（安徽适用）高考物理一轮复习要点提示 第5讲 功能关系 能量守恒定律课件.ppt

2021/8/11 星期三1一、功能关系一、功能关系1功和能的关系功和能的关系做功的做功的过过程就是程就是 的的过过程，功是能量程，功是能量转转化的化的 2功与能量变化的关系功与能量变化的关系能量能量转转化化量度量度2021/8/11 星期三2二、能量守恒定律二、能量守恒定律1内容：内容：能量既不会消灭，也能量既不会消灭，也 ，它只会从一种形式，它只会从一种形式 为为其他形式，或者从一个物体其他形式，或者从一个物体 到另一个物体，而在转化和转移的过到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量程中，能量的总量 2表达式：表达式：E减减 不会不会创创生生转转化化转转移移保持不保持不变变E增增2021/8/11 星期三31下列哪些下列哪些过过程不遵守能的程不遵守能的转转化和守恒定律化和守恒定律()A自由落体运自由落体运动动B弹弹丸丸击击中沙袋中沙袋C炮炮弹弹爆炸爆炸D单摆单摆在存在空气阻力的情况下在存在空气阻力的情况下摆动摆动，只研究，只研究单摆单摆个体个体解解析析：能能的的转转化化和和守守恒恒是是自自然然界界最最基基本本的的守守恒恒定定律律之之一一，一一切切自自然然现现象象都都受受它它的的制制约约，能能量量守守恒恒是是无无条条件件的的，但但在在我我们们研研究究的的问问题题中中，往往往往仅仅是是一一个个小小系系统统，这这一一系系统统可可能能和和外外界界有有能能量量转转化化，系系统统内内的的能能量量可可能能不不守守恒恒D选选项项研研究究对对象象只只限限定定于于单单摆摆，其其能能量量要要减减少少，因因为为它它克克服服阻阻力力做做功功，机机械械能能转转化成的内能有一部分为空气所具有化成的内能有一部分为空气所具有答案：答案：D2021/8/11 星期三42已知已知货货物的物的质质量量为为m，在某段，在某段时间时间内起重机将内起重机将货货物以物以a的加速度加的加速度加速升高速升高h，则则在在这这段段时间时间内，下列叙述正确的是内，下列叙述正确的是(重力加速度重力加速度为为g)()A货货物的物的动动能一定增加能一定增加mahmghB货货物的机械能一定增加物的机械能一定增加mahC货货物的重力物的重力势势能一定增加能一定增加mahD货货物的机械能一定增加物的机械能一定增加mahmgh解析：解析：根据动能定理可知，货物动能的增加量等于货物所受合力做的根据动能定理可知，货物动能的增加量等于货物所受合力做的功功mah，A错误；根据功能关系，货物机械能的增量等于除重力以外的错误；根据功能关系，货物机械能的增量等于除重力以外的力做的功而不等于合力做的功，力做的功而不等于合力做的功，B错误；由功能关系知，重力势能的增错误；由功能关系知，重力势能的增量对应货物重力做的负功的绝对值量对应货物重力做的负功的绝对值mgh，C错误；由功能关系，货物机错误；由功能关系，货物机械能的增量为起重机拉力做的功械能的增量为起重机拉力做的功m(ga)h，D正确正确答案：答案：D2021/8/11 星期三53(2012年亳州模拟年亳州模拟)下列下列说说法正确的是法正确的是()A随着科技的随着科技的发发展，第一展，第一类类永永动动机是可以制成的机是可以制成的B太阳照射到地球上的光能太阳照射到地球上的光能转转化成了其他形式的能量，但照射到宇化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空宙空间间的能量都消失了的能量都消失了C“既要既要马马儿跑，又儿跑，又让马让马儿不吃草儿不吃草”违违背了能量背了能量转转化和守恒定律，因化和守恒定律，因而是不可能的而是不可能的D有种有种“全自全自动动”手表，不用上手表，不用上发发条，也不用任何形式的条，也不用任何形式的电电源，却能源，却能一直走一直走动动，说说明能量可以凭空明能量可以凭空产产生生解析：解析：第一类永动机违背了能量守恒定律，所以不可能制成，第一类永动机违背了能量守恒定律，所以不可能制成，A错错 误；误；根据能量守恒定律，太阳照射到宇宙空间的能量也不会凭空消失，根据能量守恒定律，太阳照射到宇宙空间的能量也不会凭空消失，B错错误；要让马儿跑，必须要给马儿吃草，否则就违背能量守恒定律，误；要让马儿跑，必须要给马儿吃草，否则就违背能量守恒定律，C正正确；所谓确；所谓“全自动全自动”手表内部还是有能量转化装置的，一般有一个摆锤，手表内部还是有能量转化装置的，一般有一个摆锤，当人戴着手表活动时，摆锤不停地摆动，给游丝弹簧补充能量，才会维当人戴着手表活动时，摆锤不停地摆动，给游丝弹簧补充能量，才会维持手表的走动，持手表的走动，D错错答案：答案：C2021/8/11 星期三64.如如图图所示，一所示，一质质量量为为m的物的物块块放在水平地面上，放在水平地面上，现现在在对对物物块块施加一施加一个大小个大小为为F的水平恒力，使物的水平恒力，使物块块从静止开始向右移从静止开始向右移动动距离距离x后立即撤去后立即撤去F.物物块块与水平地面与水平地面间间的的动动摩擦因数摩擦因数为为.求：求：(1)撤去撤去F时时，物，物块块的速度大小；的速度大小；(2)撤去撤去F后，物后，物块还块还能滑行多能滑行多远远？2021/8/11 星期三7几种常几种常见见的功能关系及摩擦力做功特点的功能关系及摩擦力做功特点 1几种常见的功能关系表达式几种常见的功能关系表达式(1)合力做功等于物体动能的改变，合力做功等于物体动能的改变，即即W合合Ek2Ek1Ek.(动能定理动能定理)(2)重力做功等于物体重力势能的改变，重力做功等于物体重力势能的改变，即即WGEp1Ep2Ep.(3)弹簧弹力做功等于弹性势能的改变，弹簧弹力做功等于弹性势能的改变，即即W弹弹Ep1Ep2Ep.(4)除了重力和弹簧弹力之外的其他力所做的总功，等于物体机械能除了重力和弹簧弹力之外的其他力所做的总功，等于物体机械能的改变，的改变，即即W其他力其他力E2E1E.(功能原理功能原理)(5)电场力做功等于电势能的改变，电场力做功等于电势能的改变，即即W电电Ep1Ep2Ep.2021/8/11 星期三82滑动摩擦力做功的特点滑动摩擦力做功的特点(1)滑动摩擦力对物体可以做正功、负功，还可以不做功滑动摩擦力对物体可以做正功、负功，还可以不做功(2)在相互摩擦的物体系统中，一对相互作用的滑动摩擦力，对物体在相互摩擦的物体系统中，一对相互作用的滑动摩擦力，对物体系统所做总功的多少与路径有关，其值是负值，等于摩擦力与相对路程系统所做总功的多少与路径有关，其值是负值，等于摩擦力与相对路程的乘积，即的乘积，即WFfFfx相对相对，表示系统克服摩擦力做功，系统损失的机，表示系统克服摩擦力做功，系统损失的机械能转变成内能，即械能转变成内能，即E损损Ffx相对相对Q热热(摩擦生热摩擦生热)(3)在一对滑动摩擦力做功的过程中，能量的转化和转移的情况是：在一对滑动摩擦力做功的过程中，能量的转化和转移的情况是：一是相互摩擦的物体通过摩擦力做功，将部分机械能从一个物体转移到一是相互摩擦的物体通过摩擦力做功，将部分机械能从一个物体转移到另一个物体；二是部分机械能转化为内能另一个物体；二是部分机械能转化为内能2021/8/11 星期三9一对相互作用的滑动摩擦力做功所产生的热量一对相互作用的滑动摩擦力做功所产生的热量QFfx相对相对，其中，其中x相对相对是是物体间相对路径长度如果两物体同向运动，物体间相对路径长度如果两物体同向运动，x相对相对为两物体对地位移大为两物体对地位移大小之差，如果两物体反向运动，小之差，如果两物体反向运动，x相对相对为两物体对地位移大小之和，如果为两物体对地位移大小之和，如果一个物体相对另一物体往复运动，则一个物体相对另一物体往复运动，则x相对相对为两物体相对滑行路径的总长为两物体相对滑行路径的总长度度2021/8/11 星期三10例例1电机带动水平传送带以速度电机带动水平传送带以速度v匀速转动，一质量为匀速转动，一质量为m的小木块的小木块由静止轻放在传送带上由静止轻放在传送带上(传送带足够长传送带足够长)，若小木块与传送带之间的动摩，若小木块与传送带之间的动摩擦因数为擦因数为，如图所示，当小木块与传送带相对静止时，求：，如图所示，当小木块与传送带相对静止时，求：(1)小木块的位移；小木块的位移；(2)传送带转过的路程；传送带转过的路程；(3)小木块获得的动能；小木块获得的动能；(4)摩擦过程产生的摩擦热摩擦过程产生的摩擦热思路点拨思路点拨摩擦力对小木块做的功对应小木块动能的增量，而传送摩擦力对小木块做的功对应小木块动能的增量，而传送带克服摩擦力做的功为摩擦力与传送带的对地位移的乘积，电动机做的带克服摩擦力做的功为摩擦力与传送带的对地位移的乘积，电动机做的功应为物体获得的动能和由于摩擦而产生的热量之和功应为物体获得的动能和由于摩擦而产生的热量之和2021/8/11 星期三112021/8/11 星期三122021/8/11 星期三131.(2012年滁州模拟年滁州模拟)一物一物块块放在如放在如图图所示的斜面上，用力所示的斜面上，用力F沿斜面向沿斜面向下拉物下拉物块块，物，物块块沿斜面运沿斜面运动动了一段距离，若已知在此了一段距离，若已知在此过过程中，拉力程中，拉力F所所做的功做的功为为A，斜面，斜面对对物物块块的作用力所做的功的作用力所做的功为为B，重力做的功，重力做的功为为C，空气，空气阻力做的功阻力做的功为为D，其中，其中A、B、C、D的的绝对值绝对值分分别为别为100 J、30 J、100 J、20 J，则则(1)物物块动块动能的增量能的增量为为多少？多少？(2)物物块块机械能的增量机械能的增量为为多少？多少？2021/8/11 星期三14解析：解析：(1)在物块下滑的过程中，拉力在物块下滑的过程中，拉力F做正功，斜面对物块有摩擦力，做正功，斜面对物块有摩擦力，做负功，重力做正功，空气阻力做负功根据动能定理，合外力对物做负功，重力做正功，空气阻力做负功根据动能定理，合外力对物块做的功等于物块动能的增量，则块做的功等于物块动能的增量，则EkW合合ABCD100 J(30 J)100 J(20 J)150 J.(2)根据功能关系，除重力之外的其他力所做的功等于物块机械能的根据功能关系，除重力之外的其他力所做的功等于物块机械能的增量，则增量，则E机机ABD100 J(30 J)(20 J)50 J.答案：答案：(1)150 J(2)50 J2021/8/11 星期三15对对能量守恒定律的理解和能量守恒定律的理解和应应用用1对定律的理解对定律的理解(1)某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等；加量一定相等；(2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等和增加量一定相等这这也是我也是我们们列能量守恒定律方程式的两条基本思路列能量守恒定律方程式的两条基本思路2应用定律解题的步骤应用定律解题的步骤(1)分清有多少形式的能分清有多少形式的能如如动动能、能、势势能能(包括重力包括重力势势能、能、弹弹性性势势能、能、电势电势能能)、内能等、内能等在在变变化化(2)明确哪种形式的能量增加，哪种形式的能量减少，并且列出减少明确哪种形式的能量增加，哪种形式的能量减少，并且列出减少的能量的能量E减减和增加的能量和增加的能量E增增的表达式的表达式(3)列出能量守恒关系式：列出能量守恒关系式：E减减E增增2021/8/11 星期三16(1)应用能量守恒定律解决有关问题，要分析所有参与变化的能量应用能量守恒定律解决有关问题，要分析所有参与变化的能量(2)高考考查该类问题，常综合平抛运动、圆周运动以及电磁学知识考高考考查该类问题，常综合平抛运动、圆周运动以及电磁学知识考查判断、推理及综合分析能力查判断、推理及综合分析能力2021/8/11 星期三17例例2如图所示，某人乘雪橇沿雪坡经如图所示，某人乘雪橇沿雪坡经A点滑至点滑至B点，接着沿水平路面点，接着沿水平路面滑至滑至C点停止人与雪橇的总质量为点停止人与雪橇的总质量为70 kg.表中记录了沿坡滑下过程中表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据，请根据图表中的数据解决下列问题：的有关数据，请根据图表中的数据解决下列问题：(g10 m/s2)位置位置ABC速度速度(m/s)2.012.00时时刻刻(s)0410(1)人与雪橇从人与雪橇从A到到B的的过过程中，程中，损损失的机械能失的机械能为为多少？多少？(2)设设人与雪橇在人与雪橇在BC段所受阻力恒定，求阻力大小段所受阻力恒定，求阻力大小思路点拨思路点拨首先根据表格中的数据计算出动能的变化量及重力势能首先根据表格中的数据计算出动能的变化量及重力势能的变化量，并进一步计算出机械能的变化量；在的变化量，并进一步计算出机械能的变化量；在BC段上，可根据段上，可根据vat及牛顿第二定律计算出阻力及牛顿第二定律计算出阻力2021/8/11 星期三18答案答案(1)9 100 J(2)140 N2021/8/11 星期三192021/8/11 星期三202.(2012年合肥模拟年合肥模拟)如如图图所示，光滑水平面所示，光滑水平面AB 与与竖竖直面内的半直面内的半圆圆形形导轨导轨在在B点相切，半点相切，半圆圆形形导导 轨轨的半径的半径为为R.一个一个质质量量为为m的物体将的物体将弹弹簧簧压缩压缩至至 A点后由静止点后由静止释释放，在放，在弹弹力作用下物体力作用下物体获获得某一得某一 向右的速度后脱离向右的速度后脱离弹弹簧，当它簧，当它经过经过B点点进进入入导轨导轨的瞬的瞬间对轨间对轨道的道的压压力力为为其重力的其重力的8倍，之后倍，之后向上运向上运动动恰能到达最高点恰能到达最高点C.(不不计计空气阻力空气阻力)试试求：求：(1)物体在物体在A点点时弹时弹簧的簧的弹弹性性势势能能(2)物体从物体从B点运点运动动至至C点的点的过过程中程中产产生的内能生的内能2021/8/11 星期三212021/8/11 星期三222021/8/11 星期三23答案：答案：C2021/8/11 星期三242(2012年年六六安安模模拟拟)重重物物m系系在在上上端端固固定定的的轻轻弹弹簧簧下下端端，用用手手托托起起重重物物，使使弹弹簧簧处处于于竖竖直直方方向向，弹弹簧簧的的长长度度等等于于原原长长时时，突突然然松松手手，重重物物下下落落的的过过程程中中，对对于于重重物物、弹弹簧簧和和地地球球组组成成的的系系统统来来说说，下下列列说说法法不不正正确确的的是是(弹弹簧簧始始终终在在弹弹性限度内性限度内变变化化)()A重物的重物的动动能最大能最大时时，重力，重力势势能和能和弹弹性性势势能的能的总总和最小和最小B重物的重力重物的重力势势能最小能最小时时，动动能最大能最大C弹弹簧的簧的弹弹性性势势能最大能最大时时，重物的，重物的动动能最小能最小D重物的重力重物的重力势势能最小能最小时时，弹弹簧的簧的弹弹性性势势能最大能最大解解析析：重重物物下下落落过过程程中中，只只发发生生动动能能、重重力力势势能能和和弹弹性性势势能能的的相相互互转转化化，所所以以当当动动能能最最大大时时，重重力力势势能能和和弹弹性性势势能能的的总总和和最最小小，A正正确确；当当重重物物的的重重力力势势能能最最小小时时，重重物物应应下下落落到到最最低低点点，其其速速度度为为零零，动动能能最最小小，此此时时弹弹簧簧伸伸长量最大，弹性势能最大，故长量最大，弹性势能最大，故B错误，错误，C、D正确正确答案：答案：B2021/8/11 星期三253(2010年高考福建理综年高考福建理综)如如图图甲所示，甲所示，质质量不量不计计的的弹弹簧簧竖竖直固定在直固定在水平面上，水平面上，t0时时刻，将一金属小球从刻，将一金属小球从弹弹簧正上方某一高度簧正上方某一高度处处由静止由静止释释放，小球落到放，小球落到弹弹簧上簧上压缩弹压缩弹簧到最低点，然后又被簧到最低点，然后又被弹弹起离开起离开弹弹簧，上升簧，上升到一定高度后再下落，如此反复通到一定高度后再下落，如此反复通过过安装在安装在弹弹簧下端的簧下端的压压力力传传感器，感器，测测出出这这一一过过程程弹弹簧簧弹弹力力F随随时间时间t变变化的化的图图象如象如图图乙所示，乙所示，则则()At1时时刻小球刻小球动动能最大能最大Bt2时时刻小球刻小球动动能最大能最大Ct2t3这这段段时间时间内，小球的内，小球的动动能先增加后减少能先增加后减少Dt2t3这这段段时间时间内，小球增加的内，小球增加的动动能等于能等于弹弹簧减少的簧减少的弹弹性性势势能能2021/8/11 星期三26解析：解析：0t1时间内小球做自由落体运动，落到弹簧上并往下运动的时间内小球做自由落体运动，落到弹簧上并往下运动的过程中，小球重力与弹簧对小球弹力的合力方向先向下后向上，故小球过程中，小球重力与弹簧对小球弹力的合力方向先向下后向上，故小球先加速后减速，先加速后减速，t2时刻到达最低点，动能为时刻到达最低点，动能为0，A、B错；错；t2t3时间内小时间内小球向上运动，合力方向先向上后向下，小球先加速后减速，动能先增加球向上运动，合力方向先向上后向下，小球先加速后减速，动能先增加后减少，后减少，C对；对；t2t3时间内由能量守恒知小球增加的动能等于弹簧减少时间内由能量守恒知小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能减去小球增加的重力势能，的弹性势能减去小球增加的重力势能，D错错答案：答案：C2021/8/11 星期三274(2012年宣城模拟年宣城模拟)一个一个质质量量m0.20 kg的小球系于的小球系于轻质弹轻质弹簧的一簧的一端，且套在光滑端，且套在光滑竖竖立的立的圆环圆环上的上的B点，点，弹弹簧的上端固定于簧的上端固定于环环的最高点的最高点A，环环的半径的半径R0.50 m，弹弹簧的原簧的原长长l00.50 m，劲劲度系数度系数为为4.8 N/m，如，如图图所示若小球从所示若小球从图图中所示位置中所示位置B点由静止开始滑到最低点点由静止开始滑到最低点C时时，弹弹簧的簧的弹弹性性势势能能Ep0.60 J求小球到求小球到C点点时时的速度的速度vC的大小的大小(弹弹簧外于原簧外于原长时长时，弹弹性性势势能能为为零零g取取10 m/s2)2021/8/11 星期三28答案：答案：3 m/s2021/8/11 星期三292021/8/11 星期三30