2018版高考物理一輪復(fù)習(xí)第五章機械能第4講功能關(guān)系能量守恒定律教案

1、第 4 講功能關(guān)系能量守恒定律三三三三三三三三斑基礎(chǔ)知識更軽三三三三三三三知識點吃透關(guān)鍵詞填空)知識點一功能關(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).答案：1.能量轉(zhuǎn)化 能量 2.能量的轉(zhuǎn)化能量的轉(zhuǎn)化知識點二能量守恒定律1. 內(nèi)容：能量既不會憑空_，也不會憑空消失，它只能從一種形式為另一種形式，或者從一個物體 _ 到另一個物體，在 _的過程中，能量的總量.2. 適用范圍：能量守恒定律是貫穿物理學(xué)的基本規(guī)律，是各種自然現(xiàn)象中 _的一條規(guī)律.3. 表達式(1)E初=E末，初狀態(tài)各種能量的 _ 等于末狀態(tài)各種能量的 _.(2)

2、己增=E減，增加的那些能量的增加量等于減少的那些能量的減少量答案：1.產(chǎn)生 轉(zhuǎn)化 轉(zhuǎn)移 轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移保持不變 2.普遍適應(yīng)3.(1)總和 總和關(guān)健點排査(自我瞬是眼)(1) 力對物體做了多少功，物體就具有多少能.()(2) 能量在轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化過程中，其總量會不斷減少.()(3) 在物體機械能減少的過程中，動能有可能是增大的.()(4) 既然能量在轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化過程中是守恒的，故沒有必要節(jié)約能源.()(5) 滑動摩擦力做功時，一定會引起機械能的轉(zhuǎn)化.()(6) 一個物體的能量增加，必定有別的物體能量減少.()答案：(1)X(2)X(3)VX(5)V(6)V二二=關(guān)熊也車畐-講知識到位功是能量轉(zhuǎn)化的量度，

3、力學(xué)中幾種常見的功能關(guān)系如下:考點功能關(guān)系的應(yīng)用滑輪的質(zhì)量和摩擦，在兩滑塊沿斜面運動的過程中（ ）A.重力做功 2mgR3B.合力做功 4mgRC.克服摩擦力做功 1mgRD.機械能減少 2mgR13過程，重力做功等于重力勢能減小量為mgR動能增加量為 2口（= mgR合力做功等于動能增3311加量*mgR機械能減少量為mgR_嚴(yán)9金mgR克服摩擦力做功等于機械能的減少量mgR故只有 B 選項正確.答案B變式 1（多選）如圖所示，楔形木塊abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面be第因步細分考向典例 1如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓弧軌道，半徑0A水平、0B豎直,一個質(zhì)量為m的小球

4、自A點正上方的P點由靜止開始自由下落，小球沿軌道到達最高點B時對軌道壓力為已知AP=2R重力加速度為g,則小球從P到B的運動過程中（）解析小球能通過B點，在B點速度v滿足1v2mg-mg= mR,解得v=2gR從P到B研考題出彩與水平面的夾角相同，頂角b處安裝一定滑輪.質(zhì)量分別為MmMm的滑塊通過不可伸長的輕繩跨過定滑輪連接，輕繩與斜面平行.兩滑塊由靜止釋放后，沿斜面做勻加速運動.若不計滑輪的質(zhì)量和摩擦，在兩滑塊沿斜面運動的過程中（ ）A.兩滑塊組成的系統(tǒng)機械能守恒B.重力對M做的功等于M動能的增加C.輕繩對m做的功等于m機械能的增加D.兩滑塊組成的系統(tǒng)機械能損失等于M克服摩擦力做的功答案：C

5、D 解析：兩滑塊釋放后，M下滑、m上滑，摩擦力對M做負(fù)功，系統(tǒng)的機械能減小，減小的機械能等于M克服摩擦力做的功，選項 A 錯誤，D 正確.除重力對滑塊M做正功外,還有摩擦力和繩的拉力對滑塊M做負(fù)功，選項 B 錯誤.繩的拉力對滑塊m做正功，滑塊m機械能增加，且增加的機械能等于拉力做的功，選項第應(yīng)步思維開華功能關(guān)系的應(yīng)用技巧運用功能關(guān)系解題時，應(yīng)弄清楚重力或彈力做什么功，合外力做什么功，除重力、彈力外的力做什么功，從而判斷重力勢能或彈性勢能、動能、機械能的變化1.靜摩擦力做功(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

6、時，只有機械能的相互轉(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機械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；2有一部分機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= FfX相對，其中x相對為相互摩擦的兩個物體間的相對路程.第陰步 細分考向 _硏考題出彩考向 1 摩擦力做功的理解與計算提技法出新考點摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化第四步講透教材講知識到位典例 2 (2017 江西十校二模)將三個木板 1、2、3 固定在墻角，木板與墻壁和地面構(gòu) 成了三個不同的三角形，

7、如圖所示，其中1 與 2 底邊相同，2 和 3 高度相同.現(xiàn)將一個可以視為質(zhì)點的物塊分別從三個木板的頂端由靜止釋放， 并沿斜面下滑到底端， 物塊與木板之間的 動摩擦因數(shù) 卩均相同在這三個過程中，下列說法不正確的是()A.沿著 1 和 2 下滑到底端時，物塊的速度不同，沿著2 和 3 下滑到底端時，物塊的速度相同B. 沿著 1 下滑到底端時，物塊的速度最大C. 物塊沿著 3 下滑到底端的過程中，產(chǎn)生的熱量是最多的D. 物塊沿著 1 和 2 下滑到底端的過程中，產(chǎn)生的熱量是一樣多的解析設(shè) 1、2、3 木板與地面的夾角分別為01、02、03,木板長分別為11、丨2、一 1,當(dāng)物塊沿木板 1 下滑時，

8、由動能定理有mgh卩mghcos01= m21 0;當(dāng)物塊沿木板 21下滑時，由動能定理有mgh卩mg12cos02= m22 0,又h1h2,11cos01=12cos02,可一 1得V1V2;當(dāng)物塊沿木板 3 下滑時，由動能定理有mgh卩mgkcos03= m23 0,又h2=hs,12COS02V3,故 A 錯，B 對.三個過程中產(chǎn)生的熱量分別為Q=mghcos01,Q=1mgbcos02,Q= 口mgbcos03,貝UQ= QQ，故 C、D 對.應(yīng)選 A.答案A考向 2 傳送帶模型中摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化典例 3如圖所示，某工廠用傳送帶向高處運送物體，將一物體輕輕放在傳送帶底端，第一階段

9、物體被加速到與傳送帶具有相同的速度，第二階段與傳送帶相對靜止，勻速運動到傳送帶頂端.下列說法正確的是（）A. 第一階段摩擦力對物體做正功，第二階段摩擦力對物體不做功B. 第一階段摩擦力對物體做的功等于第一階段物體動能的增加量C. 第一階段物體和傳送帶間摩擦產(chǎn)生的熱等于第一階段物體機械能的增加量D. 物體從底端到頂端全過程機械能的增加量大于全過程摩擦力對物體所做的功解析對物體受力分析知，其在兩個階段所受摩擦力方向都沿斜面向上，與其運動方 向相同，摩擦力對物體都做正功，A 錯誤；由動能定理知，外力做的總功等于物體動能的增加量，B 錯誤；物體機械能的增加量等于摩擦力對物體所做的功，D 錯誤；設(shè)第一階

10、段運動時間為t，傳送帶速度為v,對物體：X1=Vt，對傳送帶：X1=vt，摩擦產(chǎn)生的熱Q= Ffx相對=Ff（X1xj=Ffj，機械能增加量 E=FfX1=FfVt，所以Q=AE,C 正確.答案C考向 3 板塊模型中摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化典例 4 (2017 安徽黃山模擬)(多選)如圖所示，質(zhì)量為M長為L的木板置于光滑的水平面上，一質(zhì)量為m的滑塊放置在木板左端，滑塊與木板間滑動摩擦力大小為Ff，用水平的恒定拉力F作用于滑塊，當(dāng)滑塊運動到木板右端時，木板在地面上移動的距離為s,滑塊速度為VI，木板速度為V2，下列結(jié)論中正確的是()1 1A.上述過程中，F(xiàn)做功大小為 2 口21 + 2 皿22M越大

11、，s越小F越大，滑塊到達右端所用時間越長R越大，滑塊與木板間產(chǎn)生的熱量越多121212Ff=Ma,FFf=ma，又L= a2t,s=，其他條件不變的情況下，M越大，a1越小，t越小，s越?。籉越大，a2越大，t越??；由Q= FfL可知,Ff越大，滑塊與木板間產(chǎn)生的熱量越多，故B D 正確，C 錯誤；力F做的功還有一部分轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)熱量Q故 A 錯誤.答案BD第風(fēng)步 思維升華 _提技法出新求解相對滑動過程中能量轉(zhuǎn)化問題的思路(1)正確分析物體的運動過程，做好受力分析(2) 利用運動學(xué)公式，結(jié)合牛頓第二定律分析物體的速度關(guān)系及位移關(guān)系(3) 公式 Q=Ffx相對中x相對為兩接觸物體間的相對位移，若物

12、體在傳送帶上做往復(fù)運動時,則x相對為總的相對路程.講知識到位1.對能量守恒定律的理解(1) 轉(zhuǎn)化：某種形式的能量減少，一定存在其他形式的能量增加，且減少量和增加量一定 相等.(2) 轉(zhuǎn)移：某個物體的能量減少， 一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量相等2.運用能量守恒定律解題的基本思路B.其他條件不變的情況下,C.其他條件不變的情況下,D.其他條件不變的情況下,解析由牛頓第二定律得:考點能量守恒定律及應(yīng)用逛定研究對敷*確定初、末狀態(tài)分析狀蠱蠻化過程中哪種形黃的能 訛械少*哪種孫式的能量増加 能堆的減少量勺能啟的増加曲一定 相爭，即第因步細分考向研考題出番考向 1 對能量守恒定律的理解典例

13、 5如圖所示，固定的傾斜光滑桿上套有一個質(zhì)量為m的小球，小球與一輕質(zhì)彈簧一端相連，彈簧的另一端固定在地面上的A點，已知桿與水平面之間的夾角045，當(dāng)小球位于B點時，彈簧與桿垂直，此時彈簧處于原長現(xiàn)讓小球自C點由靜止釋放，小球在B、D間某點靜止，在小球滑到最低點的整個過程中，關(guān)于小球的動能、重力勢能和彈簧的彈性勢 能，下列說法正確的是（）A. 小球的動能與重力勢能之和保持不變B. 小球的動能與重力勢能之和先增大后減小C. 小球的動能與彈簧的彈性勢能之和保持不變D. 小球的重力勢能與彈簧的彈性勢能之和保持不變解析小球與彈簧組成的系統(tǒng)在整個過程中，機械能守恒彈簧處于原長時彈性勢能為零，小球從C點到最

14、低點的過程中，彈簧的彈性勢能先減小后增大，所以小球的動能與重力 勢能之和先增大后減小，A 項錯誤，B 項正確；小球的重力勢能不斷減小，所以小球的動能與彈簧的彈性勢能之和不斷增大，C 項錯誤；小球的初、末動能均為零，所以上述過程中小球的動能先增大后減小，所以小球的重力勢能與彈簧的彈性勢能之和先減小后增大，D 項錯誤答案B考向 2 對能量守恒定律的應(yīng)用典例 6 （2017 豫南九校聯(lián)考）如圖所示，固定斜面的傾角0= 30，物體A與斜面之間的動摩擦因數(shù)，輕彈簧下端固定在斜面底端，彈簧處于原長時上端位于c點，用一根不可伸長的輕繩通過輕質(zhì)光滑的定滑輪連接物體A和B,滑輪右側(cè)繩子與斜面平行，A的質(zhì)量為 2

15、m= 4 kg ,B的質(zhì)量為 m= 2 kg，初始時物體A到C點的距離為L= 1 m.現(xiàn)給A、B一 初速度Vo=3 m/s，使A開始沿斜面向下運動，B向上運動，物體A將彈簧壓縮到最短后又恰好能彈到C點.已知重力加速度取g= 10 m/s2，不計空氣阻力，整個過程中，輕繩始終處于伸 直狀態(tài)，求：(1) 物體A向下運動剛到C點時的速度大?。?2) 彈簧的最大壓縮量；(3) 彈簧的最大彈性勢能解題指導(dǎo)(1)系統(tǒng)從開始到C點的過程中，由于摩擦力做負(fù)功，機械能減少(2) 物體A壓縮彈簧到最低點又恰好彈回C點，系統(tǒng)勢能不變，動能全部克服摩擦力做功(3) 物體A在壓縮彈簧過程中，系統(tǒng)重力勢能不變，動能一部分

16、克服摩擦力做功，一部分 轉(zhuǎn)化為彈性勢能解析(1)物體A向下運動剛到C點的過程中，對A B組成的系統(tǒng)應(yīng)用能量守恒定律 可得：1212卩2mg-cos0 L=23mvT mv+2mglsin0 mgL可解得v= 2 m/s.(2)以A、B組成的系統(tǒng)，在物體A將彈簧壓縮到最大壓縮量，又返回到C點的過程中,系統(tǒng)動能的減少量等于因摩擦產(chǎn)生的熱量12即：mv 0=卩2mg)os其中x為彈簧的最大壓縮量解得x= 0.4 m.(3)設(shè)彈簧的最大彈性勢能為EPm由能量守恒定律可得：解得Epm= 6 J.答案(1)2 m/s (2)0.4 m (3)6 J第因步 思維升華提技法出新對于能量轉(zhuǎn)化的過程，可以從以下兩

17、方面來理解：(1) 能量有多種不同的形式，且不同形式的能可以相互轉(zhuǎn)化(2) 不同形式的能之間的轉(zhuǎn)化是通過做功來實現(xiàn)的，即做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程，做了多少功就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化，即功是能量轉(zhuǎn)化的量度訓(xùn)練篇亠頂細練要二二二二1.功能關(guān)系的應(yīng)用滑塊靜止于光滑水平面上，與之相連的輕質(zhì)彈簧處于自然伸直狀態(tài)， 現(xiàn)用恒定的2 3mv+ 2mg:sin0mgx=2mgcos0 x+ 亦水平外力F作用于彈簧右端，在向右移動一段距離的過程中拉力F做了 10J 的功.在上述過程中（- A. 彈簧的彈性勢能增加了10 JB. 滑塊的動能增加了 10 JC. 滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機械能增加了10 JD. 滑塊和彈

18、簧組成的系統(tǒng)機械能守恒答案：C 解析：拉力F做功的同時，彈簧伸長，彈性勢能增大，滑塊向右加速，滑塊動能增加，由功能關(guān)系可知，拉力做的功等于滑塊的動能與彈簧彈性勢能的增加量之和，C 正確，A B、D 均錯誤.2. 功能關(guān)系的應(yīng)用韓曉鵬是我國首位在冬奧會雪上項目奪冠的運動員他在一次自由式滑雪空中技巧比賽中沿“助滑區(qū)”保持同一姿態(tài)下滑了一段距離，重力對他做功1 900 J，他克服阻力做功 100 J.韓曉鵬在此過程中（）A. 動能增加了 1 900 JB. 動能增加了 2 000 JC. 重力勢能減小了 1 900 JD. 重力勢能減小了 2 000 J答案：C 解析：根據(jù)動能定理，物體動能的增量等

19、于物體所受所有力做功的代數(shù)和，即 增加的動能為 E=WG+ W= 1 900 J 100 J = 1 800 J , A B 項錯誤；重力做功與重力勢能 改變量的關(guān)系為WG= A丘，即重力勢能減少了 1 900 J , C 項正確，D 項錯誤.3. 摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化如圖所示，一個質(zhì)量為m的物體（可視為質(zhì)點）以某一速度由A點沖上傾角為 30的固定斜面，做勻減速直線運動，其加速度的大小為g,在斜面上上升的最大高度為h,則在這個過程中，物體（）A. 機械能損失了mghB. 動能損失了 2mgh1C. 動能損失了 mgh1D. 機械能損失了 mgh答案：AB 解析：由物體做勻減速直線運動的加速度和牛頓第二定律可知mgsin 30 +1Ff=ma解得Ff= gmg上升過程中的位移為 2h,因此克服摩擦力做的功為mgh選項 A 正確;合外力為mg由動能定理可知動能損失了2mgh選項 B 正確，