高考物理一輪復(fù)習(xí) 第20講 用能量觀點(diǎn)分析綜合問(wèn)題驗(yàn)精品課件

1、第20講用能量觀點(diǎn)分析綜合問(wèn)題考點(diǎn)整合 一、功能關(guān)系 1.功能原理：功是能的_的量度 (1)做功的過(guò)程就是能量_的過(guò)程； (2)做功多少與能的轉(zhuǎn)化量大小_，即|W|E|. 2.重要結(jié)論 (1)物體動(dòng)能的增量由_做的功來(lái)量度：EkW外 (2)物體重力勢(shì)能的增量由_做的功來(lái)量度： EpWG.第20講 考點(diǎn)整合轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化相等合外力克服重力第20講 考點(diǎn)整合 (3)物體機(jī)械能的增量由重力(彈簧彈力)以外的_做的功來(lái)量度：E機(jī)W其他當(dāng)W其他0時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒 (4)互為作用力和反作用力的一對(duì)摩擦力做的總功用來(lái)量度該過(guò)程中系統(tǒng)由于摩擦產(chǎn)生的熱量系統(tǒng)增加的內(nèi)能Q_(s為這兩個(gè)物體間相對(duì)移動(dòng)的路程) 二、能

2、量守恒定律的內(nèi)容能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量保持不變其他力fs要點(diǎn)探究探究點(diǎn)一功能關(guān)系的一般應(yīng)用 做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，做多少功就有多少某種形式的能轉(zhuǎn)化為其他形式的能功是能量轉(zhuǎn)化的量度，這就是功能關(guān)系的普遍意義功能關(guān)系的主要形式有以下幾種： (1)重力做功過(guò)程中，重力勢(shì)能和其他形式能相互轉(zhuǎn)化重力做正功，重力勢(shì)能減少；重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加重力做的功等于重力勢(shì)能的減少量，WGEpEp1Ep2.第20講 要點(diǎn)探究 (2)彈簧的彈力做功過(guò)程中，彈性勢(shì)能和其他形式能相互轉(zhuǎn)化彈簧的彈力對(duì)物體

3、做正功，彈簧的彈性勢(shì)能減少；彈簧的彈力做負(fù)功，彈簧的彈性勢(shì)能增加彈力做的功等于彈性勢(shì)能的減少量，WGEpEp1Ep2. (3)除重力、彈簧彈力的其他力做功過(guò)程中，機(jī)械能和其他形式的能相互轉(zhuǎn)化除重力、彈簧彈力的其他力做的功等于機(jī)械能的減少量，W其他EE1E2. (4)電場(chǎng)力做功過(guò)程中，電勢(shì)能和其他形式能相互轉(zhuǎn)化電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少；電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加電場(chǎng)力做的功等于電勢(shì)能的減少量，W電EpEp1Ep2.第20講 要點(diǎn)探究 (5)安培力做正功，電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能；克服安培力做功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能 (6)合外力做功過(guò)程中，物體的動(dòng)能發(fā)生變化合外力對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能的增加量(

4、動(dòng)能定理)，即W合Ek. 在應(yīng)用功能關(guān)系時(shí)應(yīng)注意搞清力對(duì)“誰(shuí)”做功的問(wèn)題，對(duì)“誰(shuí)”做功就對(duì)應(yīng)“誰(shuí)”的位移，并引起“誰(shuí)”的能量變化如子彈物塊模型中，摩擦力對(duì)子彈做的功必須用子彈的位移去求解，功引起子彈動(dòng)能的變化但不能說(shuō)功就是能，也不能說(shuō)“功變成能”功是能量轉(zhuǎn)化的量度，可以說(shuō)功在能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程中扮演著重要的角色.第20講 要點(diǎn)探究第20講 要點(diǎn)探究例1 2011泰安模擬 如圖201所示，卷?yè)P(yáng)機(jī)的繩索通過(guò)定滑輪用力F拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移動(dòng)，在移動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是() A.F對(duì)木箱做的功等于木箱增加的動(dòng)能與木箱克服摩擦力所做的功之和 B.F對(duì)木箱做的功等于木箱克服摩擦力

5、和克服重力所做的功之和 C.木箱克服重力做功等于木箱增加的重力勢(shì)能 D.F對(duì)木箱做的功等于木箱增加的機(jī)械能第20講 要點(diǎn)探究第20講 要點(diǎn)探究變式題 12010福州模擬在奧運(yùn)比賽項(xiàng)目中，高臺(tái)跳水是我國(guó)運(yùn)動(dòng)員的強(qiáng)項(xiàng)質(zhì)量為m的跳水運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入水中后受到水的阻力而做減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)水對(duì)他的阻力大小恒為F，那么在他減速下降高度為h的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()() A.他的動(dòng)能減少了Fh B.他的重力勢(shì)能增加了mgh C.他的機(jī)械能減少了Fh D.他的機(jī)械能減少了(Fmg)h 第20講 要點(diǎn)探究 解析 根據(jù)功能關(guān)系，動(dòng)能減少量EkW合(Fmg)h, 重力勢(shì)能減少量EpWGmgh，機(jī)械能減少量EW它Fh.C第

6、20講 要點(diǎn)探究變式題 22010三明模擬 如圖202所示，在抗洪救災(zāi)中，一架直升機(jī)通過(guò)繩索，用恒力F豎直向上拉起一個(gè)漂在水面上的木箱，使其由水面開(kāi)始加速上升到某一高度，若考慮空氣阻力而不考慮空氣浮力，則在此過(guò)程中，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.力F所做的功減去克服阻力所做的功等于重力勢(shì)能的增量B.木箱克服重力所做的功等于重力勢(shì)能的增量C.力F、重力、阻力三者合力所做的功等于木箱動(dòng)能的增量D.力F和阻力的合力所做的功等于木箱機(jī)械能的增量第20講 要點(diǎn)探究 解析 力F所做功等于系統(tǒng)克服阻力所做的功、重力勢(shì)能的增量與動(dòng)能增量之和，A錯(cuò)A探究點(diǎn)二功能關(guān)系在傳送帶問(wèn)題中的應(yīng)用 1.摩擦力做功的特點(diǎn) (1)靜

7、摩擦做功的特點(diǎn) 靜摩擦力對(duì)物體可以做正功，可以做負(fù)功，還可以不做功 一對(duì)靜摩擦力所做的功的代數(shù)總和一般等于零(特殊：爬桿類例外) 在靜摩擦力做功的過(guò)程中，只有機(jī)械能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體(靜摩擦力做功起著傳遞機(jī)械能的作用)，而沒(méi)有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，也不產(chǎn)生熱第20講 要點(diǎn)探究第20講 要點(diǎn)探究 (2)滑動(dòng)摩擦力做功的特點(diǎn) 滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體可以做正功，可以做負(fù)功，還可以不做功 在相互摩擦的物體系統(tǒng)中，一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體系統(tǒng)所做總功多少與路徑有關(guān)，其值是負(fù)值，等于摩擦力與相對(duì)路程的乘積，即Wffs相對(duì)，負(fù)號(hào)表示系統(tǒng)克服摩擦力做功，系統(tǒng)損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能，即E損fs相對(duì)

8、Q熱(摩擦生熱) 在一對(duì)滑對(duì)摩擦力做功的過(guò)程中，能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的情況是：一是相互摩擦的物體通過(guò)摩擦力做功，將部分機(jī)械能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體；二是部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能第20講 要點(diǎn)探究 2.物體在傳送帶上運(yùn)動(dòng) 求解物體在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，首先對(duì)物體進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律求解物體運(yùn)動(dòng)的加速度，以地面為參考系，運(yùn)用運(yùn)動(dòng)公式正確分析物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程應(yīng)特別關(guān)注物體與傳送帶是否達(dá)到共同速度這一轉(zhuǎn)折點(diǎn)，這是摩擦力突變的臨界條件要區(qū)分物體的位移和物體相對(duì)傳送帶的位移，再利用Qfs相對(duì)求滑動(dòng)摩擦產(chǎn)生的熱量，利用功能關(guān)系求解有關(guān)問(wèn)題第20講 要點(diǎn)探究例2如圖203所示為測(cè)定運(yùn)動(dòng)員體能的裝置，輕繩拴

9、在腰間沿水平線跨過(guò)定滑輪(不計(jì)滑輪的質(zhì)量與摩擦)，下懸重為G的物體設(shè)人的重心相對(duì)地面不動(dòng)，人用力向后蹬傳送帶，使水平傳送帶以速率v逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則() A人對(duì)重物做功，功率為Gv B.人對(duì)傳送帶的摩擦力大小等 于G，方向水平向右 C.在時(shí)間t內(nèi)，人對(duì)傳送帶做功 消耗的能量為Gvt D.若增大傳送帶的速度，人對(duì) 傳送帶做功的功率不變第20講 要點(diǎn)探究 例2C解析 人用力向后蹬傳送帶的過(guò)程中，重物不動(dòng)，人對(duì)重物不做功，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；對(duì)人進(jìn)行受力分析可知，傳送帶對(duì)人的摩擦力水平向右，大小等于G，根據(jù)牛頓第三定律知，人對(duì)傳送帶的摩擦力大小等于G，方向水平向左，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在時(shí)間t內(nèi)，人對(duì)傳送帶做功消耗的能

10、量為WPtGvt，選項(xiàng)C正確；若增大傳送帶的速度，人對(duì)傳送帶做功的功率將增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤第20講 要點(diǎn)探究 點(diǎn)評(píng) 本題是傳送帶上物體的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，通過(guò)受力分析，明確物體的受力情況，結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律和功能關(guān)系求解有關(guān)問(wèn)題下面的變式題是傾斜傳送帶上物體的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題第20講 要點(diǎn)探究變式題 1如圖204所示，傾斜的傳送帶保持靜止，一木塊從頂端以一定的初速度勻加速下滑到底端如果讓傳送帶沿圖中箭頭所示的方向勻速運(yùn)動(dòng)，同樣的木塊從頂端以同樣的初速度下滑到底端的過(guò)程中，與傳送帶保持靜止時(shí)相比() A.木塊從頂端滑到底端的過(guò)程 中，所用的時(shí)間變長(zhǎng) B.木塊從頂端滑到底端的過(guò)程 中，所用的時(shí)間變短 C.木塊在滑到底

11、端的過(guò)程中， 克服摩擦力所做的功變大 D.木塊在滑到底端的過(guò)程中， 系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能將變大第20講 要點(diǎn)探究 解析 傳送帶運(yùn)動(dòng)時(shí)，木塊所受摩擦力仍然是沿傳送帶向上，木塊向下一直加速，加速度不變，因而滑到底端所用時(shí)間不變，故可判斷選項(xiàng)A、B錯(cuò)；但由于傳送帶運(yùn)動(dòng)時(shí)，木塊對(duì)地位移不變，木塊和傳送帶間的相對(duì)路程變大，故木塊克服摩擦力所做的功不變，摩擦力產(chǎn)生的內(nèi)能增多，選項(xiàng)C錯(cuò)、D對(duì)D第20講 要點(diǎn)探究變式題2 如圖205所示，繃緊的傳送帶與水平面的夾角30，皮帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下，始終保持v02 m/s的速率運(yùn)行現(xiàn)把一質(zhì)量為m10 kg的工件(可看為質(zhì)點(diǎn))輕輕放在皮帶的底端，經(jīng)時(shí)間1.9 s，工件被傳送到

12、h1.5 m的高處，取g10 m/s2.求： (1)工件與皮帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)； (2)電動(dòng)機(jī)由于傳送此工件多消 耗的電能第20講 要點(diǎn)探究第20講 要點(diǎn)探究探究點(diǎn)三能的轉(zhuǎn)化與守恒定律的應(yīng)用 1.對(duì)定律的理解 (1)某種形式的能量減少，一定存在另外形式的能量增加，且減少量和增加量相等 (2)某個(gè)物體的能量減少，一定存在別的物體的能量增加，且減少量和增加量相等 2.應(yīng)用定律解題應(yīng)注意的問(wèn)題 (1)分清共有多少種形式的能(如動(dòng)能、勢(shì)能、電能、內(nèi)能)在變化； (2)明確哪種形式的能量增加，哪種形式的能量減少； (3)減少的總能量一定等于增加的總能量，據(jù)此列出方程：E減E增.第20講 要點(diǎn)探究第20講

13、要點(diǎn)探究例3如圖206所示，某人乘雪橇從雪坡經(jīng)A點(diǎn)滑至B點(diǎn)，接著沿水平路面滑至C點(diǎn)停止人與雪橇的總質(zhì)量為70 kg.下表中記錄了沿坡滑下過(guò)程中的有關(guān)數(shù)據(jù)，請(qǐng)根據(jù)圖表中的數(shù)據(jù)解決下列問(wèn)題：(g10 m/s2) (1)人與雪橇從A到B的過(guò)程中，損失的機(jī)械能為多少？ (2)設(shè)人與雪橇在BC段所受阻力恒定，求阻力大小第20講 要點(diǎn)探究第20講 要點(diǎn)探究 點(diǎn)評(píng) 從能量的角度來(lái)看，功是度量能量轉(zhuǎn)化的物理量，功的正、負(fù)表示了能量的傳輸方向：外力對(duì)物體做正功，則外界向物體傳輸能量；外力對(duì)物體做負(fù)功，物體將一部分能量向外界傳輸 如本例中求人與雪橇從A到B的過(guò)程中損失的機(jī)械能為多少，由能量關(guān)系可知，就是求這一過(guò)程

14、中克服阻力做了多少功因此，許多問(wèn)題都可以應(yīng)用能量守恒定律來(lái)解決 第20講 要點(diǎn)探究變式題 12010莆田模擬 如圖207所示，跳水運(yùn)動(dòng)員最后踏板的過(guò)程可以簡(jiǎn)化為下述模型：運(yùn)動(dòng)員從高處落到處于自然狀態(tài)的跳板(A位置)上，隨跳板一同向下做變速運(yùn)動(dòng)到達(dá)最低點(diǎn)(B位置)對(duì)于運(yùn)動(dòng)員從開(kāi)始與跳板接觸到運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)的過(guò)程，下列說(shuō)法中正確的是() A.運(yùn)動(dòng)員到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，其所受外力的合力為零 B.在這個(gè)過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能一直在減小 C.在這個(gè)過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能先增加后減少 D.在這個(gè)過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員所受重力對(duì)他做的功小 于跳板的作用力對(duì)他做的功第20講 要點(diǎn)探究D 解析 本題的過(guò)程類似于小球自由下落壓縮彈

15、簧的問(wèn)題，運(yùn)動(dòng)員往下壓板時(shí)，先向下做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，彈力等于重力即加速度為0時(shí)速度最大，而后往下做加速度增加的減速運(yùn)動(dòng)，最低點(diǎn)時(shí)速度為0但加速度最大(大于g)顯然，AB錯(cuò)由于彈力方向始終向上，彈力做負(fù)功，運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能一直減少，C錯(cuò)最終運(yùn)動(dòng)員靜止，速度為0，動(dòng)能減小，根據(jù)動(dòng)能定理，運(yùn)動(dòng)員所受重力對(duì)他做的功小于跳板的作用力對(duì)他做的功，D對(duì)第20講 要點(diǎn)探究變式題 2第20講 要點(diǎn)探究探究點(diǎn)四圖象在能量問(wèn)題中的應(yīng)用 例42010南通模擬 如圖209甲所示，一物塊在t0時(shí)刻以初速度v0從足夠長(zhǎng)的粗糙斜面底端向上滑行，物塊速度隨時(shí)間變化的圖象如圖209乙所示，t0時(shí)刻物塊到達(dá)最高點(diǎn)，3t0時(shí)刻物

16、塊又返回底端由此可以確定()A.物塊返回底端時(shí)的動(dòng)能B.物塊所受摩擦力大小C.斜面傾角D.3t0時(shí)間內(nèi)物塊克服摩擦力所做的功第20講 要點(diǎn)探究第20講 要點(diǎn)探究第20講 要點(diǎn)探究變式題 2010海淀模擬 如圖2010所示為豎直平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系一個(gè)質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)在恒力F和重力的作用下，從坐標(biāo)原點(diǎn)O由靜止開(kāi)始沿直線OA斜向下運(yùn)動(dòng)，直線OA與y軸負(fù)方向成角(90)不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，則以下說(shuō)法正確的是() A.當(dāng)Fmgtan時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能守恒 B.當(dāng)Fmgsin時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能守恒 C.當(dāng)Fmgtan時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能增大 D.當(dāng)Fmgsin時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能可能 減小也可能增大第20講

17、要點(diǎn)探究B 解析 質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)，所以恒力F和重力的合力沿OA方向，即恒力大小的范圍為Fmgsin，當(dāng)Fmgsin時(shí)，恒力的方向與位移方向垂直，恒力不做功，選項(xiàng)B正確，D錯(cuò)誤；當(dāng)mgsinFmg時(shí)，恒力有兩解，恒力的方向可能與位移的夾角大于90，也可能小于90，即恒力可能做正功，也可能做負(fù)功，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤 9、靜夜四無(wú)鄰，荒居舊業(yè)貧。2022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202210、雨中黃葉樹，燈下白頭人。2022/10/162022/10/162022/10/1610/16/2022 2:07:58 AM11、以我獨(dú)沈久，愧君相見(jiàn)頻。2022/1

18、0/162022/10/162022/10/16Oct-2216-Oct-2212、故人江海別，幾度隔山川。2022/10/162022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202213、乍見(jiàn)翻疑夢(mèng)，相悲各問(wèn)年。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202214、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國(guó)見(jiàn)青山。16 十月 20222022/10/162022/10/162022/10/1615、比不了得就不比，得不到的就不要。十月 222022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202216、行動(dòng)出成果

19、，工作出財(cái)富。2022/10/162022/10/1616 October 202217、做前，能夠環(huán)視四周；做時(shí)，你只能或者最好沿著以腳為起點(diǎn)的射線向前。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/169、沒(méi)有失敗，只有暫時(shí)停止成功！。2022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202210、很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒(méi)有。2022/10/162022/10/162022/10/1610/16/2022 2:07:58 AM11、成功就是日復(fù)一日那一點(diǎn)點(diǎn)小小努力的積累。2022/10/162022/10

20、/162022/10/16Oct-2216-Oct-2212、世間成事，不求其絕對(duì)圓滿，留一份不足，可得無(wú)限完美。2022/10/162022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202213、不知香積寺，數(shù)里入云峰。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202214、意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。16 十月 20222022/10/162022/10/162022/10/1615、楚塞三湘接，荊門九派通。十月 222022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202216、少年十五二十時(shí)，步行奪得胡馬騎。2022/10/162022/10/1616 October 202217、空山新雨后，天氣晚來(lái)秋。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/169、楊柳散和風(fēng)，青山澹吾慮。2022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202210、閱讀一切好書如同和過(guò)去最杰出的人談話。202