2019版高考物理一轮复习专题五机械能第4讲功能关系能量转化与守恒定律课件.ppt

1、第4讲功能关系、能量转化与守恒定律,考点 1,功能关系,1.能的概念：一个物体能对外做功，这个物体就具有_.2.功能关系：(1)功是_的量度，即做了多少功就有,_发生了转化.,能量,能量转化,多少能量,(2)做功的过程一定伴随着_，而且_,必通过做功来实现.,能量转化,能量转化,功是反映物体间在相互作用的过程中能量变化多少的物理量，功是过程量，它与一段位移相联系；能是用来反映物体做功本领的物理量，它反映了物体的一种状态，故能是状态量，它与某个时刻(或某一位置)相对应.,考点 2,能量守恒定律,1.内容：能量既不会消灭，也_，它只会从一种形式_为其他形式，或者从一个物体_到另一个物体，而在转化和

2、转移的过程中，能量的总量_.2.表达式：(1)E初_，初状态各种能量的总和等于,末状态各种能量的总和.,不会创造,转化,转移,(2)E减_，增加的那些能量的总和等于减少的那些能量的总和.,保持不变,E末,E增,【基础自测】1.(多选)在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项.质量为 m 的跳水运动员入水后受到水的阻力而竖直向下做减速运动，设水对他的阻力大小恒为 F.那么在他减速下降深度为 h,),的过程中，下列说法正确的是(g 为当地的重力加速度)(A.他的动能减少了 FhB.他的重力势能减少了 mghC.他的动能减少了(Fmg)hD.他的机械能减少了(Fmg)h答案：BC,2.(2017

3、 年湖北襄阳大联考)用恒力 F 竖直向上拉一物体，使其由地面处开始加速上升到某一高度.若该过程空气阻力不,能忽略，则下列说法正确的是(,),A.力 F 做的功和阻力做的功之和等于物体动能的增量B.重力所做的功等于物体重力势能的增量C.力 F 做的功和阻力做的功之和等于物体机械能的增量D.力 F、重力、阻力三者的合力所做的功等于物体机械能的增量答案：C,3.(2017 年新课标卷)如图 5-4-1 所示，一质量为 m，长度为 l 的均匀柔软细绳 PQ 竖直悬挂.用外力将绳的下端 Q 缓慢地竖直向上拉起至 M 点，M 点与绳的上端,图 5-4-1,答案：A,4.一木块静止在光滑水平面上，被一水平方

4、向飞来的子弹击中，子弹进入木块的深度为 2 cm，木块相对于桌面移动了1 cm.设木块对子弹的阻力恒定，则产生的热能和子弹损失的动能之比是多少？,热点 1,判断各力做功所对应的能量转化,热点归纳常见的功能关系：,(续表),(续表),【典题 1】(2017 年新课标卷)一质量为 8.00104 kg 的太空飞船从其飞行轨道返回地面.飞船在离地面高度 1.60105 m处以 7.50103 m/s 的速度进入大气层，逐渐减慢至速度为100 m/s 时下落到地面.取地面为重力势能零点，在飞船下落过程中，重力加速度可视为常量，大小取 9.8 m/s2.(计算结果保留2 位有效数字),(1)分别求出该飞

5、船着地前瞬间的机械能和它进入大气层,时的机械能.,(2)求飞船从离地面高度 600 m 处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功，已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的 2.0%.,(2)飞船的高度h600 m处的机械能为,由功能关系得WEhE0,式中，W 是飞船从高度 600 m 处至着地瞬间的过程中克服阻力所做的功.由式和题给数据解得 W9.7108 J.方法技巧：运用功能关系解题时，应弄清楚重力做什么功，合外力做什么功，除重力、弹力外的其他力做什么功，从而判断重力势能或弹性势能、动能、机械能的变化.,【迁移拓展】(多选)如图 5-4-2 所示，一固定斜面倾角为30，一质量为 m

6、 的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度大小等于重力加速度的大小 g.物块,),上升的最大高度为 H，则此过程中，小物块的(图 5-4-2,A.动能损失了 2mgHC.机械能损失了 mgH,B.动能损失了 mgH,解析：小物块沿斜面上滑过程中，根据牛顿运动定律得，mgsin 30fmg，物块所受滑动摩擦力为 f0.5mg.根据动能,定理，动能损失了 f,Hsin 30,mgH2mgH，选项 A 正确，B 错,Hsin 30,mgH，选项 C 正确，D,误.由功能关系得机械能损失 f错误.答案：AC,热点 2,摩擦力做功与能量的关系,热点归纳1.两种摩擦力做功的比较：,(

7、续表),2.求解相对滑动物体的能量问题的方法：(1)正确分析物体的运动过程，做好受力分析.,(2)利用运动学公式，结合牛顿第二定律分析物体的速度关,系及位移关系.,(3)公式QFf s相对中s相对为两接触物体间的相对位移，若物体在传送带上做往复运动时，则 s相对为总的相对路程.,【典题 2】(多选)如图 5-4-3 所示，质量为 m、长度为 L 的小车静止在光滑的水平面上，质量为 m 的小物块，放在小车的最左端，现用一水平向右的恒力 F 始终作用在小物块上，小物块与小车之间的滑动摩擦力为 f，经过一段时间后小车运动的位移为 x，此时小物块刚好滑到小车的最右端，则下列说法中正,确的是(,),A.

8、此时物块的动能为 F(xL),B.此时小车的动能为 F(xL),图 5-4-3,C.这一过程中，物块和小车增加的机械能为 F(xL)fLD.这一过程中，物块和小车因摩擦而产生的热量为 fL,解析：对小物块分析，水平方向受到拉力 F 和摩擦力 f，,答案：CD,小车位移为x，物块相对于小车的位移为L，则根据动能定理有(Ff)(xL)Ek0，A项错误.小车受到水平向右的摩擦力f作用，对地位移为x，根据动能定理同样有fxEk0，B项错误.在这一过程，物块和小车增加的机械能等于增加的动能，即EkEkF(xL)fL，C项正确.在此过程中外力做功为F(xL)，所以系统因摩擦而产生的热量为F(xL)F(xL

9、)fLfL，D项正确.,易错提醒：很多同学错误地认为物体克服摩擦力做功就等于物体摩擦产生的热，实际上物体克服摩擦力做的功只是等于物体机械能的减少量，但物体减少的机械能不一定全部生热了，也有可能转化成其他物体的机械能.,图 5-4-4,答案：D,热点 3,能量守恒定律的应用,热点归纳能量转化问题的解题思路：(1)当涉及摩擦力做功，机械能不守恒时，一般应用能的转化和守恒定律.(2)解题时，首先确定初末状态，然后分析状态变化过程中哪种形式的能量减少，哪种形式的能量增加，求出减少的能量总和E减与增加的能量总和E增，最后由E减E增列式求解.,考向 1,涉及弹簧的能量问题,【典题 3】如图 5-4-5 所

10、示，固定斜面的倾角30，物体,A 与斜面之间的动摩擦因数为,，轻弹簧下端固定在斜面底,端，弹簧处于原长时上端位于 C 点，用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体 A 和 B，滑轮右侧绳子与斜面平行，A 的质量为 2m4 kg，B 的质量为 m2 kg，初始时物体 A到 C 点的距离为 L1 m，现给 A、B 一初速度 v03 m/s，使 A开始沿斜面向下运动，B 向上运动，物体 A 将弹簧压缩到最短,后又恰好能弹到 C 点.已知重力加速度 g 取 10 m/s2，不计空气阻力，整个过程中轻绳始终处于伸直状态，求此过程中：,图 5-4-5,(1)物体 A 向下运动刚到 C 点时的速度大

11、小.(2)弹簧的最大压缩量.,(3)弹簧中的最大弹性势能.,(3)设弹簧的最大弹性势能为 Epm，由能量守恒定律可得：,解得：Epm6 J.,方法技巧：两个或两个以上的物体与弹簧组成的系统相互,作用的过程，具有以下特点：,(1)能量变化上，如果只有重力和系统内弹簧弹力做功，系,统机械能守恒.,(2)如果系统每个物体除弹簧弹力外所受合外力为零，则当,弹簧伸长或压缩到最大程度时两物体速度相同.,(3)当弹簧为自然状态时系统内某一端的物体具有最大速,度.,考向 2,传送带模型中的功能问题,热点归纳求传送带对物体所做的功、物体和传送带由于相对滑动而产生的热量、因放上物体而使电动机多消耗的电能等，常依据

12、功能关系或能量守恒定律求解.,【典题 4】(多选，2017 年安徽合肥第一中学高三第三阶段考试)如图 5-4-6 所示，甲、乙两传送带与水平面的夹角相同，都以恒定速率 v 向上运动.现将一质量为 m 的小物体(视为质点)轻轻放在 A 处，小物体在甲传送带上到达 B 处时恰好达到传送带的速率 v；在乙传送带上到达离 B 处竖直高度为 h 的 C 处时达到传送带的速率 v，已知 B 处离地面的高度均为 H.则在小物,体从 A 到 B 的过程中(,),图 5-4-6,A.小物体与甲传送带间的动摩擦因数较小B.两传送带对小物体做功相等C.两传送带消耗的电能相等,D.两种情况下因摩擦产生的热量相等,解析：根据公式 v22ax，可知物体加速度关系a甲a乙，再由牛顿第二定律mgcos mgsin ma，得知： 甲Q乙，所以将小物体传送到 B 处，两传送带消耗的电能甲更多，故 C 项错误，D 项错误.,答案：AB,方法技巧：传送带模型问题中的功能关系分析：(1)功能关系分析： WEkEpQ.(2)对 W 和 Q 的理解,传送带做的功：WFx传.产生的内能 QFfx相对.,