第六章 第4講 功能關(guān)系 能量守恒定律高考物理一輪復(fù)習(xí)核心考點精梳細(xì)講課件

1、1.熟練掌握幾種常見的功能關(guān)系，并會用于解決實際問題.2.掌握一對摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系.3.會應(yīng)用能量守恒觀點解決綜合問題.【目標(biāo)要求】第4講功能關(guān)系能量守恒定律1.對功能關(guān)系的理解(1)做功的過程就是 的過程，不同形式的能量發(fā)生相互轉(zhuǎn)化是通過做功來實現(xiàn)的.(2)功是能量轉(zhuǎn)化的 ，功和能的關(guān)系，一是體現(xiàn)在不同的力做功，對應(yīng)不同形式的能轉(zhuǎn)化，具有一一對應(yīng)關(guān)系，二是做功的多少與能量轉(zhuǎn)化的多少在數(shù)值上相等.基礎(chǔ)回扣能量轉(zhuǎn)化量度第4講功能關(guān)系能量守恒定律幾種常見力做功對應(yīng)的能量變化關(guān)系式重力正功重力勢能_WGEpEp1Ep2負(fù)功重力勢能_彈簧等的彈力正功彈性勢能_W彈EpEp1Ep2負(fù)功彈性勢能

2、_電場力正功電勢能_W電EpEp1Ep2負(fù)功電勢能_2.常見的功能關(guān)系減少增加減少增加減少增加合力正功動能_W合EkEk2Ek1負(fù)功動能_除重力和彈簧彈力以外的其他力正功機械能_W其他EE2E1負(fù)功機械能_一對滑動摩擦力做功機械能_內(nèi)能_QFfs相對增加減少增加減少減少增加2.常見的功能關(guān)系思考：一塊長木板B放在光滑的水平面上，在B上放一物體A，現(xiàn)給B一個初速度，由于A、B間摩擦力的作用，A將在B上滑動，則A、B以及系統(tǒng)機械能如何變化?ABXBXAffV0A:機械能增加B:機械能減小XVAVB系統(tǒng):機械能減小減少了fX=增加了fXA減少了fXB一、摩擦生熱模型第4講功能關(guān)系能量守恒定律1.摩擦

3、力做功的特點(1)一對靜摩擦力所做功的代數(shù)和總等于零；(2)一對滑動摩擦力做功的代數(shù)和總是負(fù)值，差值為機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的部分，也就是系統(tǒng)機械能的損失量；(3)說明：兩種摩擦力對物體都可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功.2.三步求解相對滑動物體的能量問題(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，求出兩個物體的相對位移.(3)代入公式QFfx相對計算，若物體在傳送帶上做往復(fù)運動，則為相對路程s相對.一、摩擦生熱第4講功能關(guān)系能量守恒定律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 為其他形式，或者從一個物體

4、到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量 .2.表達(dá)式：E減 .產(chǎn)生轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移保持不變E增第4講功能關(guān)系能量守恒定律一、摩擦生熱模型二、能量守恒定律例1(多選)(2019廣東天河華南師大附中期末)如圖1所示，質(zhì)量為m的小車在水平恒力F推動下，從山坡底部A處由靜止運動至高為h的B處，獲得的速度為v，AB的水平距離為s，重力加速度為g.下列說法正確的是( )A.小車克服重力所做的功是mghB.合力對小車做的功是C.推力對小車做的功是FsmghD.阻力對小車做的功是考向1功能關(guān)系的理解圖1ABD解析上升過程，重力做功為WGmghmg(hAhB)mgh，故小車克服重力所做的功是mgh，故A正確；例2

5、(多選)(2020全國卷20)一物塊在高3.0 m、長5.0 m的斜面頂端從靜止開始沿斜面下滑，其重力勢能和動能隨下滑距離s的變化如圖2中直線、所示，重力加速度取10 m/s2.則( )A.物塊下滑過程中機械能不守恒B.物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.5C.物塊下滑時加速度的大小為6.0 m/s2D.當(dāng)物塊下滑2.0 m時機械能損失了12 J考向2功能關(guān)系與圖象結(jié)合AB解析由Es圖象知，物塊動能與重力勢能的和減小，則物塊下滑過程中機械能不守恒，故A正確；由Es圖象知，整個下滑過程中，物塊機械能的減少量為E30 J10 J20 J，重力勢能的減少量Epmgh30 J，又Emgcos s，其中 co

6、s 0.8，h3.0 m，g10 m/s2，則可得m1 kg，0.5，故B正確；物塊下滑時的加速度大小agsin gcos 2 m/s2，故C錯誤；物塊下滑2.0 m時損失的機械能為Emgcos s8 J，故D錯誤.例3(多選)如圖3所示，質(zhì)量為M、長度為L的小車靜止在光滑水平面上，質(zhì)量為m的小物塊(可視為質(zhì)點)放在小車的最左端.現(xiàn)用一水平恒力F作用在小物塊上，使小物塊從靜止開始做勻加速直線運動.小物塊和小車之間的摩擦力為Ff，小物塊滑到小車的最右端時，小車運動的距離為x.此過程中，以下結(jié)論正確的是( )A.小物塊到達(dá)小車最右端時具有的動能 為(FFf)(Lx)B.小物塊到達(dá)小車最右端時，小車

7、具有的動能為FfxC.小物塊克服摩擦力所做的功為Ff(Lx)D.系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能為Fx圖3ABC考向3摩擦做功解析由動能定理可得，小物塊到達(dá)小車最右端時的動能Ek物W合(FFf)(Lx)，A正確；小物塊到達(dá)小車最右端時，小車的動能Ek車Ff x，B正確；小物塊克服摩擦力所做的功WfFf(Lx)，C正確；系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能為Ff L，D錯誤.1.(摩擦力做功)(多選)(2019江蘇卷8)如圖4所示，輕質(zhì)彈簧的左端固定，并處于自然狀態(tài).小物塊的質(zhì)量為m，從A點向左沿水平地面運動，壓縮彈簧后被彈回，運動到A點恰好靜止.物塊向左運動的最大距離為s，與地面間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度為g，彈簧未超出彈性限度.

8、在上述過程中（ ）A.彈簧的最大彈力為mgB.物塊克服摩擦力做的功為2mgsC.彈簧的最大彈性勢能為mgsD.物塊在A點的初速度為跟進(jìn)訓(xùn)練BC圖4解析小物塊處于最左端時，彈簧的壓縮量最大，然后小物塊先向右加速運動再減速運動，可知彈簧的最大彈力大于滑動摩擦力mg，選項A錯誤；物塊從開始運動至最后回到A點過程，由功的定義可得物塊克服摩擦力做功為2mgs，選項B正確；自物塊從最左側(cè)運動至A點過程，由能量守恒定律可知Epmgs，選項C正確；例4(2020浙江1月選考20)如圖5所示，一彈射游戲裝置由安裝在水平臺面上的固定彈射器、豎直圓軌道(在最低點E分別與水平軌道EO和EA相連)、高度h可調(diào)的斜軌道A

9、B組成.游戲時滑塊從O點彈出，經(jīng)過圓軌道并滑上斜軌道.全程不脫離軌道且恰好停在B端則視為游戲成功.已知圓軌道半徑r0.1 m，OE長L10.2 m，AC長L20.4 m，圓軌道和AE光滑，滑塊與AB、OE之間的動摩擦因數(shù)0.5.滑塊質(zhì)量m2 g且可視為質(zhì)點，彈射時從靜止釋放且彈簧的彈性勢能完全轉(zhuǎn)化為滑塊動能.忽略空氣阻力，各部分平滑連接.求：(1)滑塊恰好能過圓軌道最高點F時的速度vF大??；得vF1 m/s(2)當(dāng)h0.1 m且游戲成功時，滑塊經(jīng)過E點對圓軌道的壓力FN大小及彈簧的彈性勢能Ep0；滑塊從E點到B點，得FNFN0.14 N從O點到B點，由能量守恒定律得：Ep0mghmg(L1L2

10、)得Ep08.0103 J(3)要使游戲成功，彈簧的彈性勢能Ep與高度h之間滿足的關(guān)系.滑塊恰能過F點的彈性勢能到B點減速到0Ep1mgh1mg(L1L2)0得h10.05 m設(shè)斜軌道的傾角為，若滑塊恰好能停在B點不下滑，則mgcos mgsin 解得tan 0.5，此時h20.2 m從O點到B點Epmghmg(L1L2)2103(10h3) J （0.05 mh0.2 m）. 2.(能量守恒定律)(多選)(2019湖南衡陽市第二次模擬)如圖6所示，一根輕彈簧一端固定在O點，另一端固定一個帶有孔的小球，小球套在固定的豎直光滑桿上，小球位于圖中的A點時，彈簧處于原長，現(xiàn)將小球從A點由靜止釋放，小

11、球向下運動，經(jīng)過與A點關(guān)于B點對稱的C點后，小球能運動到最低點D點，OB垂直于桿，則下列結(jié)論正確的是( )跟進(jìn)訓(xùn)練23A.小球從A點運動到D點的過程中，其最大加速度一 定大于重力加速度gB.小球從B點運動到C點的過程，小球的重力勢能和彈 簧的彈性勢能之和可能增大C.小球運動到C點時，重力對其做功的功率最大D.小球在D點時彈簧的彈性勢能一定最大AD2由機械能守恒可知，小球從B點運動到C點的過程，小球做加速運動，即動能增大，所以小球的重力勢能和彈簧的彈性勢能之和一定減小，故B錯誤；小球運動到C點時，由于彈簧的彈力為零，合力為重力G，所以小球從C點往下還會加速一段，所以小球在C點的速度不是最大，即重力的功率不是最大，故C錯誤；D點為小球運動的最低點，即速度為零，彈簧形變量最大，所以小球在D點時彈簧的彈性勢能最大，故D正確.解析在B點時，小球的加速度為g，在BC間彈簧處于壓縮狀態(tài)，小球在豎直方向除受重力外還有彈簧彈力沿豎直方向向下的分力，所以小球從A點運動到D點的過程中，其最大加速度一定大于重力加速度g，故A正確；33.(能量守恒定律)如圖7所示，一物體質(zhì)量m2 kg，在傾角37的斜面上的A點以初速度v03 m/s下滑，A點距彈簧上端擋板位置B點的距離AB4 m.當(dāng)物體到達(dá)B點后將彈簧壓縮到C點，最大壓縮量BC0.2 m，然后物體又被彈簧彈上去，彈到的最高位置為D點，D點距A