【優(yōu)化方案】高考物理總復(fù)習(xí) 第5章第四節(jié) 功能關(guān)系 能量守恒課件 大綱

第四節(jié)功能關(guān)系能量守恒第四節(jié)功能關(guān)系能量守恒基礎(chǔ)知識(shí)梳理課堂互動(dòng)講練經(jīng)典題型探究知能優(yōu)化演練基礎(chǔ)知識(shí)梳理一、功能關(guān)系1．功是________的量度，即做了多少功就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化．2．做功的過(guò)程一定伴隨著________，而且________必通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn)．能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化二、能量守恒定律能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式____為別的形式，或者從一個(gè)物體____到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，其總量____.應(yīng)從下面兩方面去理解能量守恒定律：1．某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加，且減少量和增加量一定相等；2．某個(gè)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．這也是我們列能量守恒定律方程式的兩條基本思路．轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移不變課堂互動(dòng)講練一、幾種常見(jiàn)的功與能的關(guān)系1．合外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的增量，即W合＝ΔEk＝Ek2－Ek1，即動(dòng)能定理．2．重力做功對(duì)應(yīng)重力勢(shì)能的改變．WG＝－ΔEp＝Ep1－Ep2重力做多少正功，重力勢(shì)能減少多少；重力做多少負(fù)功，重力勢(shì)能增加多少．3．彈簧彈力做功與彈性勢(shì)能的改變相對(duì)應(yīng)．WF＝－ΔEp＝Ep1－Ep2彈力做多少正功，彈性勢(shì)能減少多少；彈力做多少負(fù)功，彈性勢(shì)能增加多少．4．除重力或彈簧的彈力以外的其他力做多少功與物體機(jī)械能的增量相對(duì)應(yīng)，即W其他＝ΔE.(1)除重力或彈簧的彈力以外的其他力做多少正功，物體的機(jī)械能就增加多少．(2)除重力或彈簧的彈力以外的其他力做多少負(fù)功，物體的機(jī)械能就減少多少．(3)除重力或彈簧的彈力以外的其他力不做功，物體的機(jī)械能守恒．5．電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系WAB＝－ΔEp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．6．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．特別提醒：在動(dòng)能定理中，合外力的功包含重力和彈力在內(nèi)的所有力所做功的代數(shù)和，所以可能包含著重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的轉(zhuǎn)化．即時(shí)應(yīng)用1．一塊質(zhì)量為m的木塊放在地面上，用一根彈簧連著木塊，如圖5－4－1所示，用恒力F拉彈簧，使木塊離開(kāi)地面，如果力F的作用點(diǎn)向上移動(dòng)的距離為h，則(

)A．木塊的重力勢(shì)能增加了mghB．木塊的機(jī)械能增加了FhC．拉力所做的功為FhD．木塊的動(dòng)能增加了Fh圖5－4－1解析：選C.木塊上升的高度小于h，所以重力勢(shì)能增量小于mgh，A錯(cuò)；彈性勢(shì)能與重力勢(shì)能的增加之和為Fh，故BD錯(cuò)；由功的定義式可知C對(duì)．二、摩擦力做做功與機(jī)械能能、內(nèi)能之間間的轉(zhuǎn)化關(guān)系系1．靜摩擦力做做功的特點(diǎn)(1)靜摩擦力可以以做正功，可可以做負(fù)功，，還可以不做做功．(2)存在相互摩擦擦的系統(tǒng)內(nèi)，，一對(duì)靜摩擦擦力所做的總總功為零．(3)在靜摩擦力做做功的過(guò)程中中，有機(jī)械能能的轉(zhuǎn)移，而而沒(méi)有機(jī)械能能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能能．2．滑動(dòng)摩擦力力做功的特點(diǎn)點(diǎn)(1)滑動(dòng)摩擦力可可以對(duì)物體做做正功，也可可以做負(fù)功，，還可以不做做功．(2)相互間存在滑滑動(dòng)摩擦力的的系統(tǒng)內(nèi)，一一對(duì)滑動(dòng)摩擦擦力做功將產(chǎn)產(chǎn)生兩種可能能效果：①機(jī)機(jī)械能全部轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；；②有一部分分機(jī)械能在相相互摩擦的物物體間轉(zhuǎn)移，，另外部分轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．．(3)摩擦生熱的計(jì)計(jì)算：Q＝Ffl相．即時(shí)應(yīng)用2.一木塊靜止在在光滑水平面面上，被水平平方向飛來(lái)的的子彈擊中，，子彈進(jìn)入木木塊的深度為為2cm，木塊相對(duì)于于桌面移動(dòng)了了1cm，設(shè)木塊對(duì)子子彈的阻力恒恒定，則產(chǎn)生生的內(nèi)能和子子彈損失的動(dòng)動(dòng)能之比是多多少？解析：由功能關(guān)系，，摩擦產(chǎn)生的的內(nèi)能：Q＝Fs相對(duì)．．子彈損損失的的動(dòng)能能等于于合外外力對(duì)對(duì)子彈彈做功功的負(fù)負(fù)值，，即三、能能量守守恒定定律的的理解解及應(yīng)應(yīng)用1．對(duì)定定律的的理解解(1)某種形形式的的能量量減少少，一一定存存在另另外形形式的的能量量增加加，且且減少少量和和增加加量相相等．．(2)某個(gè)物物體的的能量量減少少，一一定存存在別別的物物體的的能量量增加加，且且減少少量和和增加加量相相等．．2．應(yīng)用用定律律解題題的步步驟(1)分清共共有多多少種種形式式的能能(如動(dòng)能能、勢(shì)勢(shì)能、、電能能、內(nèi)內(nèi)能等等)在變化化．(2)明確哪哪種形形式的的能量量增加加，哪哪種形形式的的能量量減少少．(3)減少的的總能能量一一定等等于增增加的的總能能量，，據(jù)此此列出出方程程：ΔE減＝ΔE增．特別提提醒：：應(yīng)用能能量守守恒定定律解解決有有關(guān)問(wèn)問(wèn)題，，關(guān)鍵鍵是準(zhǔn)準(zhǔn)確分分析有有多少少種形形式的的能在在變化化，求求出減減小的的總能能量和和增加加的總總能量量，然然后再再依據(jù)據(jù)能量量守恒恒列式式求解解．經(jīng)典題型探究于(2010年高考山東理綜卷)如圖5－4－2所示，傾角θ＝30°的粗糙斜面固定在地面上，長(zhǎng)為l、質(zhì)量為m、粗細(xì)均勻、質(zhì)量分布均勻的軟繩置于斜面上，其上端例1功能關(guān)系的應(yīng)用題型一圖5－4－2與斜面面頂端端齊平平．用用細(xì)線線將物物塊與與軟繩繩連接接，物物塊由由靜止止釋放放后向向下運(yùn)運(yùn)動(dòng)，，直到到軟繩繩剛好好全部部離開(kāi)開(kāi)斜面面(此時(shí)物物塊未未到達(dá)達(dá)地面面)，在此此過(guò)程程中()A．物塊塊的機(jī)機(jī)械能能逐漸漸增加加B．軟繩繩重力力勢(shì)能能共減減少了了mglC．物塊塊重力力勢(shì)能能的減減少等等于軟軟繩克克服摩摩擦力力所做做的功功D．軟繩繩重力力勢(shì)能能的減減少小小于其其動(dòng)能能的增增加與與克服服摩擦擦力所所做功功之和和【思路點(diǎn)點(diǎn)撥】題中涉涉及多多種力力做的的功，，動(dòng)能能的變變化，，能的的轉(zhuǎn)化化等問(wèn)問(wèn)題，，所以以用功功能關(guān)關(guān)系分分析．．【答案】BD【規(guī)律總總結(jié)】理解做做功與與對(duì)應(yīng)應(yīng)的能能量的的轉(zhuǎn)化化關(guān)系系，是是解題題的關(guān)關(guān)鍵．．變式訓(xùn)訓(xùn)練一質(zhì)量量均勻勻的不不可伸伸長(zhǎng)的的繩索索(其重力力不可可忽略略)．A、B兩端固固定在在天花花板上上，如如圖5－4－3所示，，今在在最低低點(diǎn)C施加一一豎直直向下下的力力將繩繩索拉拉至D點(diǎn)，在在此過(guò)過(guò)程中中，繩繩索的的重心心位置置將()圖5－4－3A．逐漸漸升高高B．逐漸漸降低低C．先降降低后后升高高D．始終終不變變解析：：選A.在下拉拉過(guò)程程中，，外力力做正正功，，繩索索的機(jī)機(jī)械能能增加加，而而動(dòng)能能又不不變，，故重重力勢(shì)勢(shì)能增增大，，重心心上升升．例2能量守恒定律的應(yīng)用題型二(2009年高考山東東卷)圖5－4－4為某探究活活動(dòng)小組設(shè)設(shè)計(jì)的節(jié)能能運(yùn)輸系統(tǒng)統(tǒng)．斜面軌軌道傾角為為30°，質(zhì)量為M的木箱與軌軌道的動(dòng)摩摩擦因數(shù)為為.木箱在軌道道頂端時(shí)，，自動(dòng)裝貨貨裝置將質(zhì)質(zhì)量為m的貨物裝入入木箱，然然后木箱載載著貨物沿沿軌道無(wú)初初速滑下，，當(dāng)輕彈簧簧被壓縮至至最短時(shí)，，自動(dòng)卸貨貨裝置立刻刻將貨物卸卸下，然后后木箱恰好好被彈回到到軌道頂端端，再重復(fù)復(fù)上述過(guò)程程．下列選選項(xiàng)正確的的是()圖5－4－4A．m＝MB．m＝2MC．木箱不與與彈簧接觸觸時(shí)，上滑滑的加速度度大于下滑滑的加速度度D．在木箱與與貨物從頂頂端滑到最最低點(diǎn)的過(guò)過(guò)程中，減減少的重力力勢(shì)能全部部轉(zhuǎn)化為彈彈簧的彈性性勢(shì)能【思路點(diǎn)撥撥】在木箱與與貨物從從頂端滑滑到最低低點(diǎn)的過(guò)過(guò)程和木木箱反彈彈至頂端端的過(guò)程程中，除除有重力力勢(shì)能、、彈性勢(shì)勢(shì)能的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化外，，還有因因摩擦力力做功產(chǎn)產(chǎn)生的內(nèi)內(nèi)能，可可應(yīng)用能能量守恒恒定律列列式求解解．【解析】受力分析析可知，，下滑時(shí)時(shí)加速度度為gsinθ－μgcosθ，上滑時(shí)時(shí)加速度度為gsinθ＋μgcosθ，所以C正確．設(shè)下滑滑的距離為l，根據(jù)能量守守恒有μ(m＋M)glcosθ＋μMglcosθ＝mglsinθ，得m＝2M.也可以根據(jù)除除了重力、彈彈力做功以外外，其他力做做的功之和等等于系統(tǒng)機(jī)械械能的變化量量算出B正確．在木箱箱與貨物從頂頂端滑到最低低點(diǎn)的過(guò)程中中，減少的重重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化化為彈簧的彈彈性勢(shì)能和內(nèi)內(nèi)能，所以D不正確．【答案】BC【規(guī)律總結(jié)】在應(yīng)用能量守守恒定律分析析問(wèn)題時(shí)，首首先應(yīng)抓住有有幾種形式的的能量參與了了轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移移，然后再利利用能量守恒恒定律列式求求解．傳送帶問(wèn)題分分析例3(滿分樣板14分)(2011年杭州模擬)如圖5－4－5所示，一質(zhì)量量為m的滑塊從高為為h的光滑圓弧形形槽的頂端A處無(wú)初速度地地滑下，槽的的底端B與水平傳送帶帶相接，傳送送帶的運(yùn)行速速度恒為v0，兩輪軸心間間距為l，滑塊滑到傳傳送帶上后做做勻加速運(yùn)動(dòng)動(dòng)，滑到傳送送帶右端C時(shí)，恰好加速速到與傳送帶帶的速度相同同，求：題型三圖5－4－5(1)滑塊到達(dá)底端端B時(shí)的速度大小小vB；(2)滑塊塊與與傳傳送送帶帶間間的的動(dòng)動(dòng)摩摩擦擦因因數(shù)數(shù)μ；(3)此過(guò)過(guò)程程中中，，由由于于克克服服摩摩擦擦力力做做功功而而產(chǎn)產(chǎn)生生的的熱熱量量Q.【思路路點(diǎn)點(diǎn)撥撥】解題題樣樣板板(1)滑塊在在由A到B的過(guò)程程中機(jī)機(jī)械能能守恒恒，(3)Q＝Ff·l相對(duì)＝μmgl相對(duì)(2分)【規(guī)律總總結(jié)】傳送帶帶在日日常生生活和和生產(chǎn)產(chǎn)中應(yīng)應(yīng)用非非常廣廣泛，，近幾幾年高高考中中與傳傳送帶帶運(yùn)