《高考風(fēng)向標(biāo)》年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題五 第4講 功能關(guān)系、能的轉(zhuǎn)化和守恒定律

第4講功能關(guān)系、能的轉(zhuǎn)化和守恒定律考點1能量轉(zhuǎn)化和守恒定律轉(zhuǎn)移不變

1．內(nèi)容：能量既不會消失，也不會創(chuàng)生．它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，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，能量的總量保持_____． 2．能量轉(zhuǎn)化及守恒的兩種表述 (1)某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加，且減少量等于增加量．

(2)某個物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量等于增加量． 3．對能量轉(zhuǎn)化及守恒的理解：每一種運動形式都對應(yīng)一種能量形式，通過力做功，不同形式的能可以相互轉(zhuǎn)化． 1．(雙選)行駛中的汽車制動后滑行一段距離，最后停下；流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的光焰；降落傘在空中勻速下降；條形磁鐵在下落過程中穿過閉合線圈，線圈中產(chǎn)生電流．上述不同現(xiàn)象中所包含的相同的物理過程是()A．物體克服阻力做功B．物體的動能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量C．物體的勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量D．物體的機械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量

解析：汽車制動，受摩擦阻力減速，克服摩擦力做功，機械能轉(zhuǎn)化而內(nèi)能．流星墜落，受空氣阻力，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．降落傘在空中勻速下降，受空氣阻力，重力勢能減小，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．條形磁鐵在下落過程中穿過閉合線圈，由于電磁感應(yīng)，受到磁場力的阻礙作用，把機械能轉(zhuǎn)化為電能．所以A、D兩項正確．答案：AD功能量變化功能關(guān)系重力做功WG＝mgh重力勢能變化ΔEpWG＝－ΔEp彈簧彈力做功WN彈性勢能變化ΔEpWN＝－ΔEp其他力做功W總機械能變化ΔEW總＝ΔE合外力做功W合動能變化ΔEkW合＝ΔEk電場力做功WE＝qUAB電勢能變化ΔEpWE＝－ΔEp考點2功和能的關(guān)系

1．功是能量轉(zhuǎn)化的量度，做功的過程是能量轉(zhuǎn)化的過程，做了多少功，就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化；反之，轉(zhuǎn)化多少能量就說明做了多少功． 2．常見的功與能的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下表所示：

2．(單選)(2010年佛山模擬)在奧運比賽項目中，高臺跳水是我國運動員的強項．質(zhì)量為m的跳水運動員進入水中后受到水的阻力而做減速運動，設(shè)水對他的阻力大小恒為F，那么在他減速下降高度為h的過程中，下列說法正確的是(g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?()D

A．他的動能減少了Fh

B．他的重力勢能增加了mgh

C．他的機械能減少了(F－mg)h

D．他的機械能減少了Fh

解析：由動能定理，ΔEk＝mgh－Fh，動能減少了Fh－mgh，A不正確；他的重力勢能減少了mgh，B錯誤；他的機械能減少了ΔE＝Fh，C錯誤、D正確．考點3摩擦力做功與機械能、內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系

1．靜摩擦力做功的特點 (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，另外部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能． (3)摩擦生熱的計算：Q＝Ffs相對．

3．一木塊靜止在光滑水平面上，被水平方向飛來的子彈擊中，子彈進入木塊的深度為2cm，木塊相對于桌面移動了1cm，設(shè)木塊對子彈的阻力恒定，則產(chǎn)生的熱能和子彈損失的動能之比是多少？

熱點1判斷過程中力做功和能量轉(zhuǎn)化

【例1】一質(zhì)量為

M＝2.0kg的小物塊隨足夠長的水平傳送帶一起運動，被一水平向左飛來的子彈擊中并從物塊中穿過，如圖5－4－1甲所示．地面觀察者紀(jì)錄了小物塊被擊中后的速度隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示(圖中取向右運動的方向為正方向)．已知傳送帶的速度保持不變，g取10m/s2. 甲乙圖5－4－1(1)指出傳送帶速度v的方向及大小，說明理由．(2)計算物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ.

(3)計算傳送帶對外做了多少功？子彈射穿物塊后系統(tǒng)有多少能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能？

解決這類問問題一定要要審清題意意，分析清清楚物體的運動過程程，以及過過程中力做做功的情況況．明確力力做功對應(yīng)應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化，以以及能量轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化中什么么能轉(zhuǎn)化為為什么能．．例如：自自由落體運動中，，重力對物物體做正功功，重力勢勢能減少；；物體受的的合外力即是重力力，合外力力做功對應(yīng)應(yīng)動能的增增加，所以以重力做多多少功，則動能增加加多少．從從能轉(zhuǎn)化來來看是重力力做功把重重力勢能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為動能，而總總的機械能能不變．B．軟繩重重力勢能共共減少了mgl1．(雙選)(2010年山東卷)如圖5－4－2所示，傾角θ＝30°的粗糙斜面面固定在地地面上，長長為l、質(zhì)量為m、粗細(xì)均勻勻、質(zhì)量分布均勻的的軟繩置于于斜面上，，其上端與斜面頂端端齊平．用用細(xì)線將物塊與軟軟繩連接，，物塊由靜靜止釋放后后向下運動動，直到軟軟繩剛)BD好全部離開開斜面(此此時物塊未未到達(dá)地面面)，在此此過程中(A．物塊的的機械能逐逐漸增加C．物塊重重力勢能的的減少等于于軟繩克服摩擦力所做的的功D．軟繩重重力勢能的的減少小于于其動能的增加與克克服摩擦力力所做功之之和圖5－4－2熱點2能量轉(zhuǎn)化中中的多過程程問題(1)滑環(huán)環(huán)第一次通通過圓弧軌軌道O2的最低點F時對軌道的的壓力；(2)滑環(huán)環(huán)通過圓弧弧軌道O1最高點A的次數(shù)；(3)滑環(huán)環(huán)克服摩擦擦力做功所所通過的總路路程．圖5－4－3(3)由題意可知知得：滑環(huán)環(huán)最終只能能在圓弧軌軌道O2的D點下方來回運動動，即到達(dá)達(dá)D點速度為零零，由能量量守恒得：：解得滑環(huán)克克服摩擦力力做功所通通過的路程程s＝78m.這類問題審審題要求高高，一定要要分清有哪哪些過程，明確過過程中力對對什么做了了功，引起起了哪種能能的轉(zhuǎn)化，，物體系統(tǒng)中存在在哪些能量量形式，在在轉(zhuǎn)化中是是哪種能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為哪種種能．即明確研究究對象的能能量來源與與去向，根根據(jù)能量守守恒來列方方程．這類問題雖雖然過程多多，但分清清了過程中中的能量，，對每一過過程列方程，再聯(lián)聯(lián)立方程求求解，問題題就不會那那么難．2．(2009年寧夏卷)兩質(zhì)量分別別為M1和M2的劈A和B，高度相同，，放在光光滑水平平面上，，A和B的傾斜面面都是光光滑曲面面，曲面下端端與水平平面相切切，如圖圖5－－4－4所示示，一質(zhì)質(zhì)量為m的物塊位于劈劈A的傾斜面面上，距距水平面面的高度度為h.物塊從從靜止滑滑下，然后又滑滑上劈B.求物塊塊在B上能夠達(dá)達(dá)到的最最大高度度．圖5－－4－4易錯點：：滑動摩摩擦力做做功轉(zhuǎn)化化為內(nèi)能能的問題題【例1】(雙選)如圖5－4－－5所所示，質(zhì)質(zhì)量為m的物體在在水平傳送帶上上由靜止止釋放，，傳送帶帶由電動動機帶動動，始終終保持以以速度v勻速運動動，物體體與傳送帶間間的動摩摩擦因數(shù)數(shù)為μ，物體過過一會兒兒能保持與傳傳送帶相相對靜止止，對于于物體從從靜止釋釋放到相相對靜止止這一過程下列列說法正正確的是是()圖5－4－－5答案：BD相對滑動的物物體中，一對對滑動摩擦力力做功對兩個物體的位移移不同，對兩兩個物體做功功也就不同，，摩擦力乘以以相對位移等于摩摩擦中產(chǎn)生的的內(nèi)能．在運運用功能原理理時要選定好好對象，并且分析析清楚能量的的來源與去向向才不致出錯錯．1．飛機場上上運送行李的的裝置為一水水平放置的環(huán)環(huán)形傳送帶，，傳送帶的總質(zhì)質(zhì)量為M，其俯視圖如如圖5