第4講 功能關系 能量守恒定律 課件61

1、2019,高考一輪總復習,物理,第五章,機械能,第,4,講,功能關系,能量守恒定律,2019,高考一輪總復習,物理,過好雙基關,2019,高考一輪總復習,物理,力做功,能的變化,定量關系,合力的功,動能變化,W,E,k2,E,k1,E,k,重力的功,重力勢能變化,1,重力做正功，重力勢能,_,2,重力做負功，重力勢能,_,3,W,G,E,p,_,彈簧彈力的功,彈性勢能變化,1,彈力做正功，彈性勢能,_,2,彈力做負功，彈性勢能,_,3,W,F,E,p,E,p1,E,p2,一、幾種常見的功能關系及其表達式,減少,增加,E,p1,E,p2,減少,增加,2019,高考一輪總復習,物理,只有重力、彈,

2、簧彈力做功,機械能,_,機械能守恒,E,_,除重力和彈簧,彈力之外的其,他力做的功,機械能,_,1,其他力做多少正功，物體的機械,能就,多少,2,其他力做多少負功，物體的機械,能就,多少,3,W,其他,E,一對相互作用,的滑動摩擦力,的總功,機械能,_,內(nèi)能,_,1,作用于系統(tǒng)的一對滑動摩擦力一,定做負功，系統(tǒng)內(nèi)能,_,2,摩擦生熱,Q,_,0,不變化,增加,減少,減少,增加,變化,增加,F,f,x,相對,2019,高考一輪總復習,物理,答案,自測,1,升降機底板上放一質(zhì)量為,100 kg,的物體，物體隨升降機由靜止開始,豎直向上移動,5 m,時速度達到,4 m,s,則此過程中,g,取,10

3、m,s,2,不計空氣阻力,A,升降機對物體做功,5 800 J,B,合外力對物體做功,5 800 J,C,物體的重力勢能增加,500 J,D,物體的機械能增加,800 J,2019,高考一輪總復習,物理,二、兩種摩擦力做功特點的比較,類型,比較,靜摩擦力,滑動摩擦力,不同點,能量的轉化,方面,只有機械能從一個物,體轉移到另一個物體,而沒有機械能轉化為,其他形式的能,1,將部分機械能從一個物體轉移到,另一個物體,2,一部分機械能轉化為內(nèi)能，此部,分能量就是系統(tǒng),能的損失量,一對摩擦力,的總功方面,一對靜摩擦力所做功,的代數(shù)和總,_,一對滑動摩擦力做功的代數(shù)和總是,_,相同點,正功、負功,不做功方

4、面,兩種摩擦力對物體可以做正功，也可以做負功，還可以不,做功,機械,等于零,負值,2019,高考一輪總復習,物理,A,4,3,mgR,B,mgR,C,1,2,mgR,D,3,4,mgR,答案,自測,2,如圖,1,所示，一個質(zhì)量為,m,的鐵塊沿半徑為,R,的固定半圓軌道上邊緣,由靜止滑下，到半圓底部時，軌道所受壓力為鐵塊重力的,1.5,倍，則此過程,中鐵塊損失的機械能為,圖,1,2019,高考一輪總復習,物理,三、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,為另一種,形式，或者從一個物體,到別的物體，在轉化或轉移的過程中，能量的,總量,2,表達式,E,減,產(chǎn)生,轉移

5、,轉化,保持不變,E,增,2019,高考一輪總復習,物理,3,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,2019,高考一輪總復習,物理,A,1,2,m,v,0,2,mg,s,x,B,1,2,m,v,0,2,m,gx,C,mgs,D,mg,s,x,答案,自測,3,質(zhì)量為,m,的物體以初速度,v,0,沿水平面向左開始運動，起始點,A,與一輕彈,簧,O,端相距,s,如圖,2,所示,已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為,物體與彈,簧相碰后，彈簧的最大壓縮量為,x,則從開始碰撞到彈

6、簧被壓縮至最短，物,體克服彈簧彈力所做的功為,解析,圖,2,2019,高考一輪總復習,物理,研透命題點,2019,高考一輪總復習,物理,1,只涉及動能的變化用動能定理分析,2,只涉及重力勢能的變化，用重力做功與重力勢能變化的關系分析,3,只涉及機械能的變化，用除重力和彈簧的彈力之外的其他力做功與機械能,變化的關系分析,命題點一,功能關系的理解和應用,能力考點,師生共研,2019,高考一輪總復習,物理,例,1,多選,如圖,3,所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與一質(zhì)量為,m,套在粗,糙豎直固定桿,A,處的圓環(huán)相連，彈簧水平且處于原長,圓環(huán)從,A,處由靜止開始,下滑，經(jīng)過,B,處的速度最大，到達,C,

7、處的速度為零,AC,h,圓環(huán)在,C,處獲得一,豎直向上的速度,v,恰好能回到,A,彈簧始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度為,g,則,圓環(huán),A,下滑過程中，加速度一直減小,B,下滑過程中，克服摩擦力做的功為,m,v,2,C,在,C,處，彈簧的彈性勢能為,m,v,2,mgh,D,上滑經(jīng)過,B,的速度大于下滑經(jīng)過,B,的速度,答案,解析,圖,3,1,4,1,4,2019,高考一輪總復習,物理,變式,1,多選,(2016,全國卷,21,如圖,4,所示，小球套在光滑的豎直桿上，輕,彈簧一端固定于,O,點，另一端與小球相連,現(xiàn)將小球從,M,點由靜止釋放，它在,下降的過程中經(jīng)過了,N,點,已知在,M,N,兩點處，

8、彈簧對小球的彈力大小相等,且,ONM,OMN,在小球從,M,點運動到,N,點的過程中,A,彈力對小球先做正功后做負功,B,有兩個時刻小球的加速度等于重力加速度,C,彈簧長度最短時，彈力對小球做功的功率為零,D,小球到達,N,點時的動能等于其在,M,N,兩點的重力勢能差,答案,解析,2,圖,4,2019,高考一輪總復習,物理,例,2,2017,全國卷,24,一質(zhì)量為,8.00,10,4,kg,的太空飛船從其飛行軌道返,回地面,飛船在離地面高度,1.60,10,5,m,處以,7.5,10,3,m,s,的速度進入大氣層,逐漸減慢至速度為,100,m,s,時下落到地面,取地面為重力勢能零點，在飛船,下

9、落過程中，重力加速度可視為常量，大小取為,9.8,m/s,2,結果保留兩位有效,數(shù)字,1,分別求出該飛船著地前瞬間的機械能和它進入大氣層時的機械能,答案,解析,答案,4.0,10,8,J,2.4,10,12,J,2019,高考一輪總復習,物理,2,求飛船從離地面高度,600,m,處至著地前瞬間的過程中克服阻力所做的功,已知飛船在該處的速度大小是其進入大氣層時速度大小的,2.0,答案,解析,答案,9.7,10,8,J,解析,飛船在高度,h,600 m,處的機械能為,E,h,1,2,m,2.0,100,v,h,2,mgh,由功能關系得,W,E,h,E,0,式中,W,是飛船從高度,600 m,處至著

10、地前瞬間的過程中克服阻力所做的功,由式和題給數(shù)據(jù)得,W,9.7,10,8,J,2019,高考一輪總復習,物理,變式,2,2017,全國卷,16,如圖,5,所示，一質(zhì)量為,m,長度為,l,的均勻柔軟細繩,PQ,豎直懸掛,用外力將繩的下端,Q,緩慢地豎直向上拉起至,M,點,M,點與繩的上,端,P,相距,重力加速度大小為,g,在此過程中，外力做的功為,解析,1,3,l,答案,圖,5,A,1,9,mgl,B,1,6,mgl,C,1,3,mgl,D,1,2,mgl,解析,由題意可知,PM,段細繩的機械能不變,MQ,段細繩的,重心升高了,l,6,則重力勢能增加,E,p,2,3,mg,l,6,1,9,mgl

11、,由功能,關系可知,在此過程中,外力做的功為,W,1,9,mgl,故選項,A,正確,B,C,D,錯誤,2019,高考一輪總復習,物理,1,靜摩擦力做功,1,靜摩擦力可以做正功，也可以做負功，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移，不會轉化為內(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,機械能全部轉化為內(nèi)能,有一部分機械能在相互摩擦的物體間轉移，另外一部分轉化為內(nèi)能,命題點二,摩擦力做功與能量轉化,能力考點,師生共研,2

12、019,高考一輪總復習,物理,3,摩擦生熱的計算,Q,F,f,x,相對,其中,x,相對,為相互摩擦的兩個物體間的相對路,程,從功的角度看，一對滑動摩擦力對系統(tǒng)做的功等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量；從,能量的角度看，其他形式能量的減少量等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量,2019,高考一輪總復習,物理,例,3,如圖,6,所示，某工廠用傳送帶向高處運送貨物，將,一貨物輕輕放在傳送帶底端，第一階段物體被加速到與,傳送帶具有相同的速度，第二階段與傳送帶相對靜止,勻速運動到傳送帶頂端,下列說法正確的是,A,第一階段摩擦力對物體做正功，第二階段摩擦力對物體不做功,B,第一階段摩擦力對物體做的功等于第一階段物體動能的增加量,C,第

13、一階段物體和傳送帶間摩擦生的熱等于第一階段物體機械能的增加量,D,物體從底端到頂端全過程機械能的增加量大于全過程摩擦力對物體所做,的功,解析,答案,圖,6,2019,高考一輪總復習,物理,變式,3,多選,如圖,7,所示為生活中磨刀的示意圖，磨刀石靜止不動，刀在手,的推動下從右向左勻速運動，發(fā)生的位移為,x,設刀與磨刀石之間的摩擦力,大小為,F,f,則下列敘述中正確的是,A,摩擦力對刀做負功，大小為,F,f,x,B,摩擦力對刀做正功，大小為,F,f,x,C,摩擦力對磨刀石做正功，大小為,F,f,x,D,摩擦力對磨刀石不做功,答案,圖,7,2019,高考一輪總復習,物理,解析,變式,4,多選,(2

14、018,吉林白城模擬,質(zhì)量為,m,的物體在水平面上，只受摩擦力,作用，以初動能,E,0,做勻變速直線運動，經(jīng)距離,d,后，動能減小為,則,A,物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為,B,物體再前進,便停止,C,物體滑行距離,d,所用的時間是滑行后面距離所用時間的,倍,D,若要使此物體滑行的總距離為,3,d,其初動能應為,2,E,0,答案,E,0,3,2,E,0,3,mgd,d,3,3,2019,高考一輪總復習,物理,例,4,如圖,8,所示，光滑水平面,AB,與豎直面內(nèi)的半圓形導軌在,B,點相切，半圓,形導軌的半徑為,R,一個質(zhì)量為,m,的物體將彈簧壓縮至,A,點后由靜止釋放，在,彈力作用下物體獲得某一向

15、右的速度后脫離彈簧，當它經(jīng)過,B,點進入導軌的,瞬間對軌道的壓力為其重力的,8,倍，之后向上運動恰能到達最高點,C,不計空,氣阻力，試求,1,物體在,A,點時彈簧的彈性勢能,答案,解析,圖,8,命題點三,能量守恒定律的理解和應用,能力考點,師生共研,答案,7,2,mgR,2019,高考一輪總復習,物理,由能量守恒定律得,Q,1,2,m,v,B,2,1,2,m,v,C,2,2,mgR,2,物體從,B,點運動至,C,點的過程中產(chǎn)生的內(nèi)能,答案,解析,答案,mgR,解析,設物體在,C,點的速度為,v,C,由題意可知,mg,物體由,B,點運動到,C,點的過程中,m,v,2,C,R,解得,Q,mgR,2

16、019,高考一輪總復習,物理,變式,5,如圖,9,所示，固定斜面的傾角,30,物體,A,與斜面之間的動摩擦,因數(shù),輕彈簧下端固定在斜面底端，彈簧處于原長時上端位于,C,點,用一,根不可伸長的輕繩通過輕質(zhì)光滑的定滑輪連接物體,A,和,B,滑輪右側繩子與,斜面平行,A,的質(zhì)量為,2,m,B,的質(zhì)量為,m,初始時物體,A,到,C,點的距離為,L,現(xiàn),給,A,B,一初速度,v,0,使,A,開始沿斜面向下運動,B,向上運動，物體,A,將彈,簧壓縮到最短后又恰好能彈到,C,點,已知重力加速度為,g,不計空氣阻力，整,個過程中，輕繩始終處于伸直狀態(tài)，求,1,物體,A,向下運動剛到,C,點時的速度大小,答案,

17、解析,3,2,gL,圖,9,答案,v,0,2,gL,2019,高考一輪總復習,物理,2,彈簧的最大壓縮量,答案,解析,答案,1,2,v,0,2,g,L,F,f,2,x,0,1,2,3,m,v,2,解析,從物體,A,接觸彈簧將彈簧壓縮到最短后又恰,好回到,C,點的過程，對系統(tǒng)應用動能定理,解得,x,v,0,2,2,g,L,2,1,2,v,0,2,g,L,2019,高考一輪總復習,物理,3,彈簧的最大彈性勢能,答案,解析,答案,3,4,m,v,0,2,gL,解得,E,p,3,m,4,v,0,2,gL,解析,從彈簧壓縮至最短到物體,A,恰好彈回到,C,點,的過程中，由能量守恒定律得,E,p,mgx,

18、2,mgx,sin,Q,Q,F,f,x,2,mgx,cos,2019,高考一輪總復習,物理,課時作業(yè),2019,高考一輪總復習,物理,1,2,1,如圖,1,所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為,R,的圓弧形軌道，半徑,OA,水平,OB,豎直，一個質(zhì)量為,m,的小球自,A,的正上方,P,點由靜止開始自由下落，小球沿軌,道到達最高點,B,時恰好對軌道沒有壓力,已知,AP,2,R,重力加速度為,g,則小,球從,P,至,B,的運動過程中,A,重力做功,2,mgR,B,機械能減少,mgR,C,合外力做功,mgR,D,克服摩擦力做功,mgR,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,雙基鞏固練,12,

19、圖,1,2019,高考一輪總復習,物理,2,如圖,2,所示，質(zhì)量相等的物體,A,B,通過一輕質(zhì)彈簧相連，開始時,B,放在地,面上,A,B,均處于靜止狀態(tài),現(xiàn)通過細繩將,A,向上緩慢拉起，第一階段拉力,做功為,W,1,時，彈簧變?yōu)樵L；第二階段拉力再做功,W,2,時,B,剛要離開地面,彈簧一直在彈性限度內(nèi)，則,A,兩個階段拉力做的功相等,B,拉力做的總功等于,A,的重力勢能的增加量,C,第一階段，拉力做的功大于,A,的重力勢能的增加量,D,第二階段，拉力做的功等于,A,的重力勢能的增加量,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,答案,圖,2,12,2019,高考一輪總復習,物理,3.,多

20、選,如圖,3,所示，楔形木塊,abc,固定在水平面上，粗糙斜面,ab,和光滑斜面,bc,與水平面的夾角相同，頂角,b,處安裝一定滑輪,質(zhì)量分別為,M,m,M,m,的,滑塊、通過不可伸長的輕繩跨過定滑輪連接，輕繩與斜面平行,兩滑塊由靜,止釋放后，沿斜面做勻加速運動,若不計滑輪的質(zhì)量和摩擦，在兩滑塊沿斜,面運動的過程中,A,兩滑塊組成的系統(tǒng)機械能守恒,B,重力對,M,做的功等于,M,動能的增加,C,輕繩對,m,做的功等于,m,機械能的增加,D,兩滑塊組成的系統(tǒng)的機械能損失等于,M,克服摩擦力做的功,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,答案,解析,圖,3,12,2019,高考一輪總復習,

21、物理,4.,多選,如圖,4,所示，質(zhì)量為,m,的物體以某一速度沖上一個傾角為,37,的斜面,其運動的加速度的大小為,0.9,g,這個物體沿斜面上升的最大高度為,H,則,在這一過程中,A,物體的重力勢能增加了,0.9,mgH,B,物體的重力勢能增加了,mgH,C,物體的動能損失了,0.5,mgH,D,物體的機械能損失了,0.5,mgH,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,答案,解析,圖,4,12,2019,高考一輪總復習,物理,5.,多選,(2018,黑龍江佳木斯質(zhì)檢,如圖,5,所示，建筑工地,上載人升降機用不計質(zhì)量的細鋼繩跨過定滑輪與一電動,機相連，通電后電動機帶動升降機沿豎直方向

22、先勻加速,上升后勻速上升,摩擦及空氣阻力均不計,則,A,升降機勻加速上升過程中，升降機底板對人做的功等,于人增加的動能,B,升降機勻加速上升過程中，升降機底板對人做的功等于人增加的機械能,C,升降機勻速上升過程中，升降機底板對人做的功等于人增加的機械能,D,升降機上升的全過程中，升降機拉力做的功大于升降機和人增加的機械能,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,答案,圖,5,12,解析,2019,高考一輪總復習,物理,6.,多選,如圖,6,所示，一物塊通過一橡皮條與粗糙斜面頂端垂直于固定斜面的,固定桿相連而靜止在斜面上，橡皮條與斜面平行且恰為原長,現(xiàn)給物塊一沿,斜面向下的初速度,v,0

23、,則物塊從開始滑動到滑到最低點的過程中,設最大靜,摩擦力與滑動摩擦力大小相等，橡皮條的形變在彈性限度內(nèi),下列說法正,確的是,A,物塊的動能一直增加,B,物塊運動的加速度一直增大,C,物塊的機械能一直減少,D,物塊減少的機械能等于橡皮條增加的彈性勢能,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,答案,圖,6,12,解析,2019,高考一輪總復習,物理,7,如圖,7,所示，固定的傾斜光滑桿上套有一個質(zhì)量為,m,的圓環(huán)，圓環(huán)與一橡,皮繩相連，橡皮繩的另一端固定在地面上的,A,點，橡皮繩豎直時處于原長,h,讓圓環(huán)沿桿滑下，滑到桿的底端時速度為零,則在圓環(huán)下滑過程中,A,圓環(huán)機械能守恒,B,橡皮繩的

24、彈性勢能一直增大,C,橡皮繩的彈性勢能增加了,mgh,D,橡皮繩再次到達原長時圓環(huán)動能最大,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,答案,解析,圖,7,12,2019,高考一輪總復習,物理,8,如圖,8,所示，一質(zhì)量為,m,的小球固定于輕質(zhì)彈簧的一端，彈簧的另一端固,定于,O,點,將小球拉至,A,點，彈簧恰好無形變，由靜止釋放小球，當小球運動,到,O,點正下方與,A,點的豎直高度差為,h,的,B,點時，速度大小為,v,已知重力加速,度為,g,下列說法正確的是,A,小球運動到,B,點時的動能等于,mgh,B,小球由,A,點到,B,點重力勢能減少,m,v,2,C,小球由,A,點到,B,點克

25、服彈力做功為,mgh,D,小球到達,B,點時彈簧的彈性勢能為,mgh,m,v,2,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,答案,解析,綜合提升練,圖,8,12,1,2,1,2,2019,高考一輪總復習,物理,9.(2018,四川德陽調(diào)研,足夠長的水平傳送帶以恒定速度,v,勻速運動，某時刻,一個質(zhì)量為,m,的小物塊以大小也是,v,方向與傳送帶的運動方向相反的初速,度沖上傳送帶，最后小物塊的速度與傳送帶的速度相同,在小物塊與傳送帶,間有相對運動的過程中，滑動摩擦力對小物塊做的功為,W,小物塊與傳送帶,間因摩擦產(chǎn)生的熱量為,Q,則下列判斷中正確的是,A,W,0,Q,m,v,2,B,W,0,Q

26、,2,m,v,2,C,W,Q,m,v,2,D,W,m,v,2,Q,2,m,v,2,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,答案,解析,m,v,2,2,12,2019,高考一輪總復習,物理,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,10.,多選,如圖,9,所示，質(zhì)量為,M,長度為,L,的小車靜止在光滑的水平面上,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，使物塊從靜止開始做勻加速直線運動，物塊和小車之間的摩擦力,為,F,f,物塊滑到小車的最右端時，小車運動的距離為,s,在這個過程中，以下,結論正確的是,A,物塊到達小車最右端時具有的動能為,F,L,s,B,物塊到達小車最右端時，小車具有的動能為,F,f,s,C,物塊克服摩擦力所做的功為,F,f,L,s,D,物塊和小車增加的機械能為,F,f,s,答案,解析,圖,9,2019,高考一輪總復習