中學(xué)聯(lián)盟河南確山第二高級(jí)中學(xué)2016屆高三物理一輪復(fù)習(xí)教學(xué)案：功能關(guān)系能量守恒定律正式版

1、時(shí)間:主備人:確山二高年級(jí)學(xué)科共案星期：使用人：【教學(xué)主題】功能關(guān)系能量守恒定律【教學(xué)目標(biāo)】1.復(fù)習(xí)功能關(guān)系。2.會(huì)用能量守恒定律解題?！局R(shí)梳理】一、功和能1 .功和能(1)做功的過(guò)程就是過(guò)程，能量的轉(zhuǎn)化必須通過(guò)來(lái)實(shí)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 .力學(xué)中常用的四種功能對(duì)應(yīng)關(guān)系(1)合力做功等于物體動(dòng)能的改變，即.(動(dòng)能定理)(2)重力做功等于物體重力勢(shì)能的減少，即.(3)彈簧彈力做功等于彈性勢(shì)能的減少，即.(4)除了重力和彈簧彈力之外的其他力所做的總功，等于物體機(jī)械能的改變，即.(功能原理)二、能量守恒定律1 .內(nèi)容能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)，它只會(huì)從一種形式為

2、其他形式，或者從一個(gè)物體到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量.2 .表達(dá)式：A國(guó)=A日曾.1 .對(duì)功能關(guān)系的進(jìn)一步理解(1)做功的過(guò)程是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程.不同形式的能量發(fā)生相互轉(zhuǎn)化是通過(guò)做功來(lái)實(shí)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(duì)應(yīng)不同形式能的轉(zhuǎn)化，具有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，二是做功的多少與能量轉(zhuǎn)化的多少在數(shù)量上相等.2 .各種功能關(guān)系的對(duì)比【典型例題】1 .(2015年商丘質(zhì)檢)自然現(xiàn)象中蘊(yùn)藏著許多物理知識(shí)，如圖所示為一個(gè)盛水袋，某人從側(cè)面緩慢推袋壁使它變形，則水的勢(shì)能()B.變小D.不能確定A.增大C.不變解析：人推袋壁使它變形，對(duì)它做了功，由功能關(guān)系

3、可得，水的重力勢(shì)能增加，A正確.答案：A2 .如圖所示，一小球從光滑圓弧軌道頂端由靜止開(kāi)始下滑，進(jìn)入光滑水平面又壓縮彈簧.在此過(guò)程中，小球重力勢(shì)能和動(dòng)能的最大值分別為日和R,彈簧彈性勢(shì)能的最大值為,則它們之間的關(guān)系為（）A.3=&=E/B.b>Ek>E/C.b=E+E/D.解析：當(dāng)小球處于最高點(diǎn)時(shí)，重力勢(shì)能最大；當(dāng)小球剛滾到水平面時(shí)重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，此時(shí)動(dòng)能最大；當(dāng)小球壓縮彈簧到最短時(shí)動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能，彈性勢(shì)能最大.由機(jī)械能守恒定律可知Ep=E=Ep',A正確.答案：A3.（多選）一物體沿固定斜面從靜止開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t0滑至斜面底端.已知在物體運(yùn)

4、動(dòng)過(guò)程中物體所受的摩擦力恒定.若用F、v、x和E分別表示該物體所受的合力、物體的速度、位移和機(jī)械能（忽略空氣阻力），則如圖所示的圖象中可能正確的是（）解析：物體在沿斜面向下滑動(dòng)的過(guò)程中，受到重力、支持力、摩擦力的作用，其合力為1 2恒力，A正確；而物體在此合力作用下做勻加速運(yùn)動(dòng)，v=at,x=at,B>C錯(cuò)誤；物體受摩擦力作用，總的機(jī)械能將減小，D正確.答案：AD4 .如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓弧軌道，半徑OA水平、OBS直，一個(gè)質(zhì)量為m的小球（視為質(zhì)點(diǎn)）自A的正上方P點(diǎn)由靜止開(kāi)始自由下落，小球沿軌道到達(dá)最高點(diǎn)B時(shí)恰好對(duì)軌道沒(méi)有壓力.已知AP=2R重力加速度為g,則小球從P到

5、B的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中（）A.重力做功2mgRB.機(jī)械能減少mgR1_C.合力做功mgRD.克服摩才力做功-mgR解析：小球在A點(diǎn)正上方由靜止釋放，通過(guò)B點(diǎn)時(shí)恰好對(duì)軌道沒(méi)有壓力，設(shè)此時(shí)小球速2度為v,此時(shí)小球的重力提供向心力，即mg=R,得v=yga小球從P到B的過(guò)程中，重力1O11O做功好mgRA錯(cuò)反；減小的機(jī)械能AE減=mgR2mv=-mgRB錯(cuò)反；合力做功W合=mv111=,mgRC錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理得mgR-W=mv0,所以克服摩擦力做功W=2mgRD正確.答案：D5 .構(gòu)建和諧型、節(jié)約型社會(huì)深得民心，遍布于生活的方方面面.自動(dòng)充電式電動(dòng)自行車(chē)就是很好的一例，電動(dòng)自行車(chē)的前輪裝有發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)與

6、蓄電池連接.當(dāng)騎車(chē)者用力蹬車(chē)或電動(dòng)自行車(chē)自動(dòng)滑行時(shí)，自行車(chē)就可以通過(guò)發(fā)電機(jī)向蓄電池充電，將其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能儲(chǔ)存起來(lái).現(xiàn)有某人騎車(chē)以600J的初動(dòng)能在粗糙的水平路面上滑行，第一次關(guān)閉自動(dòng)充電裝置，讓車(chē)自由滑行，其動(dòng)能隨位移變化關(guān)系如圖中的圖線所示；第二次啟動(dòng)自動(dòng)充電裝置，其動(dòng)能隨位移變化關(guān)系如圖線所示，則第二次向蓄電池所充的電能是()fEi/JA.600JB.360JC.300JD.240J解析：設(shè)自行車(chē)的總質(zhì)量為m,第一次關(guān)閉自動(dòng)充電裝置，由動(dòng)能定理有一mgL=0-E,第二次啟動(dòng)自動(dòng)充電裝置，由功能關(guān)系有E=mgL+E電，代入數(shù)據(jù)解得E電=240J,D正確.答案：D6 .如圖所示為一種擺

7、式摩擦因數(shù)測(cè)量?jī)x，可測(cè)量輪胎與地面間動(dòng)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.擺錘的質(zhì)量為m細(xì)桿可繞軸O在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，擺錘重心到O點(diǎn)距離為L(zhǎng).測(cè)量時(shí)，測(cè)量?jī)x固定于水平地面，將擺錘從與O等高的位置處?kù)o止釋放.擺錘到最低點(diǎn)附近時(shí)，橡膠片緊壓地面擦過(guò)一小段距離x(x?L),F的恒力,橡股片nJ用定底座支架一刻度俄之后繼續(xù)擺至與豎直方向成0角的最高位置.若擺錘對(duì)地面的壓力可視為大小為重力加速度為g,求：(1)擺錘在上述過(guò)程中損失的機(jī)械能；(2)在上述過(guò)程中摩擦力對(duì)擺錘所做的功；(3)橡膠片與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù).解析：(1)擺錘從與O點(diǎn)等高的位置擺至最高點(diǎn)過(guò)程中

8、，依據(jù)能量的轉(zhuǎn)化與守恒，有mg=mgL1cos0)+AE損失的機(jī)械能AE=mglcos0.(2)摩擦力做功W=-AE=mgCos(3)擺錘對(duì)地面的壓力可以視為大小為F的，值力，則Fx=mglcos0得動(dòng)摩擦因數(shù)L*一.一.-mglcos0答案：(1)mglcos0(2)-mglcos0(3)FX課時(shí)作業(yè)一、選擇題1 .如圖所示，物體A的質(zhì)量為m置于水平地面上，A的上端連一輕彈簧，原長(zhǎng)為l,勁度系數(shù)為k.現(xiàn)將彈簧上端B緩慢地豎直向上提起，使B點(diǎn)上移距離為L(zhǎng),此時(shí)物體A也已經(jīng)離開(kāi)地面，則下列說(shuō)法中正確的是A.提彈簧的力對(duì)系統(tǒng)做功為mgL8 .物體A的重力勢(shì)能增加mgLC.系統(tǒng)增加的機(jī)械能小于mgL

9、D.以上說(shuō)法都不正確解析：由于將彈簧上端B緩慢地豎直向上提起，可知提彈簧的力是不斷增大的，最后等于A物體的重力，因此提彈簧的力對(duì)系統(tǒng)做功應(yīng)小于mgLA錯(cuò)誤；系統(tǒng)增加的機(jī)械能等于提彈簧的力對(duì)系統(tǒng)做的功，C正確；由于彈簧的伸長(zhǎng)，物體升高的高度小于L,B錯(cuò)誤.答案：C2.如圖所示，美國(guó)空軍X-37B無(wú)人航天飛機(jī)于2010年4月首飛，在X-37B由較低軌道飛到較高軌道的過(guò)程中（）A. X-37B中燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為X-37B的機(jī)械能B. X-37B的機(jī)械能要減少C.自然界中的總能量要變大D.如果X-37B在較高軌道繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，則在此軌道上其機(jī)械能逐漸變小解析：在X-37B由較低軌道飛到較高軌道的

10、過(guò)程中，必須啟動(dòng)助推器，對(duì)X-37B做正功,X-37B的機(jī)械能增大，A正確，B錯(cuò)誤.根據(jù)能量守恒定律，C錯(cuò)誤.X-37B在確定軌道上繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)能和重力勢(shì)能都不會(huì)發(fā)生變化，所以機(jī)械能不變，D錯(cuò)誤.答案：A3 .如圖所示，汽車(chē)在拱形橋上由A勻速率運(yùn)動(dòng)到B,以下說(shuō)法正確的是（）A.牽引力與克服摩擦力做的功相等B.合力對(duì)汽車(chē)不做功C.牽引力和重力做的總功大于克服摩擦力做的功D.汽車(chē)在上拱形橋的過(guò)程中克服重力做的功大于汽車(chē)的重力勢(shì)能的增加解析：汽車(chē)由A勻速率運(yùn)動(dòng)到B,合力始終指向圓心，合力做功為零，即M+WW=0,即牽引力與重力做的總功等于克服摩擦力做的功，A、C錯(cuò)誤，B正確；汽車(chē)在上拱形橋

11、的過(guò)程中，克服重力做的功轉(zhuǎn)化為汽車(chē)的重力勢(shì)能，D錯(cuò)誤.答案：B4 .如圖所示，BC是豎直面內(nèi)的四分之一圓弧形光滑軌道，下端C與水平直軌道相切.一個(gè)小物塊從B點(diǎn)正上方R處的A點(diǎn)處由靜止釋放，從B點(diǎn)剛好進(jìn)入圓弧形光滑軌道下滑，已知圓弧形軌道半徑為R=0.2m,小物塊的質(zhì)量為m0.1kg，小物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)科=0.5,g取10m/s2.小物塊在水平面上滑動(dòng)的最大距離是（）.邛fiA.0.1mB,0.2mC. 0.6mD,0.8m解析：設(shè)小物塊在水平面上滑動(dòng)的最大距離為x,由動(dòng)能定理得mg2Rmg*0,x=2R一=0.8m,選項(xiàng)D正確.答案：D5.（2015年邯鄲質(zhì)檢）如圖所示，A、RC三個(gè)

12、一樣的滑塊從粗糙斜面上的同一高度同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，A由靜止釋放，B的初速度方向沿斜面向下，大小為v。，C的初速度方向沿斜面水平向左，大小也為V0.下列說(shuō)法中正確的是（）A.A和C將同時(shí)滑到斜面底端B.滑到斜面底端時(shí)，B的機(jī)械能減少最多C.滑到斜面底端時(shí)，B的動(dòng)能最大D.C的重力勢(shì)能減少最多解析：滑塊A和C通過(guò)的路程不同，在沿斜面方向的加速度大小也不相同，故A錯(cuò)誤；三個(gè)滑塊滑到底端時(shí)重力勢(shì)能減少量相同，故D錯(cuò)誤；滑塊A和B滑到底端時(shí)經(jīng)過(guò)的位移相等，克服摩擦力做功相等，而滑塊C的路程較大，機(jī)械能減少得較多，故B錯(cuò)誤，C正確.答案：C6. （2015年大慶模擬）如圖所示，一足夠長(zhǎng)的木板在光滑的水平面上以

13、速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，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(dòng)摩擦因數(shù)為科，為保持木板的速度不變，從物體m放到木板上到它相對(duì)木板靜止的過(guò)程中，須對(duì)木板施一水平向右的作用力F,那么力F對(duì)木板做功的數(shù)值為（）B.mV/22D.2mvA.mV/42C.mv解析：由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律可知，拉力F對(duì)木板所做的功W部分轉(zhuǎn)化為物體m的動(dòng)能，一部分轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)內(nèi)能，故W=m/+mg-s相，s相=vt；t,v=gt,以上三式聯(lián)立可得W=mv,故C正確.答案：C7. （2015年濟(jì)南測(cè)試）游樂(lè)場(chǎng)中有一種叫“空中飛椅”的設(shè)施，其基本裝置是將繩子上端固定在轉(zhuǎn)盤(pán)的邊緣上，繩子下端連接座椅

14、，人坐在座椅上隨轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)而在空中飛旋.若將人和座椅看成質(zhì)點(diǎn)，簡(jiǎn)化為如圖所示的模型，其中P為處于水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)盤(pán)，可繞豎直轉(zhuǎn)軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)，已知繩長(zhǎng)為l,質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m轉(zhuǎn)盤(pán)靜止時(shí)懸繩與轉(zhuǎn)軸間的距離為d.讓轉(zhuǎn)盤(pán)由靜止逐漸加速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后質(zhì)點(diǎn)與轉(zhuǎn)盤(pán)一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，此時(shí)繩與豎直方向的夾角為0,不計(jì)空氣阻力及繩重，繩子不可伸長(zhǎng)，則質(zhì)點(diǎn)從靜止到做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，繩子對(duì)質(zhì)點(diǎn)做的功為().1A.mgd+lsin0)tan0+mgl(1cos0)_1Bqmgdfan0+mgl(1-cos0)JC./mgd+lsin0)tan01D.'mgdfen02解析：由于質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有mgan0

15、=m-,所以質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)d+lsin0時(shí)的動(dòng)能為E=JmV=；mgd+lsin0)tan0,設(shè)靜止時(shí)質(zhì)點(diǎn)的重力勢(shì)能為零，則此時(shí)質(zhì)點(diǎn)的重力勢(shì)能為W=mgl(1cos0),由能量守恒知質(zhì)點(diǎn)從靜止到做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，繩子對(duì)質(zhì)點(diǎn)做的功全部轉(zhuǎn)化成質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能，所以選項(xiàng)A正確.答案：A8. (2014年高考大綱全國(guó)卷)一物塊沿傾角為0的斜坡向上滑動(dòng).當(dāng)物塊的初速度為v時(shí)，上升的最大高度為H,如圖所示；當(dāng)物塊的初速度為2時(shí)，上升的最大高度記為h.重力加速度大小為g,則物塊與斜坡間的動(dòng)摩擦因數(shù)和h分別為()“，-HA.tan0和一22_.vB（2gH1）tan八，一HC.tan0和二4v_H“（新

16、T）tan0和412解析：本題考查能量守恒定律.根據(jù)能量守恒定律，以速度v上升時(shí)，mv=Imcpos.2Hv1v.2hH.v20Sinr+mgH以速度2上升時(shí)，2m（2）=科mgos0sinQ+mgh解得h=-,科=（頌1）tan0,所以D正確.答案：D9 .（多選）（2013年高考山東卷）如圖所示，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M0（峰0的滑塊，通過(guò)不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)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(yùn)動(dòng).若不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦，在兩滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中（）A.兩滑塊組成系統(tǒng)的機(jī)械能守

17、恒B.重力對(duì)M做的功等于M動(dòng)能的增加C.輕繩對(duì)m做的功等于m機(jī)械能的增加D.兩滑塊組成系統(tǒng)的機(jī)械能損失等于M克服摩擦力做的功解析：對(duì)于M和m組成的系統(tǒng)，除了重力、輕繩彈力做功外，摩擦力對(duì)M做了功，系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，A錯(cuò)誤；對(duì)于M合力做的功等于其重力、輕繩拉力及摩擦力做功的代數(shù)和，根據(jù)動(dòng)能定理可知，M動(dòng)能的增加量等于其所受合力做的功，B錯(cuò)誤；對(duì)于m只有其重力和輕繩拉力做了功，根據(jù)功能關(guān)系可知，除重力之外的其他力對(duì)物體做的正功等于物體機(jī)械能的增加量，C正確；對(duì)于M和m組成的系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)輕繩上彈力做功的代數(shù)和等于零，只有兩物體的重力和M受到的摩擦力對(duì)系統(tǒng)做了功，根據(jù)功能關(guān)系，M受到的摩擦力對(duì)系統(tǒng)做的

18、功等于系統(tǒng)機(jī)械能的損失量，D正確.答案：CD二、非選擇題10 .工廠流水線上采用彈射裝置把物品轉(zhuǎn)運(yùn)，現(xiàn)簡(jiǎn)化其模型分析：如圖所示，質(zhì)量為m的滑塊，放在光滑的水平平臺(tái)上，平臺(tái)右端B與水平傳送帶相接，傳送帶的運(yùn)行速度為v。，長(zhǎng)為L(zhǎng);現(xiàn)將滑塊向左壓縮固定在平臺(tái)上的輕彈簧，到達(dá)某處時(shí)（仍處于彈簧彈性限度內(nèi)）由靜止釋放，若滑塊離開(kāi)彈簧時(shí)的速度小于傳送帶的速度，當(dāng)滑塊滑到傳送帶右端C時(shí)，恰好與傳送帶速度相同，滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為科.求：（1）釋放滑塊時(shí)，彈簧具有的彈性勢(shì)能;v,(2)滑塊在傳送帶上滑行的整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量.解析：(1)由題意知滑塊在傳送帶上一直做勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)滑塊離開(kāi)彈簧時(shí)的速度為

19、由動(dòng)能定理可得.1212mgL=mv2mv對(duì)彈簧和滑塊構(gòu)成的系統(tǒng)，由機(jī)械能守恒定律得12Ep=,mv12.聯(lián)立解得Ep=,mvmgL(2)對(duì)滑塊在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得mg=mav2v2=2aLv0=v+ate,方/口V。一，v02gL聯(lián)立解得t=M-gx相對(duì)=votL所以Q=Ff-x相對(duì)=mvmvv2gLmgL12.答案：(1)gmvmmgL(2) m0-mv)4v22gLmgL11 .如圖所示，在粗糙水平臺(tái)階上靜止放置一質(zhì)量m=0.5kg的小物塊，它與水平臺(tái)階一一.1一表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)科=0.5,且與臺(tái)階邊緣O點(diǎn)的距離s=5m.在臺(tái)階右側(cè)固定了一個(gè)二圓4弧擋板，圓

20、弧半徑R=1m今以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系.現(xiàn)用F=5N的水平恒力拉動(dòng)小物塊，一段時(shí)間后撤去拉力，小物塊最終水平拋出并擊中擋板.tyfm(1)若小物塊恰能擊中擋板上的P點(diǎn)(OP與水平方向夾角為37°,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2),求其離開(kāi)O點(diǎn)時(shí)的速度大?。?2)為使小物塊擊中擋板，求拉力F作用的最短時(shí)間；(3)改變拉力F的作用時(shí)間，使小物塊擊中擋板的不同位置，求擊中擋板時(shí)小物塊動(dòng)能的最小值.解析：(1)小物塊從O到P,做平拋運(yùn)動(dòng)水平方向Rcos37°=vdop_012豎直方向Rsin37=2§top解得v0=FCos37°2Rsin37(2)為使小物塊擊中擋板，小物塊必須能運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)，設(shè)拉力F作用的最短距離為d,由動(dòng)能定理得Fd-科mgs-A&=0解得d=2.5m由牛頓第二定律得F-mg=ma2解得a=5m/s，一，r12由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式