2016屆高考物理一輪復習5-4功能關系、能量守恒定律課件

考點一對功能關系的理解考點二摩擦力做功與能量關系考點三能量轉(zhuǎn)化守恒問題的應用考點高三物理一輪復習第4節(jié)功能關系能量守恒定律第五章機械能及其守恒定律1．(功能關系的理解)(2015·商丘模擬)自然現(xiàn)象中蘊藏著許多物理知識，如右圖所示為一個盛水袋，某人從側(cè)面緩慢推袋壁使它變形，則水的勢能(

)A．增大 B．變小C．不變 D．不能確定人推袋壁使它變形，對它做了功，由功能關系可得，水的重力勢能增加，A正確．解析答案基礎自測A2．(能的轉(zhuǎn)化與守恒的理解)上端固定的一根細線下面懸掛一擺球，擺球在空氣中擺動，擺動的幅度越來越小，對此現(xiàn)象下列說法正確的是(

)A．擺球機械能守恒B．總能量守恒，擺球的機械能正在減少，減少的機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．能量正在消失D．只有動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化由于空氣阻力的作用，機械能減少，機械能不守恒，內(nèi)能增加，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，能量總和不變，B正確．基礎自測解析答案B3．(功能關系的應用)(多選)在2014年8月南京青奧會上，質(zhì)量為m的跳水運動員入水后受到水的阻力而豎直向下做減速運動，設水對他的阻力大小恒為F.那么在他減速下降深度為h的過程中，下列說法正確的是(g為當?shù)氐闹亓铀俣?(

)A．他的動能減少了FhB．他的重力勢能減少了mghC．他的動能減少了(F－mg)hD．他的機械能減少了Fh跳水運動員入水減速下降h的過程中，他的重力勢能減少了mgh，則B選項正確；由動能定理知，動能減少了(F－mg)h，則C選項正確；重力以外的力做的功等于機械能的變化，則D選項正確．基礎自測解析答案BCD4.(能量轉(zhuǎn)化與守恒定律的應用)如右圖所示，一足夠長的木板在光滑的水平面上以速度v向右勻速運動，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和木板之間的動摩擦因數(shù)為μ，為保持木板的速度不變，從物體m放到木板上到它相對木板靜止的過程中，須對木板施一水平向右的作用力F，那么力F對木板做功的數(shù)值為(

)A．mv2/4 B．mv2/2C．mv2 D．2mv2基礎自測解析答案圖片顯/隱C一、功和能1．功和能(1)做功的過程就是___________過程，能量的轉(zhuǎn)化必須通過____來實現(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．功能關系(1)重力做功等于重力勢能的改變，即WG＝_________＝－ΔEp.(2)彈簧彈力做功等于彈性勢能的改變，即WF＝________＝－ΔEp.(3)除了重力和彈簧彈力之外的其他力所做的總功，等于物體________的改變，即W其他力＝E2－E1＝ΔE.教材梳理能量轉(zhuǎn)化的做功能量轉(zhuǎn)化能量Ep1－Ep2Ep1－Ep2機械能二、能量守恒定律1．內(nèi)容：能量既不會_____產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式_____為其他形式，或者從一個物體_____到另一個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量_________．2．表達式：ΔE減＝______．教材梳理憑空轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移保持不變ΔE增1．對功能關系的進一步理解(1)做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程．不同形式的能量發(fā)生相互轉(zhuǎn)化是通過做功來實現(xiàn)的．(2)功是能量轉(zhuǎn)化的量度，功和能的關系，一是體現(xiàn)到不同的力做功，對應不同形式的能轉(zhuǎn)化，具有一一對應關系，二是做功的多少與能量轉(zhuǎn)化的多少在數(shù)值上相等．考點一對功能關系的理解考點闡釋2．幾種常見的功能關系及其表達式考點闡釋力做功能的變化定量關系合力的功動能變化W＝Ek2－Ek1＝ΔEk重力的功重力勢能變化①重力做正功，重力勢能減少②重力做負功，重力勢能增加③WG＝－ΔEp＝Ep1－Ep2彈簧彈力的功彈性勢能變化①彈力做正功，彈性勢能減少②彈力做負功，彈性勢能增加③WF＝－ΔEp＝Ep1－Ep2只有重力、彈簧彈力做功不引起機械能變化機械能守恒ΔE＝0考點一對功能關系的理解考點闡釋除重力和彈簧彈力之外的其他力做的功機械能變化①其他力做多少正功，物體的機械能就增加多少②其他力做多少負功，物體的機械能就減少多少③W＝ΔE一對相互作用的滑動摩擦力的總功內(nèi)能變化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)能增加②Q＝f·s相對考點一對功能關系的理解題組一功能關系的定性分析1．(2014·高考廣東卷)如圖所示是安裝在列車車廂之間的摩擦緩沖器結(jié)構圖．圖中①和②為楔塊，③和④為墊板，楔塊與彈簧盒、墊板間均有摩擦，在車廂相互撞擊使彈簧壓縮的過程中(

)A．緩沖器的機械能守恒B．摩擦力做功消耗機械能C．墊板的動能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D．彈簧的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為動能由于系統(tǒng)內(nèi)存在摩擦力，在車廂撞擊壓縮彈簧的過程中需要克服摩擦力做功，機械能不守恒，墊板的動能一部分轉(zhuǎn)化為彈簧彈性勢能，另一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，A、C錯誤，B正確．彈簧恢復原長過程中，克服摩擦力做功，彈性勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和動能，D錯誤．題組設計解析答案圖片顯/隱B考點一對功能關系的理解2．(2013·高考新課標全國Ⅱ卷)(多選)目前，在地球周圍有許多人造地球衛(wèi)星繞著它運轉(zhuǎn)，其中一些衛(wèi)星的軌道可近似為圓，且軌道半徑逐漸變?。粜l(wèi)星在軌道半徑逐漸變小的過程中，只受到地球引力和稀薄氣體阻力的作用，則下列判斷正確的是(

)A．衛(wèi)星的動能逐漸減小B．由于地球引力做正功，引力勢能一定減小C．由于氣體阻力做負功，地球引力做正功，機械能保持不變D．衛(wèi)星克服氣體阻力做的功小于引力勢能的減小題組設計解析答案BD考點一對功能關系的理解題組二功能關系的簡單計算3.(多選)如圖所示，一固定斜面傾角為30°，一質(zhì)量為m的小物塊自斜面底端以一定的初速度，沿斜面向上做勻減速運動，加速度的大小等于重力加速度的大小g.若物塊上升的最大高度為H，則此過程中，物塊的(

)題組設計解析答案圖片顯/隱AC考點一對功能關系的理解

功能關系應用技巧運用功能關系解題時，應弄清楚重力做什么功，合外力做什么功，除重力、彈力外的力做什么功，從而判斷重力勢能或彈性勢能、動能、機械能的變化．規(guī)律總結(jié)考點一對功能關系的理解1．靜摩擦力做功的特點(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(zhuǎn)移，不會轉(zhuǎn)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：①機械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；考點二摩擦力做功與能量關系考點闡釋②有一部分機械能在相互摩擦的物體間轉(zhuǎn)移，另外一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．(3)摩擦生熱的計算：Q＝Ffx相對．其中x相對為相互摩擦的兩個物體間的相對位移．考點闡釋考點二摩擦力做功與能量關系1.如圖所示，木塊A放在木塊B的左端，用恒力F將A拉至B的右端，第一次將B固定在地面上，F(xiàn)做功為W1，生熱為Q1；第二次讓B可以在光滑地面上自由滑動，仍將A拉到B右端，這次F做功為W2，生熱為Q2；則應有(

)A．W1<W2，Q1＝Q2

B．W1＝W2，Q1＝Q2C．W1<W2，Q1<Q2D．W1＝W2，Q1<Q2拉力F做的功直接由公式W＝Flcosα求得，其中l(wèi)是物體對地的位移，所以W1<W2，滑動摩擦力做功過程中產(chǎn)生的內(nèi)能等于系統(tǒng)克服摩擦力做的功，即ΔE＝Q＝Ffl相對，其中l(wèi)相對表示物體之間的相對位移，在這里是B的長度，所以Q1＝Q2.題組設計解析答案A考點二摩擦力做功與能量關系2.如右圖所示，質(zhì)量為m的可看成質(zhì)點的物塊置于粗糙水平面上的M點，水平面的右端與固定的斜面平滑連接，物塊與水平面及斜面之間的動摩擦因數(shù)處處相同．物塊與彈簧未連接，開始時物塊擠壓彈簧使彈簧處于壓縮狀態(tài)．現(xiàn)從M點由靜止釋放物塊，物塊運動到N點時恰好靜止，彈簧原長小于MM′.若物塊從M點運動到N點的過程中，物塊與接觸面之間由于摩擦所產(chǎn)生的熱量為Q，物塊、彈簧與地球組成系統(tǒng)的機械能為E，物塊通過的路程為s.不計轉(zhuǎn)折處的能量損失，下圖中所描述的關系中可能正確的是(

)題組設計答案C考點二摩擦力做功與能量關系題組設計解析考點二摩擦力做功與能量關系因摩擦力始終做負功，故系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量Q隨s增大，而系統(tǒng)的機械能隨s而減小，B、D均錯誤；因為s＞xMM′，所以Q＝μmgxMM′＋μmgcosθ

(s－xMM′)，E＝E0－μmgxMM′－μmgcosθ(s－xMM′)，對應圖線可知，A錯誤，C正確．

分析摩擦力做功問題的兩點注意(1)當涉及摩擦力做功，機械能不守恒時，一般應用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律．(2)解題時，首先確定初末狀態(tài)，然后分析狀態(tài)變化過程中哪種形式的能量減少，哪種形式的能量增加，求出減少的能量總和ΔE減和增加的能量總和ΔE增，最后由ΔE減＝ΔE增列式求解．規(guī)律總結(jié)考點二摩擦力做功與能量關系1．解決能量守恒問題的方法(1)兩個或兩個以上的物體與彈簧組成的系統(tǒng)相互作用的過程，具有以下特點：①能量變化上，如果只有重力和系統(tǒng)內(nèi)彈簧彈力做功，系統(tǒng)機械能守恒．②如果系統(tǒng)每個物體除彈簧彈力外所受合外力為零，則當彈簧伸長或壓縮到最大程度時兩物體速度相同．③當彈簧為自然狀態(tài)時系統(tǒng)內(nèi)某一端的物體具有最大速度．(2)不涉及彈簧時，弄清各種力做功的情況，并分析有多少種形式的能量在轉(zhuǎn)化．考點三能量轉(zhuǎn)化守恒問題的應用考點闡釋2．列能量守恒定律方程的兩條基本思路(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．考點闡釋考點三能量轉(zhuǎn)化守恒問題的應用題組設計解析答案C考點三能量轉(zhuǎn)化守恒問題的應用2．如圖所示為一種擺式摩擦因數(shù)測量儀，可測量輪胎與地面間動摩擦因數(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)細桿．擺錘的質(zhì)量為m，細桿可繞軸O在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，擺錘重心到O點距離為L.測量時，測量儀固定于水平地面，將擺錘從與O等高的位置處靜止釋放．擺錘到最低點附近時，橡膠片緊壓地面擦過一小段距離s(s＜L)，之后繼續(xù)擺至與豎直方向成θ角的最高位置．若擺錘對地面的壓力可視為大小為F的恒力，重力加速度為g，求(1)擺錘在上述過程中損失的機械能；(2)在上述過程中摩擦力對擺錘所做的功；(3)橡膠片與地面之間的動摩擦因數(shù)．題組設計圖片顯/隱考點三能量轉(zhuǎn)化守恒問題的應用(1)擺錘從與O點等高的位置擺至最高點過程中，依據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒，有mgL＝mgL(1－cosθ)＋ΔE損失的機械能ΔE＝mgLcosθ(2)摩擦力做功Wf＝－ΔE＝－mgLcosθ題組設計解析答案考點三能量轉(zhuǎn)化守恒問題的應用

運用能量守恒定律解題的基本思路規(guī)律總結(jié)考點三能量轉(zhuǎn)化守恒問題的應用對各種功能關系熟記于心，力學范圍內(nèi)，應牢固掌握以下三條功能關系：(1)重力的功等于重力勢能的變化，彈力的功等于彈性勢能的變化；(2)合外力的功等于動能的變化；(3)除重力、彈力外，其他力的功等于機械能的變化．■名師·微點撥…………

傳送帶模型【模型概述】傳送帶是應用較廣泛的一種傳動裝置，把物體放到運動著的傳送帶上，物體將在靜摩擦力或滑動摩擦力的作用下被傳送帶輸送到另一端，該裝置即為傳送帶模型．【模型條件】(1)傳送帶勻速或加速運動．(2)物體以初速度v0滑上傳送帶或輕輕放于傳送帶上，物體與傳送帶間有摩擦力．(3)物體與傳送帶之間有相對滑動．思維建?！灸Ｐ吞攸c】(1)若物體輕輕放在勻速運動的傳送帶上，物體一定要和傳送帶之間產(chǎn)生相對滑動，物體一定受到沿傳送帶前進方向的摩擦力．(2)若物體靜止在傳送帶上，與傳送帶一起由靜止開始加速，如果動摩擦因數(shù)較大，則物體隨傳送帶一起加速；如果動摩擦因數(shù)較小，則物體將跟不上傳送帶的運動，相對傳送帶向后滑動．(3)若物體與水平傳送帶一起勻速運動，則物體與傳送帶之間沒