【學(xué)海導(dǎo)航】2013屆高三物理一輪復(fù)習(xí)課件（人教版）：第5章第4節(jié)功能關(guān)系能的轉(zhuǎn)化和守恒定律

1、第4節(jié)功能關(guān)系 能的轉(zhuǎn)化和守恒定律考點(diǎn)1：機(jī)械能的變化等于除重力(或彈力)以外的力做的功【例1】已知貨物的質(zhì)量為m，在某段時(shí)間內(nèi)起重機(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)敘述正確的是(重力加速度為g)()A貨物的動(dòng)能一定增加mah-mghB貨物的機(jī)械能一定增加mahC貨物的重力勢(shì)能一定增加mahD貨物的機(jī)械能一定增加mah+mgh切入點(diǎn)：運(yùn)用動(dòng)能定理、功能關(guān)系分析【解析】準(zhǔn)確把握功和對(duì)應(yīng)能量變化之間的關(guān)系是解答此類問題的關(guān)鍵，具體分析如下： 續(xù)表答案： D點(diǎn)評(píng)：在應(yīng)用功能關(guān)系時(shí)，應(yīng)首先弄清研究對(duì)象，明確力對(duì)“誰”做功，就要對(duì)應(yīng)“誰”的位移，從而引起“誰”的能量變化，在應(yīng)用能量的轉(zhuǎn)化和守

2、恒時(shí)，一定要明確存在哪些能量形式，哪些是增加的？哪些是減少的？然后再列式求解考點(diǎn)2：能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的應(yīng)用(1)滑環(huán)第一次通過圓弧軌道O2的最低點(diǎn)F處時(shí)對(duì)軌道的壓力；(2)滑環(huán)通過圓弧軌道O1最高點(diǎn)A的次數(shù)；(3)滑環(huán)克服摩擦力做功所通過的總路程圖541切入點(diǎn)：分析有哪些力做功，能量是怎樣轉(zhuǎn)化的點(diǎn)評(píng)：運(yùn)用能的轉(zhuǎn)化與守恒定律解題時(shí)，應(yīng)首先弄清楚各種能量間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，這種轉(zhuǎn)化是靠做功實(shí)現(xiàn)的，因此，物體運(yùn)動(dòng)過程中各個(gè)力的功是解題的關(guān)鍵，抓住能量轉(zhuǎn)化和各個(gè)力的功是解決這種問題的基礎(chǔ)題型一：摩擦力做功過程中的能量轉(zhuǎn)化【例3】(2009合肥模擬)如圖542所示，水平長傳送帶始終以速度v=3m/s勻速運(yùn)動(dòng)

3、現(xiàn)將一質(zhì)量為m=1kg的物塊放于左端(無初速度)最終物塊與傳送帶一起以3m/s的速度運(yùn)動(dòng)，在物塊由速度為零增加至v=3m/s的過程中，求：圖542(1)物塊從速度為零增至3m/s的過程中，由于摩擦而產(chǎn)生的熱量；(2)由于放了物塊，帶動(dòng)傳送帶的電動(dòng)機(jī)多消耗多少電能？【解析】(1)小物塊剛放到傳送帶上時(shí)其速度為零，將相對(duì)傳送帶向左滑動(dòng)，受到一個(gè)向右的滑動(dòng)摩擦力，使物塊加速，最終與傳送帶達(dá)到相同速度v.題型二：功能關(guān)系的綜合應(yīng)用【例4】如圖543所示，一物體質(zhì)量m=2kg.在傾角為=37的斜面上的A點(diǎn)以初速度v0=3m/s下滑，A點(diǎn)距彈簧上端B的距離AB=4m.當(dāng)物體到達(dá)B后將彈簧壓縮到C點(diǎn)，最大壓

4、縮量BC=0.2m，然后物體又被彈簧彈上去，彈到的最高位置為D點(diǎn)，D點(diǎn)距A點(diǎn)AD=3m.擋板及彈簧質(zhì)量不計(jì)，g取10m/s2，求：(1)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù).(2)彈簧的最大彈性勢(shì)能Epm.圖543點(diǎn)評(píng)：(1)由于摩擦力的存在，因此機(jī)械能不守恒，所以要用功能關(guān)系求解(2)彈簧被壓縮最短時(shí)，具有最大彈性勢(shì)能，即題目中的C點(diǎn)1.游樂場(chǎng)中的一種滑梯如圖544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，則( )A下滑過程中支持力對(duì)小朋友做功B下滑過程中小朋友的重力勢(shì)能增加C整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中小朋友的機(jī)械能守恒D在水平面滑動(dòng)過程中摩擦力對(duì)小朋友做負(fù)功圖544D【解析】重力做正功

5、，重力勢(shì)能減少，B錯(cuò)；支持力不做功，摩擦力做負(fù)功，所以機(jī)械能不守恒，A、C皆錯(cuò)，D正確Am=MBm=2MC木箱不與彈簧接觸時(shí)，上滑的加速度等于下滑的加速度D在木箱與貨物從頂端滑到最低點(diǎn)的過程中，減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能圖545答案：B3.(2011上海)如圖546(a)，磁鐵A、B的同名磁極相對(duì)放置，置于水平氣墊導(dǎo)軌上A固定于導(dǎo)軌左端，B的質(zhì)量m=0.5kg，可在導(dǎo)軌上無摩擦滑動(dòng)將B放在A附近某一位置由靜止釋放，由于能量守恒，可通過測(cè)量B在不同位置處的速度，得到B的勢(shì)能隨位置x的變化規(guī)律，見圖(c)中曲線.若將導(dǎo)軌右端抬高，使其與水平面成一定角度如圖(b)所示，則B的總勢(shì)能曲線如

6、圖(c)中所示，將B在x=20.0cm處由靜止釋放，求：(解答時(shí)必須寫出必要的推斷說明取g=9.8m/s2)圖546(1)B在運(yùn)動(dòng)過程中動(dòng)能最大的位置；(2)運(yùn)動(dòng)過程中B的最大速度和最大位移；(3)圖(c)中直線為曲線的漸近線，求導(dǎo)軌的傾角(4)若A、B異名磁極相對(duì)放置，導(dǎo)軌的傾角不變，在圖(c)上畫出B的總勢(shì)能隨x的變化曲線【解析】(1)勢(shì)能最小處動(dòng)能最大 由圖線得 x=6.1cm(在5.9cm6.3cm間均視為正確) (2)由圖讀得釋放處勢(shì)能Ep=0.90J，此即B的總能量出于運(yùn)動(dòng)中總能量守恒，因此在勢(shì)能最小處動(dòng)能最大，由圖象得最小勢(shì)能為0.47J，則最大動(dòng)能為 Ekm=0.9J-0.47

7、J=0.43J (Ekm在0.42J0.44J間均視為正確) (4)若異名磁極相對(duì)放置，A，B間相互作用勢(shì)能為負(fù)值，總勢(shì)能隨x的變化曲線如圖4.(2011遼寧沈陽)如圖547所示，甲、乙兩種粗糙面不同的傳送帶傾斜于水平地面放置以同樣恒定速率v向上運(yùn)動(dòng)現(xiàn)將一質(zhì)量為m的小物體(視為質(zhì)點(diǎn))輕輕放在A處，小物體在甲傳送帶上到達(dá)B處時(shí)恰好達(dá)到傳送帶的速率v；在乙傳送帶上到達(dá)離B豎直高度為h的C處時(shí)達(dá)到傳送帶的速率v.已知B處離地面高度均為H，則在物體從A到B的運(yùn)動(dòng)過程中( )A兩種傳送帶對(duì)小物體做功相等B將小物體傳送到B處，兩種傳送帶消耗的電能相等C兩種傳送帶與小物體之間的動(dòng)摩擦因數(shù)不同D將小物體傳送到B處，兩種系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量相等圖547答案：AC5.(2011廣東六校聯(lián)考)2010年廣州亞運(yùn)會(huì)上，劉翔重歸賽場(chǎng)，以打破亞運(yùn)記錄的方式奪得110米跨欄的冠軍他采用蹲踞式起跑，在發(fā)令槍響后，左腳迅速蹬離起跑器，在向前加速的同時(shí)提升身體重心如圖548所示，假設(shè)質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員，在起跑時(shí)前進(jìn)的距離s內(nèi)，重心升高量為h，獲得的速度為v，阻力做功為W阻，則在此過程中( )圖548答案：BD6.如圖549所示，質(zhì)量m=1kg的物塊從h=0.8m高處沿光滑斜面滑下，到達(dá)底部時(shí)通過光滑圓弧BC滑至水平傳送帶CD上，CD部分長L=2m.傳