高三上学期物理一轮复习导学案：功能关系 能量守恒.doc

第四节 功能关系 能量守恒【课标要求】1、 理解功能关系和能量守恒定律，并能解决相关问题。2、 功能关系是高考的“重中之重”常以选择题形式考查分值6分。二、重点难点：功能关系 能量守恒三、知识点（一）、功能关系1、 内容 (1)功是 的量度，即做了多少功，就有多少能量发生了转化 (2)做功的过程一定伴随着能量的转化，而且能量的转化必须通过做功来实现。2、 几种常见的功能关系表达式（1）合外力做功等于物体动能的改变，即 。（动能定理）（2）重力做功等于物体重力势能的减少，即 。（3）弹簧弹力做功等于弹性势能的减少，即 。（4）除了重力和弹力之外的其他力所做的总功，等于机械能的改变，即 。（功能原理）（5）电场力做功等于电场电势能的减少，即 。（6）一对相互作用的滑动摩擦力所做功的代数和的绝对值等于系统所产生的热量，即 3、摩擦力做功的特点 类别比较静摩擦力做功滑动摩擦力做功不同点能量的转化方面在静摩擦力做功的过程中，只有机械能从一个物体转移到另一个物体（静摩擦力起到传递机械能的作用）而没有机械能转化为其他形式的能量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；另一部分机械能转化为内能，此部分能量就是系统机械能的损失量一对摩擦力做功方面一对静摩擦力所做功的代数总和等于零一对相互作用的滑动摩擦力对物体系统的总功总为负值，系统损失的机械能转变为内能（二）能量守恒定律1、内容：能量既不会消失，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或从一个物体转移到另一个物体，而在转化或转移过程中，能量的总量 。2、表达式 。3、对定律的理解（1）某种形式的能减少，一定存在其他形式能的增加，且减少量和增加量一定相等。（2）某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。这也是我们列能量守恒方程式的两条基本思路。 四、典型例题考点一、对功能关系的理解【例1】质量为m的物体从静止开始以g/2的加速度竖直上升h，对该过程下列说法中正确的是（ ）A物体的机械能增加mgh B物体的机械能减少C重力对物体做功mgh D物体的动能增加mgh 【拓展训练1】奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项，质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而竖直向下做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F，那么在他减速下降深度为h的过程中，下列说法正确的是（g为当地的重力加速度） （ ）A他的动能减少了Fh B他的重力势能减少了mghC他的动能减少了（F- mg）h D他的机械能减少了Fh考点二、摩擦力做功与能量关系【例2】如图所示，AB为半径R=0.8m的1/4光滑圆弧轨道，下端B恰与平板小车右端平滑对接小车质量M=3kg，车长L=2.06m，车上表面距地面高度h=0.2m，现有一质量m=1kg的滑块，由轨道顶端无初速释放，滑到B端后冲上小车。已知地面光滑，滑块与小车上表面间动摩擦因数=0.3，当车运动了t0=1.5s时，车被地面装置锁定（g=10m/s2）试求： （1）滑块到达B端时，轨道对它支持力的大小； （2）车被锁定时，车右端距轨道B端的距离；（3）从车开始运动到被锁定的过程中，滑块与车面间由于摩擦力而产生的内能大小。【拓展训练2】如图所示，质量为M、长为L的木板置于光滑的水平面上，一质量为m的滑块放置在木板左端，滑块与木板间滑动摩擦力大小为f，用水平的恒定拉力F作用于滑块当滑块运动到木板右端时，木板在地面上移动的距离为s，滑块速度为v1，木板速度为v2，下列结论中正确的是 （ ）A上述过程中，F做功大小为B其他条件不变的情况下，M越大，s越小C其他条件不变的情况下，F越大，滑块到达右端所用时间越长D其他条件不变的情况下，f越大，滑块与木板间产生的热量越多考点三、能量的转化和守恒定律【例3】如图所示，光滑坡道顶端距水平面高度为h，质量为m的小物块A从坡道顶端由静止滑下，进入水平面上的滑道，经过O点时无机械能损失，为使A制动，将轻弹簧的一端固定在竖直墙上的M点，另一端恰位于滑道的末端O点已知在OM段，物块A与水平面间的动摩擦因数均为，其余各处的摩擦不计，重力加速度为g，求： （1）物块滑到O点时的速度大小；（2）弹簧为最大压缩量d时的弹性势能（设弹簧处于原长时弹性势能为零）；（3）若物块A能够被弹回到坡道上，则它能够上升的最大高度是多少？【拓展训练3】如图所示，一质量M=2.0 kg、长L=0.60 m的水板AB静止在光滑水平面上，木板的左侧固定一半径R=0.60 m的四分之一圆弧形轨道，轨道末端的切线水平，轨道与木板靠在一起且末端高度与木板高度相同。现在将质量m=l.0 kg的小铁块（可视为质点）从弧形轨道顶端由静止释放，小铁块到达轨道底端时的速度v0=3.0 m/s，最终小铁块恰好能到达木板AB的最右端。(g=10)求：(1)小铁块在弧形轨道末端时所受支持力的大小F(2)小铁块在弧形轨道上下滑过程中克服摩擦力所做的功(3)小铁块和木板AB达到的共同速度v及小铁块和木板AB间，的动摩擦因数.考点四、传送带中的能量问题【例4】如图所示，绷紧的传送带与水平面的夹角=30°，皮带在电动机的带动下，始终保持v0=2m/s的速率运行现把一质量m=10kg的工件（可看做质点）轻轻放在皮带的底端，经时间t=1.9s，工件被传送到h=1.5m的高处，取g=10m/s2求：（1）工件与皮带间的动摩擦因数； （2）电动机由于传送工件多消耗的电能【拓展训练4】在机场和火车站可以看到对行李进行安全检查用的水平传送带如图所示，当旅客把行李放在正在匀速运动的传送带上后，传送带和行李之间的滑动摩擦力使行李开始运动，随后它们保持相对静止，行李随传送带一起匀速通过检测仪器接受检查，设某机场的传送带匀速前进的速度为0.4 m/s，某行李箱的质量为5 kg，行李箱与传送带之间的动摩擦因数为0.2，当旅客把这个行李箱小心地放在传送带上，通过安全检查的过程中，g取10 m/s2，则                        ( )A开始时行李的加速度为2 m/s2B行李到达B点时间为2 sC传送带对行李做的功为0.4 JD传送带上将留下一段摩擦痕迹，该痕迹的长度是0.03 m