2016屆高考物理一輪復(fù)習(xí)5-4功能關(guān)系、能量守恒定律課件

考點一對功能關(guān)系的理解考點二摩擦力做功與能量關(guān)系考點三能量轉(zhuǎn)化守恒問題的應(yīng)用考點高三物理一輪復(fù)習(xí)第4節(jié)功能關(guān)系能量守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律1．(功能關(guān)系的理解)(2015·商丘模擬)自然現(xiàn)象中蘊藏著許多物理知識，如右圖所示為一個盛水袋，某人從側(cè)面緩慢推袋壁使它變形，則水的勢能(

)A．增大 B．變小C．不變 D．不能確定人推袋壁使它變形，對它做了功，由功能關(guān)系可得，水的重力勢能增加，A正確．解析答案基礎(chǔ)自測A2．(能的轉(zhuǎn)化與守恒的理解)上端固定的一根細(xì)線下面懸掛一擺球，擺球在空氣中擺動，擺動的幅度越來越小，對此現(xiàn)象下列說法正確的是(

)A．?dāng)[球機(jī)械能守恒B．總能量守恒，擺球的機(jī)械能正在減少，減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．能量正在消失D．只有動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化由于空氣阻力的作用，機(jī)械能減少，機(jī)械能不守恒，內(nèi)能增加，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，能量總和不變，B正確．基礎(chǔ)自測解析答案B3．(功能關(guān)系的應(yīng)用)(多選)在2014年8月南京青奧會上，質(zhì)量為m的跳水運動員入水后受到水的阻力而豎直向下做減速運動，設(shè)水對他的阻力大小恒為F.那么在他減速下降深度為h的過程中，下列說法正確的是(g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?(

)A．他的動能減少了FhB．他的重力勢能減少了mghC．他的動能減少了(F－mg)hD．他的機(jī)械能減少了Fh跳水運動員入水減速下降h的過程中，他的重力勢能減少了mgh，則B選項正確；由動能定理知，動能減少了(F－mg)h，則C選項正確；重力以外的力做的功等于機(jī)械能的變化，則D選項正確．基礎(chǔ)自測解析答案BCD4.(能量轉(zhuǎn)化與守恒定律的應(yīng)用)如右圖所示，一足夠長的木板在光滑的水平面上以速度v向右勻速運動，現(xiàn)將質(zhì)量為m的物體豎直向下輕輕地放置在木板上的右端，已知物體m和木板之間的動摩擦因數(shù)為μ，為保持木板的速度不變，從物體m放到木板上到它相對木板靜止的過程中，須對木板施一水平向右的作用力F，那么力F對木板做功的數(shù)值為(

)A．mv2/4 B．mv2/2C．mv2 D．2mv2基礎(chǔ)自測解析答案圖片顯/隱C一、功和能1．功和能(1)做功的過程就是___________過程，能量的轉(zhuǎn)化必須通過____來實現(xiàn)．(2)功是_________的量度，即做了多少功，就有多少_____發(fā)生了轉(zhuǎn)化．2．功能關(guān)系(1)重力做功等于重力勢能的改變，即WG＝_________＝－ΔEp.(2)彈簧彈力做功等于彈性勢能的改變，即WF＝________＝－ΔEp.(3)除了重力和彈簧彈力之外的其他力所做的總功，等于物體________的改變，即W其他力＝E2－E1＝ΔE.教材梳理能量轉(zhuǎn)化的做功能量轉(zhuǎn)化能量Ep1－Ep2Ep1－Ep2機(jī)械能二、能量守恒定律1．內(nèi)容：能量既不會_____產(chǎn)生，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_____到另一個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量_________．2．表達(dá)式：ΔE減＝______．教材梳理憑空轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移保持不變ΔE增1．對功能關(guān)系的進(jìn)一步理解(1)做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程．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)化的量度，功和能的關(guān)系，一是體現(xiàn)到不同的力做功，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．考點一對功能關(guān)系的理解考點闡釋2．幾種常見的功能關(guān)系及其表達(dá)式考點闡釋力做功能的變化定量關(guān)系合力的功動能變化W＝Ek2－Ek1＝ΔEk重力的功重力勢能變化①重力做正功，重力勢能減少②重力做負(fù)功，重力勢能增加③WG＝－ΔEp＝Ep1－Ep2彈簧彈力的功彈性勢能變化①彈力做正功，彈性勢能減少②彈力做負(fù)功，彈性勢能增加③WF＝－ΔEp＝Ep1－Ep2只有重力、彈簧彈力做功不引起機(jī)械能變化機(jī)械能守恒ΔE＝0考點一對功能關(guān)系的理解考點闡釋除重力和彈簧彈力之外的其他力做的功機(jī)械能變化①其他力做多少正功，物體的機(jī)械能就增加多少②其他力做多少負(fù)功，物體的機(jī)械能就減少多少③W＝ΔE一對相互作用的滑動摩擦力的總功內(nèi)能變化①作用于系統(tǒng)的一對滑動摩擦力一定做負(fù)功，系統(tǒng)內(nèi)能增加②Q＝f·s相對考點一對功能關(guān)系的理解題組一功能關(guān)系的定性分析1．(2014·高考廣東卷)如圖所示是安裝在列車車廂之間的摩擦緩沖器結(jié)構(gòu)圖．圖中①和②為楔塊，③和④為墊板，楔塊與彈簧盒、墊板間均有摩擦，在車廂相互撞擊使彈簧壓縮的過程中(

)A．緩沖器的機(jī)械能守恒B．摩擦力做功消耗機(jī)械能C．墊板的動能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D．彈簧的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為動能由于系統(tǒng)內(nèi)存在摩擦力，在車廂撞擊壓縮彈簧的過程中需要克服摩擦力做功，機(jī)械能不守恒，墊板的動能一部分轉(zhuǎn)化為彈簧彈性勢能，另一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，A、C錯誤，B正確．彈簧恢復(fù)原長過程中，克服摩擦力做功，彈性勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和動能，D錯誤．題組設(shè)計解析答案圖片顯/隱B考點一對功能關(guān)系的理解2．(2013·高考新課標(biāo)全國Ⅱ卷)(多選)目前，在地球周圍有許多人造地球衛(wèi)星繞著它運轉(zhuǎn)，其中一些衛(wèi)星的軌道可近似為圓，且軌道半徑逐漸變小．若衛(wèi)星在軌道半徑逐漸變小的過程中，只受到地球引力和稀薄氣體阻力的作用，則下列判斷正確的是(

)A．衛(wèi)星的動能逐漸減小B．由于地球引力做正功，引力勢能一定減小C．由于氣體阻力做負(fù)功，地球引力做正功，機(jī)械能保持不變D．衛(wèi)星克服氣體阻力做的功小于引力勢能的減小題組設(shè)計解析答案BD考點一對功能關(guān)系的理解題組二功能關(guān)系的簡單計算3.(多選)如圖所示，一固定斜面傾角為30°，一質(zhì)量為m的小物塊自斜面底端以一定的初速度，沿斜面向上做勻減速運動，加速度的大小等于重力加速度的大小g.若物塊上升的最大高度為H，則此過程中，物塊的(

)題組設(shè)計解析答案圖片顯/隱AC考點一對功能關(guān)系的理解

功能關(guān)系應(yīng)用技巧運用功能關(guān)系解題時，應(yīng)弄清楚重力做什么功，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(jī)械能的變化．規(guī)律總結(jié)考點一對功能關(guān)系的理解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(jī)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(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；考點二摩擦力做功與能量關(guān)系考點闡釋②有一部分機(jī)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位移．考點闡釋考點二摩擦力做功與能量關(guān)系1.如圖所示，木塊A放在木塊B的左端，用恒力F將A拉至B的右端，第一次將B固定在地面上，F(xiàn)做功為W1，生熱為Q1；第二次讓B可以在光滑地面上自由滑動，仍將A拉到B右端，這次F做功為W2，生熱為Q2；則應(yīng)有(

)A．W1<W2，Q1＝Q2

B．W1＝W2，Q1＝Q2C．W1<W2，Q1<Q2D．W1＝W2，Q1<Q2拉力F做的功直接由公式W＝Flcosα求得，其中l(wèi)是物體對地的位移，所以W1<W2，滑動摩擦力做功過程中產(chǎn)生的內(nèi)能等于系統(tǒng)克服摩擦力做的功，即ΔE＝Q＝Ffl相對，其中l(wèi)相對表示物體之間的相對位移，在這里是B的長度，所以Q1＝Q2.題組設(shè)計解析答案A考點二摩擦力做功與能量關(guān)系2.如右圖所示，質(zhì)量為m的可看成質(zhì)點的物塊置于粗糙水平面上的M點，水平面的右端與固定的斜面平滑連接，物塊與水平面及斜面之間的動摩擦因數(shù)處處相同．物塊與彈簧未連接，開始時物塊擠壓彈簧使彈簧處于壓縮狀態(tài)．現(xiàn)從M點由靜止釋放物塊，物塊運動到N點時恰好靜止，彈簧原長小于MM′.若物塊從M點運動到N點的過程中，物塊與接觸面之間由于摩擦所產(chǎn)生的熱量為Q，物塊、彈簧與地球組成系統(tǒng)的機(jī)械能為E，物塊通過的路程為s.不計轉(zhuǎn)折處的能量損失，下圖中所描述的關(guān)系中可能正確的是(

)題組設(shè)計答案C考點二摩擦力做功與能量關(guān)系題組設(shè)計解析考點二摩擦力做功與能量關(guān)系因摩擦力始終做負(fù)功，故系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量Q隨s增大，而系統(tǒng)的機(jī)械能隨s而減小，B、D均錯誤；因為s＞xMM′，所以Q＝μmgxMM′＋μmgcosθ

(s－xMM′)，E＝E0－μmgxMM′－μmgcosθ(s－xMM′)，對應(yīng)圖線可知，A錯誤，C正確．

分析摩擦力做功問題的兩點注意(1)當(dāng)涉及摩擦力做功，機(jī)械能不守恒時，一般應(yīng)用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律．(2)解題時，首先確定初末狀態(tài)，然后分析狀態(tài)變化過程中哪種形式的能量減少，哪種形式的能量增加，求出減少的能量總和ΔE減和增加的能量總和ΔE增，最后由ΔE減＝ΔE增列式求解．規(guī)律總結(jié)考點二摩擦力做功與能量關(guān)系1．解決能量守恒問題的方法(1)兩個或兩個以上的物體與彈簧組成的系統(tǒng)相互作用的過程，具有以下特點：①能量變化上，如果只有重力和系統(tǒng)內(nèi)彈簧彈力做功，系統(tǒng)機(jī)械能守恒．②如果系統(tǒng)每個物體除彈簧彈力外所受合外力為零，則當(dāng)彈簧伸長或壓縮到最大程度時兩物體速度相同．③當(dāng)彈簧為自然狀態(tài)時系統(tǒng)內(nèi)某一端的物體具有最大速度．(2)不涉及彈簧時，弄清各種力做功的情況，并分析有多少種形式的能量在轉(zhuǎn)化．考點三能量轉(zhuǎn)化守恒問題的應(yīng)用考點闡釋2．列能量守恒定律方程的兩條基本思路(1)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)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．考點闡釋考點三能量轉(zhuǎn)化守恒問題的應(yīng)用題組設(shè)計解析答案C考點三能量轉(zhuǎn)化守恒問題的應(yīng)用2．如圖所示為一種擺式摩擦因數(shù)測量儀，可測量輪胎與地面間動摩擦因數(shù)，其主要部件有：底部固定有輪胎橡膠片的擺錘和連接擺錘的輕質(zhì)細(xì)桿．?dāng)[錘的質(zhì)量為m，細(xì)桿可繞軸O在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，擺錘重心到O點距離為L.測量時，測量儀固定于水平地面，將擺錘從與O等高的位置處靜止釋放．?dāng)[錘到最低點附近時，橡膠片緊壓地面擦過一小段距離s(s＜L)，之后繼續(xù)擺至與豎直方向成θ角的最高位置．若擺錘對地面的壓力可視為大小為F的恒力，重力加速度為g，求(1)擺錘在上述過程中損失的機(jī)械能；(2)在上述過程中摩擦力對擺錘所做的功；(3)橡膠片與地面之間的動摩擦因數(shù)．題組設(shè)計圖片顯/隱考點三能量轉(zhuǎn)化守恒問題的應(yīng)用(1)擺錘從與O點等高的位置擺至最高點過程中，依據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒，有mgL＝mgL(1－cosθ)＋ΔE損失的機(jī)械能ΔE＝mgLcosθ(2)摩擦力做功Wf＝－ΔE＝－mgLcosθ題組設(shè)計解析答案考點三能量轉(zhuǎn)化守恒問題的應(yīng)用

運用能量守恒定律解題的基本思路規(guī)律總結(jié)考點三能量轉(zhuǎn)化守恒問題的應(yīng)用對各種功能關(guān)系熟記于心，力學(xué)范圍內(nèi)，應(yīng)牢固掌握以下三條功能關(guān)系：(1)重力的功等于重力勢能的變化，彈力的功等于彈性勢能的變化；(2)合外力的功等于動能的變化；(3)除重力、彈力外，其他力的功等于機(jī)械能的變化．■名師·微點撥…………

傳送帶模型【模型概述】傳送帶是應(yīng)用較廣泛的一種傳動裝置，把物體放到運動著的傳送帶上，物體將在靜摩擦力或滑動摩擦力的作用下被傳送帶輸送到另一端，該裝置即為傳送帶模型．【模型條件】(1)傳送帶勻速或加速運動．(2)物體以初速度v0滑上傳送帶或輕輕放于傳送帶上，物體與傳送帶間有摩擦力．(3)物體與傳送帶之間有相對滑動．思維建模【模型特點】(1)若物體輕輕放在勻速運動的傳送帶上，物體一定要和傳送帶之間產(chǎn)生相對滑動，物體一定受到沿傳送帶前進(jìn)方向的摩擦力．(2)若物體靜止在傳送帶上，與傳送帶一起由靜止開始加速，如果動摩擦因數(shù)較大，則物體隨傳送帶一起加速；如果動摩擦因數(shù)較小，則物體將跟不上傳送帶的運動，相對傳送帶向后滑動．(3)若物體與水平傳送帶一起勻速運動，則物體與傳送帶之間沒