《高考備考指南 理科綜合 物理》課件-第5章 第4講

機(jī)械能及其守恒定律第五章第4講功能關(guān)系能量轉(zhuǎn)化和守恒定律欄目導(dǎo)航01知識梳理回顧03隨堂限時集訓(xùn)02考點(diǎn)各個擊破04配套訓(xùn)練知識梳理回顧1功能關(guān)系、能量守恒1．功能關(guān)系(1)能的概念：一個物體能夠____________，這個物體就具有能量．(2)各種不同形式的能量可以______________，功是____________的量度，即做了多少功就有__________發(fā)生了轉(zhuǎn)化．(3)做功的過程一定伴隨著____________，而且__________必通過做功來實(shí)現(xiàn)．2．能量轉(zhuǎn)化和守恒定律能量既不能憑空__________，也不能憑空________，它只能從一種形式____________為另一種形式或者從一個物體____________到另一個物體．對外做功相互轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化多少能量能量的轉(zhuǎn)化能量的轉(zhuǎn)化產(chǎn)生消失轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移夯基題組(2017年四川名校檢測)空降傘兵在某次跳傘訓(xùn)練中，打開傘之前的運(yùn)動可視為勻加速直線運(yùn)動，其加速度為a，下降的高度為h，傘兵和裝備系統(tǒng)的總質(zhì)量為m，取重力加速度為g.此過程中傘兵和裝備系統(tǒng)的(

)A．動能減少了mah B．動能增加了mghC．重力勢能減少了mgh D．重力勢能增加了mgh【答案】C【解析】系統(tǒng)做勻加速直線運(yùn)動，速度增大，動能增加．由牛頓第二定律知，系統(tǒng)所受的合力

F＝ma，由動能定理知動能的增加量等于合力做功，為mah，故A、B錯誤；系統(tǒng)的高度下降了h，重力做功為mgh，所以重力勢能減小了mgh，故C正確，D錯誤．考點(diǎn)各個擊破21．功能關(guān)系做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程，做功的數(shù)值等于轉(zhuǎn)化的能量，這是功能關(guān)系的普遍意義．2．功能關(guān)系的主要形式(1)合外力做的功等于物體動能的增量：W合＝ΔEk.(2)重力做的功等于重力勢能的減少量：WG＝－ΔEp.(3)彈力做的功等于彈性勢能的減少量：W＝－ΔEp.此處，統(tǒng)一有ΔEp＝E末－E初．考點(diǎn)1功能關(guān)系和能量轉(zhuǎn)化與守恒(4)除系統(tǒng)內(nèi)的重力和彈力以外，其他力做的總功等于系統(tǒng)機(jī)械能的增量：WF＝E末－E初．(5)由于滑動摩擦而產(chǎn)生的熱量等于滑動摩擦力乘以相對路程．靜摩擦力即使對物體做功，也沒有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．注意：對繩子突然繃緊、物體間發(fā)生非彈性碰撞等問題除題目特別說明以外，必定有機(jī)械能損失．3．能量的轉(zhuǎn)化與守恒減少的總量一定等于增加的總量，據(jù)此列出等式：ΔE減＝ΔE增．功是能量轉(zhuǎn)化的量度，要熟悉什么力做功與什么能轉(zhuǎn)化對應(yīng)起來，并能夠通過求某力做了多少功知道某種形式能變化了多少．考點(diǎn)2摩擦力做功分析比較類別靜摩擦力滑動摩擦力不同點(diǎn)能量轉(zhuǎn)化方面在靜摩擦力做功的過程中，只有機(jī)械能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體(靜摩擦力起著傳遞機(jī)械能的作用)，而沒有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量(1)相互摩擦的物體通過摩擦力做功，將部分機(jī)械能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體(2)部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此部分能量就是系統(tǒng)機(jī)械能的損失量一對摩擦力的總功方面一對靜摩擦力所做功的代數(shù)總和等于零一對相互作用的滑動摩擦力對物體系統(tǒng)所做的總功，等于摩擦力與兩個物體相對路程的乘積，即Wf＝－f·l相對，表示物體克服摩擦力做功，系統(tǒng)損失機(jī)械能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能相同點(diǎn)正功、負(fù)功、不做功方面兩種摩擦力對物體可以做正功、負(fù)功，還可以不做功易錯警示：一對相互作用的滑動摩擦力做功所產(chǎn)生的熱量Q＝f·l相對，其中l(wèi)相對是物體間相對路徑長度．如果兩物體同向運(yùn)動，l相對為兩物體對地位移大小之差；如果兩物體反向運(yùn)動，l相對為兩物體對地位移大小之和；如果一個物體相對另一個物體做往復(fù)運(yùn)動，則l相對為兩物體相對滑行路徑的總長度．【答案】AD物體在傳送帶上先做勻加速直線運(yùn)動，然后做勻速直線運(yùn)動，根據(jù)工件和傳送帶之間的相對路程大小，求出摩擦產(chǎn)生的熱量；根據(jù)能量守恒知，多消耗的能量一部分轉(zhuǎn)化為物體的動能，一部分轉(zhuǎn)化為摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能．對于此類功能關(guān)系多過程物理綜合題，關(guān)鍵是理清物體的運(yùn)動過程，知道物體的運(yùn)動規(guī)律，結(jié)合動能定理、牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式進(jìn)行求解．1．功能關(guān)系和能量守恒定律是高考的必考內(nèi)容，該類型的問題具有非常強(qiáng)的綜合性，題目類型以計算題為主，通常會與其他物理的相關(guān)知識結(jié)合，試題復(fù)雜、靈活性強(qiáng)、難度大，我們經(jīng)常需要用動力學(xué)和能量觀點(diǎn)來解決一些單體多過程，或者多體多過程問題．2．多運(yùn)動過程問題是近幾年高考試題中的熱點(diǎn)題型，往往應(yīng)用動能定理或機(jī)械能守恒定律、能量守恒定律等規(guī)律，需要在解題時冷靜思考，弄清運(yùn)動過程，注意不同過程連接點(diǎn)速度的關(guān)系，對不同過程運(yùn)用不同規(guī)律分析解決．微講堂＋用動力學(xué)和能量觀點(diǎn)求解多過程問題例3

過山車是游樂場中常見的設(shè)施．如圖所示是一種過山車的簡易模型，它由水平軌道和豎直平面內(nèi)的三個圓形軌道組成，B、C、D分別是三個圓形軌道的最低點(diǎn)，B、C間距與C、D間距相等，半徑R1＝2.0m、R2＝1.4m．一個質(zhì)量m＝1.0kg的小球(視為質(zhì)點(diǎn))，從軌道的左側(cè)A點(diǎn)以v0＝12.0m/s的初速度沿軌道向右運(yùn)動，A、B間距L1＝6.0m．小球與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，圓形軌道是光滑的．假設(shè)水平軌道足夠長，圓形軌道間不相互重疊．重力加速度取g＝10m/s2，計算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后1位數(shù)字．(1)求小球在經(jīng)過第一個圓形軌道的最高點(diǎn)時，軌道對小球作用力的大?。?2)如果小球恰好能通過第二個圓形軌道，B、C間距L應(yīng)是多少？(3)在滿足(2)的條件下，如果要使小球恰能通過第三個圓形軌道，則其半徑R3應(yīng)是多大？練3如圖所示，質(zhì)量為m＝1kg的可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊輕輕放在水平勻速運(yùn)動的傳送帶上的P點(diǎn)，隨傳送帶運(yùn)動到A點(diǎn)后水平拋出，小物塊恰好無碰撞地沿圓弧切線從B點(diǎn)進(jìn)入豎直光滑圓弧軌道下滑，圓弧軌道與質(zhì)量為M＝2kg的足夠長的小車左端在最低點(diǎn)O點(diǎn)相切，并在O點(diǎn)滑上小車．水平地面光滑，當(dāng)物塊運(yùn)動到障礙物Q處時與Q發(fā)生無機(jī)械能損失的碰撞．碰撞前物塊和小車已經(jīng)相對靜止，而小車可繼續(xù)向右運(yùn)動(物塊始終在小車上)，小車運(yùn)動過程中和圓弧無相互作用．已知圓弧半徑R＝1.0m，圓弧對應(yīng)的圓心角θ為53°，A點(diǎn)距水平面的高度h＝0.8m，物塊與小車間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.1，重力加速度g＝10m/s2，