠上升的最大高度為：hh2d.思想方法思想方法 技巧運用技巧運用 提升

23、素養(yǎng)提升素養(yǎng)學科素養(yǎng)提升學科素養(yǎng)提升應用動力學觀點和功能關系解決力學綜合問題應用動力學觀點和功能關系解決力學綜合問題求解有關相對滑動物體的能量問題的方法：求解有關相對滑動物體的能量問題的方法：1正確分析物體的運動過程，做好受力分析正確分析物體的運動過程，做好受力分析2利用運動學規(guī)律，結合牛頓第二定律分析物體的速度關利用運動學規(guī)律，結合牛頓第二定律分析物體的速度關系和位移關系系和位移關系3公式公式QFfl相對相對，其中，其中l(wèi)相對相對為兩接觸物體間的相對位移，為兩接觸物體間的相對位移，若物體在傳送帶上往復運動，則若物體在傳送帶上往復運動，則l相對相對為總的相對路程為總的相對路程如圖所示為一傳送帶

24、裝置模型，斜面的傾角如圖所示為一傳送帶裝置模型，斜面的傾角，底，底端經一長度可忽略的光滑圓弧與足夠長的水平傳送帶相連接，質端經一長度可忽略的光滑圓弧與足夠長的水平傳送帶相連接，質量量m2 kg的物體從高的物體從高h30 cm的斜面上由靜止開始下滑，它與的斜面上由靜止開始下滑，它與斜面的動摩擦因素斜面的動摩擦因素10.25，與水平傳送帶的動摩擦因數(shù)，與水平傳送帶的動摩擦因數(shù)20.5，物體在傳送帶上運動一段時間以后，物體又回到了斜面上，如此物體在傳送帶上運動一段時間以后，物體又回到了斜面上，如此反復多次后最終停止在斜面底端已知傳送帶的速度恒為反復多次后最終停止在斜面底端已知傳送帶的速度恒為v2.5 m/s，tan0.75，g取取10 m/s2.求：求：例例 4(1)從物體開始下滑到第一次回到斜面的過程中，物體與傳送從物體開始下滑到第一次回到斜面的過程中，物體與傳送帶間因摩擦產生的熱量；帶間因摩擦產生的熱量；(2)從物體開始下滑到最終停在斜面底端，物體在斜面上通過從物體開始下滑到最終停在斜面底端，物體在斜面上通過的總路程的總路程【思路指導】【思路指導】分析物塊在斜面上受力情況和運動情況，由分