專題2功與能量-物理-全國卷專用

1、第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒目目 錄錄返回目錄返回目錄返回目錄返回目錄返回目錄返回目錄返回目錄返回目錄l理解功和功率兩個(gè)基本概念，掌握功和功率的計(jì)算；l理解一個(gè)定理和兩個(gè)定律(動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律和能量守恒定律)，掌握規(guī)律應(yīng)用的基本思路和解題技巧；l通曉兩類力做功的特點(diǎn)，掌握重要的功能關(guān)系(重力勢能、彈性勢能和電勢能變化，摩擦生熱，機(jī)械能變化，電能轉(zhuǎn)化等)返回目錄返回目錄高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究熱熱點(diǎn)點(diǎn)模模型型解解讀讀高高考考真真題題聚聚焦焦返回目錄返回目錄返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理高高

2、考考真真題題聚聚焦焦返回目錄返回目錄12015全國卷 一汽車在平直公路上行駛從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P隨時(shí)間t的變化如圖41所示假定汽車所受阻力的大小f恒定不變下列描述該汽車的速度v隨時(shí)間t變化的圖線中，可能正確的是() 圖41 圖42第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理高高考考真真題題聚聚焦焦返回目錄返回目錄【考題定位】l難度系數(shù)：中等l出題角度：本題考查了功率、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、力與運(yùn)動(dòng)的規(guī)律等知識(shí)的理解應(yīng)用，考查了考生綜合應(yīng)用動(dòng)力學(xué)、功能的知識(shí)分析解決問題和應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的能力 第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理高高考考真真題題聚聚焦焦返回目錄返

3、回目錄2.2015全國卷 如圖43所示，一半徑為R、粗糙程度處處相同的半圓形軌道豎直固定放置，直徑POQ水平一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)上方高度R處由靜止開始下落，恰好從P點(diǎn)進(jìn)入軌道質(zhì)點(diǎn)滑到軌道最低點(diǎn)N時(shí)，對軌道的壓力為4mg，g為重力加速度的大小用W表示質(zhì)點(diǎn)從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程中克服摩擦力所做的功則()AWmgR，質(zhì)點(diǎn)恰好可以到達(dá)Q點(diǎn)BWmgR，質(zhì)點(diǎn)不能到達(dá)Q點(diǎn)CWmgR，質(zhì)點(diǎn)到達(dá)Q點(diǎn)后，繼續(xù)上升一段距離DWmgR，質(zhì)點(diǎn)到達(dá)Q點(diǎn)后，繼續(xù)上升一段距離 圖43 第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理高高考考真真題題聚聚焦焦返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理

4、高高考考真真題題聚聚焦焦返回目錄返回目錄【考題定位】l難度等級：中等l出題角度：本題考查了受力分析、牛頓運(yùn)動(dòng)定律和動(dòng)能定理的理解應(yīng)用，考查了考生對豎直平面圓周運(yùn)動(dòng)情景的分析綜合能力和推理能力.返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究考點(diǎn)一功與功率的計(jì)算考點(diǎn)一功與功率的計(jì)算例例1 質(zhì)量為2 kg的物體，放在動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1的水平面上，在水平拉力F的作用下，由靜止開始運(yùn)動(dòng)，拉力做的功W和物體發(fā)生的位移x之間的關(guān)系如圖44所示，g取10 m/s2.下列說法中正確的是()A此物體在OA段做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，且整個(gè)過程中拉力的最大功率為15 WB此物體在

5、AB段做勻速直線運(yùn)動(dòng)，且整個(gè)過程中拉力的最大功率為6 WC此物體在AB段做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，且整個(gè)過程中拉力的最大功率為15 WD此物體在OA段做勻速直線運(yùn)動(dòng)，且整個(gè)過程中拉力的最大功率為15 W 圖44 返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究導(dǎo)思 怎樣通過Wx圖像計(jì)算得到力F？最大功率是瞬時(shí)功率還是平均功率？選用什么計(jì)算式？ 返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究變式變式 (多選)2015浙江卷 我國科

6、學(xué)家正在研制航母艦載機(jī)使用的電磁彈射器艦載機(jī)總質(zhì)量為3.0104 kg，設(shè)起飛過程中發(fā)動(dòng)機(jī)的推力恒為1.0105 N；彈射器有效作用長度為100 m，推力恒定要求艦載機(jī)在水平彈射結(jié)束時(shí)速度大小達(dá)到80 m/s.彈射過程中艦載機(jī)所受總推力為彈射器和發(fā)動(dòng)機(jī)推力之和，假設(shè)所受阻力為總推力的20%，則()A彈射器的推力大小為1.1106 NB彈射器對艦載機(jī)所做的功為1.1108 JC彈射器對艦載機(jī)做功的平均功率為8.8107 WD艦載機(jī)在彈射過程中的加速度大小為32 m/s2返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率

7、與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究考點(diǎn)二動(dòng)能定理的應(yīng)用考點(diǎn)二動(dòng)能定理的應(yīng)用例例2 2015浙江卷 如圖45所示，用一塊長L11.0 m的木板在墻和桌面間架設(shè)斜面，桌子高H0.8 m，長L21.5 m斜面與水平桌面的傾角可在060間調(diào)節(jié)后固定將質(zhì)量m0.2 kg的小物塊從斜面頂端靜止釋放，物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.05，物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2，忽略物塊在斜面與桌面交接處的能量損失(重力加速度取g10 m/s2；最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力) 圖45 返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究(1)求角增大到多少時(shí)，物塊能從斜

8、面開始下滑；(用正切值表示)(2)當(dāng)角增大到37時(shí)，物塊恰能停在桌面邊緣，求物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)2；(已知sin 370.6，cos 370.8)(3)繼續(xù)增大角，發(fā)現(xiàn)53時(shí)物塊落地點(diǎn)與墻面的距離最大，求此最大距離xm. 返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究歸納 1應(yīng)用動(dòng)能定理求解問題的思路和步驟(1)了解由哪些過程組成，選哪個(gè)過程研究；(2)分析每個(gè)過程物體

9、的受力情況；(3)各個(gè)力做功有何特點(diǎn)，對動(dòng)能的變化有無貢獻(xiàn)；(4)從總體上把握全過程，表達(dá)出總功，找出初、末狀態(tài)的動(dòng)能；(5)對所研究的全過程運(yùn)用動(dòng)能定理列方程2動(dòng)能定理既適用于直線運(yùn)動(dòng)，也適用于曲線運(yùn)動(dòng)；既適用于恒力做功，也適用于變力做功；力既可以同時(shí)作用，也可以分段作用 返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究變式變式1 如圖46所示，一質(zhì)量m0.75 kg的小球在距地面高h(yuǎn)10 m處由靜止釋放，落到地面后反彈，碰撞時(shí)無能量損失若小球運(yùn)動(dòng)過程中受到的空氣阻力f大小恒為2.5 N，g取10 m/s2.求：(1)小球與地面第一次碰撞后向上運(yùn)動(dòng)的

10、最大高度；(2)小球從靜止開始運(yùn)動(dòng)到與地面發(fā)生第五次碰撞時(shí)通過的總路程 圖46返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究變式變式2 如圖47所示，某滑草場有兩個(gè)坡度不同的滑道AB和AB(均可看作斜面)質(zhì)量不同的甲、乙兩名游客先后乘坐同一滑草板從A點(diǎn)由靜止開始分別沿AB和AB滑下，最后都停在水平草面上，斜草面和水平草面平滑連接，滑草板與草面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同，下列說

11、法正確的是()A甲沿斜草面下滑過程中克服摩擦力做的功比乙的大B甲、乙經(jīng)過斜草面底端時(shí)的速率相等C甲、乙最終停在水平草面上的同一位置D甲、乙最終停在水平草面上離底端(B或B)距離相等的位置 圖47 返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究(1)滑塊第一次經(jīng)過圓軌道最低點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力F；(2)滑塊與CD面間的動(dòng)摩擦因數(shù)2；(3)經(jīng)過足夠長時(shí)間，滑塊在兩斜面上滑動(dòng)的路程之

12、和s. 導(dǎo)思滑塊從A滑下到第一次經(jīng)過最低點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷幾個(gè)階段？小滑塊從A點(diǎn)由靜止滑下后，經(jīng)CD軌道返回，再次沖上AB軌道至速度為零時(shí)，該過程受到哪些力？分別做了多少功？滑塊最終的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是什么？ 返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究歸納 “兩狀態(tài)，一過程”是應(yīng)用動(dòng)能定理的著眼

13、點(diǎn)，即明確研究對象的始、末狀態(tài)的速度或動(dòng)能情況，明確研究過程，關(guān)注這一過程的位置變化或位移信息對于多過程的運(yùn)動(dòng)，往往明確多個(gè)位置的速度或動(dòng)能，既可以分段研究，也可以全程研究，但要注意“狀態(tài)”與“過程”的對應(yīng)關(guān)系 返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究變式變式 如圖49所示，光滑水平導(dǎo)軌AB的左端有一被壓縮的彈簧，彈簧左端固定，右端放一個(gè)質(zhì)量為m1 kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，物塊與彈簧不粘連，B點(diǎn)與水平傳送帶的左端剛好平齊接觸，傳送帶上BC的長為L6 m，傳送帶沿逆時(shí)針方向以恒定速度v2 m/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)CD為光滑的水平軌道，C點(diǎn)與傳送帶的右端剛

14、好平齊接觸，DE是豎直放置的半徑為R0.4 m的光滑半圓軌道，DE與CD相切于D點(diǎn)已知物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，g取10 m/s2. 圖49 返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究(1)若釋放彈簧，物塊離開彈簧，滑上傳送帶剛好能到達(dá)C點(diǎn)，求彈簧儲(chǔ)存的彈性勢能Ep；(2)若釋放彈簧，物塊離開彈簧，滑上傳送帶能夠通過C點(diǎn)，并經(jīng)過圓弧軌道DE，從其最高點(diǎn)E飛出，最終落在CD上與D點(diǎn)的距離為x1.2 m處(CD長大于1.2 m)，求物塊通過E點(diǎn)時(shí)受到的壓力大??；(3)滿足(2)條件時(shí)，求物塊通過傳送帶的過程中產(chǎn)生的熱量 返回目錄返回目錄第第4

15、 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理熱熱點(diǎn)點(diǎn)模模型型解解讀讀返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理熱熱點(diǎn)點(diǎn)模模型型解解讀讀返回目錄返回目錄 第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理熱熱點(diǎn)點(diǎn)模模型型解解讀讀返回目錄返回目錄示例示例 某測試員測試汽車啟動(dòng)、加速、正常行駛及剎車的性能前4 s逐漸加大油門，

16、使汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，415 s保持油門位置不變，可視為發(fā)動(dòng)機(jī)保持恒定功率運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最大速度后保持勻速，15 s時(shí)松開油門并踩剎車，經(jīng)3 s停止已知汽車的質(zhì)量為1200 kg，在加速及勻速過程中汽車所受阻力恒為f，剎車過程汽車所受阻力為5f，根據(jù)測試數(shù)據(jù)描繪vt圖像如圖410所示，下列說法正確的是()Af1200 NB04 s內(nèi)汽車所受牽引力為3.6103 NC415 s內(nèi)汽車功率為360 kWD415 s內(nèi)汽車位移為141 m 圖410 第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理熱熱點(diǎn)點(diǎn)模模型型解解讀讀返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理熱熱點(diǎn)點(diǎn)模模型

17、型解解讀讀返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理熱熱點(diǎn)點(diǎn)模模型型解解讀讀返回目錄返回目錄(1)求該動(dòng)車組正常行駛時(shí)的最大速度(2)甲地距乙站10 km，如果動(dòng)車組以60 m/s的速度通過甲地，要使動(dòng)車組?？吭谝艺?，兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)至少需工作多長時(shí)間？ 返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理 A 解析小球重力做功WGmgl(1cos )，由動(dòng)能定理，小球所受合力做功為0，拉力做功為0，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤；小球受到的力做的總功WWGW阻，則空氣阻力做功為mgl(1cos )，

18、選項(xiàng)B錯(cuò)誤 返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理例2 如圖所示，D、E、F、G為地面上水平間距相等的四點(diǎn)，三個(gè)質(zhì)量相同的小球A、B、C分別在E、F、G的正上方不同高度處，以相同的水平初速度向左拋出，最后均落到D點(diǎn)若不計(jì)空氣阻力，則可判斷A、B、C三個(gè)小球()A下落過程的重力做功之比為1 2 3B下落過程的重力的功率之比為1 4 9C落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率之比為1 2 3D從拋出到落地過程中，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為1 1 1 返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理例3 一木塊靜止在

19、光滑的水平面上，將一個(gè)大小恒為F的水平拉力作用在該木塊上，經(jīng)過位移x時(shí)，拉力的瞬時(shí)功率為P；若將一個(gè)大小恒為2F的水平拉力作用在該木塊上，使該木塊由靜止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過位移x時(shí)，拉力的瞬時(shí)功率是()A.PB2PC2 PD4P 返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理例4 (多選)如圖所示，小物體A沿高為h、傾角為的光滑斜面以初速度v0從頂端滑到底端，而與A質(zhì)量相同的物體B以同樣大小的初速度從同等高度豎直上拋，則()A兩物體落地時(shí)速率相同B從開始運(yùn)動(dòng)至落地過程中，重力對它們做功相同C兩物體落地時(shí)，重力的瞬時(shí)

20、功率相同D從開始運(yùn)動(dòng)至落地過程中，重力對它們做功的平均功率相同 返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理返回目錄返回目錄第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理例5 一摩托車在豎直的圓軌道內(nèi)側(cè)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，人和車的總質(zhì)量為m，軌道半徑為R，車經(jīng)最高點(diǎn)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P0，車對軌道的壓力為2mg.設(shè)軌道對摩托車的阻力與車對軌道的壓力成正比，則()A摩擦車經(jīng)最低點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力為3mgB摩擦車經(jīng)最低點(diǎn)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)功率為2P0C摩擦車從最高點(diǎn)經(jīng)半圓周到最低點(diǎn)的過程中發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力先變大后變小D摩擦車從最低點(diǎn)經(jīng)半圓周到最高點(diǎn)的過程中發(fā)動(dòng)機(jī)做的功為2mgR 返回目錄返回目錄

21、第第4 4講講功、功率與動(dòng)能定理功、功率與動(dòng)能定理返回目錄返回目錄高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究熱熱點(diǎn)點(diǎn)模模型型解解讀讀高高考考真真題題聚聚焦焦返回目錄返回目錄一、機(jī)械能守恒定律1機(jī)械能守恒的判斷(1)做功角度：只有重力或彈力做功(彈力指與彈性勢能對應(yīng)的彈力，如彈簧的彈力、橡皮筋的彈力，不是指壓力、支持力等)(2)能量角度：只有動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化，而沒有其他能量參與判斷運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能是否守恒時(shí)注意以下幾種情況：如果沒有摩擦和介質(zhì)阻力，物體只發(fā)生動(dòng)能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，則機(jī)械能守恒；可以對系統(tǒng)的受力進(jìn)行整體分析，如果有除重力和彈力(彈簧類)以外的其他力對系統(tǒng)做了功，則系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒； 返回目錄返回

22、目錄當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)的物體或系統(tǒng)與外界發(fā)生碰撞時(shí)，如果題目沒有明確說明不計(jì)機(jī)械能的損失，則系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒；如果系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生“爆炸”，則系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒；當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部有細(xì)繩發(fā)生瞬間拉緊的情況時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒2機(jī)械能守恒定律的表述(1)守恒角度：系統(tǒng)初態(tài)和末態(tài)的機(jī)械能相等，Ek1Ep1 Ek2Ep2，應(yīng)用過程中重力勢能需要選取零勢能面；(2)轉(zhuǎn)化角度：系統(tǒng)增加的動(dòng)能等于減少的勢能，EkEp；(3)轉(zhuǎn)移角度：兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)，A物體增加的機(jī)械能等于B物體減少的機(jī)械能，EAEB. 返回目錄返回目錄二、能量守恒定律1能量守恒定律無條件，任何過程的能量都是守恒的，即系統(tǒng)初、末態(tài)總能量相等，即E初E末2

23、系統(tǒng)某幾種能量的增加等于其他能量的減少，即En增Em減3能量守恒定律在不同條件下有不同的表現(xiàn)，例如只有重力或彈力(彈簧類)做功時(shí)就表現(xiàn)為機(jī)械能守恒定律三、涉及彈性勢能的機(jī)械能守恒問題1彈簧的彈性勢能與彈簧規(guī)格和形變程度有關(guān)，對同一根彈簧而言，無論是處于伸長狀態(tài)還是壓縮狀態(tài)，只要形變量相同，其儲(chǔ)存的彈性勢能就相同2對同一根彈簧而言，若先后經(jīng)歷兩次相同的形變過程，則兩次過程中彈簧彈性勢能的變化相同 返回目錄返回目錄第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒高高考考真真題題聚聚焦焦返回目錄返回目錄第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒高高考考真真題題聚聚焦焦返回目錄返回目錄高高考考真真題題聚聚焦

24、焦返回目錄返回目錄第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒【考題定位】l 難度等級：較難l出題角度：本題考查了力做功、機(jī)械能守恒定律的理解應(yīng)用，考查了考生對力與運(yùn)動(dòng)的綜合分析能力和系統(tǒng)機(jī)械能守恒的綜合應(yīng)用能力 高高考考真真題題聚聚焦焦返回目錄返回目錄第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒2(多選)2015四川卷 如圖52所示，半圓槽光滑、絕緣、固定，圓心是O，最低點(diǎn)是P，直徑MN水平a、b是兩個(gè)完全相同的帶正電小球(視為點(diǎn)電荷)，b固定在M點(diǎn)，a從N點(diǎn)由靜止釋放，沿半圓槽運(yùn)動(dòng)經(jīng)過P點(diǎn)到達(dá)某點(diǎn)Q(圖中未畫出)時(shí)速度為零則小球a()A從N到Q的過程中，重力與庫侖力的合力先增大后減小B從N到P

25、的過程中，速率先增大后減小C從N到Q的過程中，電勢能一直增加D從P到Q的過程中，動(dòng)能減少量小于 圖52電勢能增加量,高高考考真真題題聚聚焦焦返回目錄返回目錄第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒BC解析 小球a從N到Q的過程中，在N點(diǎn)速度和在Q點(diǎn)速度都為零，而合力為零的點(diǎn)在N、P之間，所以從N到P的過程中小球a的速度先增大后減小，故B對；從N到Q的過程中，由平行四邊形定則可判斷重力和庫侖力的合力一直增大，所以A錯(cuò)；由于從N到Q的過程中庫侖力方向與a球速度方向的夾角一直大于90，故庫侖力一直做負(fù)功，電勢能一直增加，C對；從P到Q的過程中，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電勢能和重力勢能，D錯(cuò) 【考題定位】l 難度

26、等級：中等l 出題角度：本題考查功能關(guān)系，要注意明確電場力和重力具有相同的性質(zhì)，即重力做功是重力勢能改變的量度，而電場力做功是電勢能改變的量度. 返回目錄返回目錄高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒返回目錄返回目錄高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒(1)請求出子彈從槍口射出時(shí)的速度(2)調(diào)節(jié)h，可以改變子彈落點(diǎn)試求子彈始終不脫離軌道時(shí)子彈落點(diǎn)離A的最遠(yuǎn)距離 甲 乙圖53導(dǎo)思 子彈從A經(jīng)B到C運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷幾個(gè)階段？有哪些力做了功？子彈恰好從C飛出，速度為多少？子彈從C飛出，做什么運(yùn)動(dòng)？水平位移與哪些物理量有關(guān)？ 返回目錄返回目錄高高頻頻考

27、考點(diǎn)點(diǎn)探探究究第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒返回目錄返回目錄高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒返回目錄返回目錄第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒歸納 應(yīng)用機(jī)械能守恒定律處理實(shí)際問題時(shí)，必須要判斷是否滿足機(jī)械能守恒的條件通常有兩種方法：1用做功來判斷，看重力(或彈簧彈力)以外的其他力做功代數(shù)和是否為零；2用能量轉(zhuǎn)化來判斷，看是否有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能. 高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究返回目錄返回目錄高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒返回目錄返回目錄高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒返

28、回目錄返回目錄高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒考點(diǎn)二能量守恒定律的應(yīng)用考點(diǎn)二能量守恒定律的應(yīng)用例例2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將風(fēng)能(氣流的動(dòng)能)轉(zhuǎn)化為電能的裝置，在能源危機(jī)日趨嚴(yán)重的今天日漸被更多的國家重視和開發(fā)世界上最大海上風(fēng)電場倫敦陣列于2013年7月正式投入運(yùn)營此風(fēng)電場位于倫敦泰晤士河口外，長達(dá)20公里，面積約為100平方公里，安裝有175臺(tái)著床式風(fēng)車風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要部件包括風(fēng)輪機(jī)、齒輪箱、發(fā)電機(jī)等如圖55甲所示，風(fēng)車風(fēng)輪機(jī)葉片長度r60 m，風(fēng)輪機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)所掃過的面積為發(fā)電機(jī)可接受風(fēng)能的面積已知風(fēng)能的利用率為K25%，空氣的密度1.3 kg/m3.(1)依據(jù)現(xiàn)有技

29、術(shù)，風(fēng)速約為v3 m/s時(shí)(微風(fēng)的程度)，便可以開始發(fā)電此時(shí)風(fēng)電場一臺(tái)風(fēng)車的發(fā)電功率為多少？ 返回目錄返回目錄高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒返回目錄返回目錄高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒導(dǎo)思 風(fēng)力發(fā)電是什么形式的能轉(zhuǎn)化為電能？打到扇葉的風(fēng)，如何表示質(zhì)量？正弦交流電通過電阻，產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)？ 返回目錄返回目錄高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒返回目錄返回目錄高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒返回目錄返回目錄高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化

30、與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒歸納 應(yīng)用能量守恒定律解題的基本思路：明確物理過程中各種形式的能量動(dòng)能、重力勢能、彈性勢能、電勢能、內(nèi)能等能量的變化情況，分別列出減少的能量和增加的能量的表達(dá)式，根據(jù)能量守恒定律解題 返回目錄返回目錄高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒變式變式 如圖56甲所示，傾角為的固定的光滑絕緣斜面底端固定一帶電荷量為Q的正點(diǎn)電荷將一帶正電小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從斜面上A點(diǎn)由靜止釋放，小物塊沿斜面向上滑動(dòng)至最高點(diǎn)B處，此過程中小物塊的動(dòng)能和重力勢能隨位移的變化圖像如圖乙所示(E1和x1均為已知量)已知重力加速度為g，靜電力常量為k，由圖像可求出()A小物塊的

31、帶電荷量BA、B間的電勢差C小物塊的質(zhì)量D小物塊速度最大時(shí)到斜面底端的距離 圖56 返回目錄返回目錄高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒C解析 由動(dòng)能圖線看出，速度有最大值，此時(shí)小物塊受力平衡，庫侖力與重力沿斜面的分力大小相等，由于沒有x的具體數(shù)據(jù)，所以不能求出小物塊的電荷量q，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由功能關(guān)系，動(dòng)能、電勢能、重力勢能之和保持不變，小物塊由A到B，E1mgx1sin ，則小物塊的質(zhì)量可求，選項(xiàng)C正確；由能量守恒定律，E1qUAB，因q未知，UAB無法計(jì)算，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；物塊速度最大時(shí)到斜面底端的距離無法求出，選項(xiàng)D錯(cuò)誤 返回目錄返回目錄高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究

32、第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒考點(diǎn)三功能關(guān)系的應(yīng)用考點(diǎn)三功能關(guān)系的應(yīng)用例例3 2015福建卷 如圖57所示，質(zhì)量為M的小車靜止在光滑水平面上，小車AB段是半徑為R的四分之一圓弧光滑軌道，BC段是長為L的水平粗糙軌道，兩段軌道相切于B點(diǎn)一質(zhì)量為m的滑塊在小車上從A點(diǎn)由靜止開始沿軌道滑下，重力加速度為g. (1)若固定小車，求滑塊運(yùn)動(dòng)過程中對小車的最大壓力； 圖57返回目錄返回目錄高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒【規(guī)范步驟規(guī)范步驟】解析 (1)滑塊滑到B點(diǎn)時(shí)對小車壓力最大，從A到B機(jī)械能守恒，有_滑塊在B點(diǎn)處，由牛頓第二定律，有_解得N3mg由牛頓第三

33、定律，有N3mg.返回目錄返回目錄高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒返回目錄返回目錄高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒返回目錄返回目錄高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒返回目錄返回目錄高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒返回目錄返回目錄高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒(1)求物塊在傳送帶上向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，距OO的最大水平距離s; (2)物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)為了維持傳送帶勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，對傳送帶多提供的能量是多大？ 返回目錄返回目錄高高頻頻

34、考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒返回目錄返回目錄高高頻頻考考點(diǎn)點(diǎn)探探究究第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒熱熱點(diǎn)點(diǎn)模模型型解解讀讀返回目錄返回目錄第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒熱熱點(diǎn)點(diǎn)模模型型解解讀讀返回目錄返回目錄第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒熱熱點(diǎn)點(diǎn)模模型型解解讀讀返回目錄返回目錄第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒示例示例 一足夠長的水平傳送帶以恒定的速度運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)將質(zhì)量為M2.0 kg的小物塊以某初速度拋上傳送帶，如圖59甲所示地面觀察者記錄了小物塊拋上傳送帶后06 s內(nèi)的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系，以水平向右的方向?yàn)檎较?，得?/p>

35、小物塊的vt圖像如圖乙所示g取10 m/s2.(1)計(jì)算物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)計(jì)算06 s內(nèi)傳送帶對小物塊做的功；(3)計(jì)算06 s內(nèi)由于物塊與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量甲 乙圖59 熱熱點(diǎn)點(diǎn)模模型型解解讀讀返回目錄返回目錄第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒熱熱點(diǎn)點(diǎn)模模型型解解讀讀返回目錄返回目錄第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒熱熱點(diǎn)點(diǎn)模模型型解解讀讀返回目錄返回目錄第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒熱熱點(diǎn)點(diǎn)模模型型解解讀讀返回目錄返回目錄第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒熱熱點(diǎn)點(diǎn)模模型型解解讀讀返回目錄返回目錄第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒

36、拓展拓展2 如圖511所示，傾角為37的固定斜面與足夠大的水平面平滑對接，一勁度系數(shù)k18 N/m的輕質(zhì)彈簧的上端固定于斜面頂端，另一端連接一質(zhì)量m1 kg的光滑小球A，跟A緊靠的物塊B(質(zhì)量也為m)與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)10.75，且最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)20.1，圖中施加在B上的力F18 N，方向沿斜面向上，A和B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，且斜面對B恰無摩擦力，當(dāng)撤去力F后，A和B一起沿斜面下滑到某處時(shí)分離，分離后A一直在斜面上運(yùn)動(dòng)，B繼續(xù)沿斜面下滑，已知：sin 370.6，cos 370.8，重力加速度g取10 m/s2.(1)A和B分離后A能否再回到出發(fā)點(diǎn)？請簡述理由

37、(2)A和B分離時(shí)B的速度為多大？ (3)求B最終停留的位置 圖511 熱熱點(diǎn)點(diǎn)模模型型解解讀讀返回目錄返回目錄第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒熱熱點(diǎn)點(diǎn)模模型型解解讀讀返回目錄返回目錄第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒熱熱點(diǎn)點(diǎn)模模型型解解讀讀返回目錄返回目錄第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒返回目錄返回目錄第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒例例1 質(zhì)量均為m，半徑均為R的兩個(gè)完全相同的小球A、B在水平軌道上以某一初速度向右沖上傾角為的傾斜軌道，兩軌道通過一小段圓弧平滑連接若兩小球運(yùn)動(dòng)過程中始終接觸，不計(jì)摩擦阻力及彎道處的能量損失，在傾斜軌道上運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)兩球機(jī)械能的差值為()A0 BmgRsin C2mgRsin D2mgR返回目錄返回目錄第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒能量轉(zhuǎn)化與守恒C 解析兩球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)速度為0，動(dòng)能為0，則兩球機(jī)械能的差值等于重力勢能的差值，Emg2Rsin 2mgRsin ，選項(xiàng)C正確返回目錄返回目錄第第5 5講講能量轉(zhuǎn)化與守恒