专题功能关系、能量转化和守恒定律.ppt

考点解读典例剖析高考高分技巧专题专练一、功能关系1．功能关系(1)能的概念：一个物体能对对外做功，这这个物体就具有能量．第4讲讲 专题专题 功能关系、能量转转化和守恒定 律(2)功能关系①功是_________的量度，即做了多少功就有_________发发生了转转化．②做功的过过程一定伴随着___________，而且___________必通过过做功来实现实现 ．能量转转化多少能量能量的转转化能量的转转化考点解读典例剖析高考高分技巧专题专练(3)功与对应能量的变化关系功能量的变变化合外力做正功_____增加重力做正功_________减少弹弹簧弹弹力做正功_________减少电场电场 力做正功_______减少其他力(除重力、弹弹力)做正功_______增加动动能重力势势能弹弹性势势能电势电势 能机械能考点解读典例剖析高考高分技巧专题专练1．(单选单选 )升降机底板上放一质质量为为100 kg的物体，物体随升降机由静止开始竖竖直向上移动动5 m时时速度达到4 m/s，则则此过过程中(g取10 m/s2) ( )．A．升降机对对物体做功5 800 JB．合外力对对物体做功5 800 JC．物体的重力势势能增加500 JD．物体的机械能增加800 J【即学即练】考点解读典例剖析高考高分技巧专题专练答案 A考点解读典例剖析高考高分技巧专题专练二、能量守恒定律1．内容：能量既不会消灭灭，也_________．它只会从一种形式_____为为其他形式，或者从一个物体_____到另一个物体，而在转转化和转转移的过过程中，能量的总总量_________．2．表达式：ΔE减＝______．不会创创生转转移保持不变变ΔE增转转化考点解读典例剖析高考高分技巧专题专练2．说说明下列有关能量转转化的问题问题 中，分别别是什么能向什么能的转转化．(1)列车车刹车时车时 由运动变为动变为 静止；(2)太阳能电电池发电发电；(3)风风力发电发电 ；(4)潮汐发电发电 ；(5)太阳能热热水器工作时时；(6)汽车车由静止启动动答案 (1)动动能→内能 (2)太阳能→电电能 (3)风风能(空气动动能)→电电能 (4)水的势势能→电电能 (5)太阳能→内能(6)化学能→动动能【即学即练】考点解读典例剖析高考高分技巧专题专练常见的功能关系考点解读典例剖析高考高分技巧专题专练考点解读典例剖析高考高分技巧专题专练【典例1】 (多选选)如图图4－4－1所示，在抗洪救灾中， 一架直升机通过绳过绳 索，用恒力F竖竖直向上拉起一个 漂在水面上的木箱，使其由水面开始加速上升到某 一高度，若考虑虑空气阻力而不考虑虑空气浮力，则则 在此过过程中，以下说说法正确的有 ()．题型一 对功能关系的理解图图4-4-1A．力F所做功减去克服空气阻力所做的功等于重力势势能的增量 B．木箱克服重力所做的功等于重力势势能的增量 C．力F、重力、空气阻力三者合力所做的功等于木箱动动能的增量 D．力F和空气阻力的合力所做的功等于木箱机械能的增量考点解读典例剖析高考高分技巧专题专练解析 对对木箱受力分析如图图所示，则则由动动能定理：WF－mgh－WFf＝ΔEk，故C对对．由上式得：WF－WFf＝ΔEk＋mgh，故A错错、D对对．由重力做功与重力势势能变变化关系知B对对，故B、C、D对对．答案 BCD考点解读典例剖析高考高分技巧专题专练图图4-4-2考点解读典例剖析高考高分技巧专题专练答案 BD考点解读典例剖析高考高分技巧专题专练功能关系的选用技巧1．在应应用功能关系解决具体问题问题 的过过程中，若只涉及动动能的变变化用动动能定理分析．2．只涉及重力势势能的变变化用重力做功与重力势势能变变化的关系分析．3．只涉及机械能变变化用除重力和弹弹力之外的力做功与机械能变变化的关系分析．4．只涉及电势电势 能的变变化用电场电场 力做功与电势电势 能变变化的关系分析．借题发挥考点解读典例剖析高考高分技巧专题专练【典例2】 如图图4－4－3所示在水平地面上固定一个半径为为R的半圆圆形轨轨道，其中圆圆弧部分光滑，水平段长为长为 L，一质质量为为m的小物块紧块紧 靠一根被压缩压缩 的弹弹簧固定在水题型二 能量转化与守恒定律的应用图图4-4-3平轨轨道的最右端，小物块块与水平轨轨道间间的动动摩擦因数为为μ，现现突然释释放小物块块，小物块块被弹弹出，恰好能够够到达圆圆弧轨轨道的最高点A，取g＝10 m/s2，且弹弹簧长长度忽略不计计，求：(1)小物块块的落点距O′的距离；(2)小物块释块释 放前弹弹簧具有的弹弹性势势能．考点解读典例剖析高考高分技巧专题专练考点解读典例剖析高考高分技巧专题专练考点解读典例剖析高考高分技巧专题专练【变变式跟踪2】 如图图4－4－4所示，光滑 坡道顶顶端距水平面高度为为h，质质量为为 m的小物块块A从坡道顶顶端由静止滑下，进进入水平面上的滑道时时无机械能损损图图4-4-4 失，为为使A制动动，将轻弹轻弹 簧的一端固定在水平滑道延长线长线 M 处处的墙墙上，另一端恰位于坡道的底端O点．已知在OM段， 物块块A与水平面间间的动动摩擦因数为为μ，其余各处处的摩擦不计计 ，重力加速度为为g，求：(1)物块块滑到O点时时的速度大小． (2)弹弹簧为为最大压缩压缩 量d时时的弹弹性势势能(设弹设弹 簧处处于原长时弹长时弹 性势势能为为零)． (3)若物块块A能够够被弹弹回到坡道上，则则它能够够上升的最大高度 是多少？考点解读典例剖析高考高分技巧专题专练考点解读典例剖析高考高分技巧专题专练1．滑动摩擦力做功的特点(1)滑动动摩擦力可以对对物体做正功，也可以做负负功，还还可以不做功；(2)在相互摩擦的物体系统统中，一对对相互作用的滑动动摩擦力，对对物体系统统所做总总功的多少与路径有关，其值值是负值负值 ，等于摩擦力与相对对位移的积积，即|W|＝Ffl相对对，表示物体系统损统损 失了机械能，克服了摩擦力做功，ΔE损损＝Q＝Ffl相对对(摩擦生热热)；(3)一对对滑动动摩擦力做功的过过程中能量的转转化和转转移的情况：一是相互摩擦的物体通过过摩擦力做功将部分机械能转转移到另一个物体上；二是部分机械能转转化为为内能，此部分能量就是系统统机械能的损损失量．借题发挥考点解读典例剖析高考高分技巧专题专练2．运用能量守恒定律解题的基本思路考点解读典例剖析高考高分技巧专题专练1．解决力学问题的方法选取(1)牛顿顿第二定律揭示了力的瞬时时效应应，在研究某一物体所受力的瞬时时作用与物体运动动的关系时时，优选优选 运动动学公式和牛顿顿第二定律．(2)动动能定理反映了力对对空间间的累积积效应应，对对于不涉及物体运动过动过 程中的加速度和时间时间 ，优选动优选动 能定理．(3)如果物体只有重力和弹弹簧弹弹力做功而又不涉及物体运动动过过程中的加速度和时间时间 ，此类问题优选类问题优选 用机械能守恒定律求解．解题技法3 力学规律优选法考点解读典例剖析高考高分技巧专题专练(4)在涉及相对对滑动问题时则优动问题时则优 先考虑虑能量守恒定律，即系统统的动动能转转化为为系统统的内能．(5)在涉及摩擦力、电场电场 力、磁场场力(安培力)做功时优时优 先考虑虑能量守恒定律．传传送带带模型是高中物理中比较较成熟的模型，一般设问设问 的角度有两个：(1)动力学角度：如求物体在传传送带带上运动动的时间时间 、物体在传传送带带上能达到的速度、物体相对传对传 送带带滑过过的位移，依据牛顿顿第二定律结结合运动动学规规律求解．2．“传送带”模型中的解题方法考点解读典例剖析高考高分技巧专题专练(2)能量的角度：求传传送带对带对 物体所做的功、物体和传传送带带由于相对对滑动动而产产生的热热量、因放上物体而使电动电动 机多消耗的电电能等，常依据功能关系或能量守恒定律求解．若利用公式Q＝Ffl相对对求摩擦热热，式中l相对对为为两接触物体间间的相对对位移，若物体在传传送带带上往复运动时动时 ，则则l相对对为为总总的相对对路程．考点解读典例剖析高考高分技巧专题专练(2013·常州模拟)如图图4－4－5所示，一质质量为为m＝2 kg的滑块块从半径为为R＝0.2 m的光滑四分之一圆圆弧轨轨道的顶顶端A处处由静止滑下，A点和圆圆弧对应对应 的圆圆心O点等高，圆圆弧的底典例图图4-4-5端B与水平传传送带带平滑相接．已知传传送带带匀速运行速度为为v0＝4 m/s，B点到传传送带带右端C点的距离为为L＝2 m．当滑块块滑到传传送带带的右端C点时时，其速度恰好与传传送带带的速度相同．(g＝10 m/s2)求：(1)滑块块到达底端B时对轨时对轨 道的压压力；(2)滑块块与传传送带间带间 的动动摩擦因数μ；(3)此过过程中，由于滑块块与传传送带带之间间的摩擦而产产生的热热量Q.考点解读典例剖析高考高分技巧专题专练考点解读典例剖析高考高分技巧专题专练答案 (1)60 N 方向竖竖直向下 (2)0.3 (3)4 J考点解读典例剖析高考高分技巧专题专练【应用】 如图图4－4－6所示，绷紧绷紧 的传传送带带与水平面的夹夹角θ＝30°，皮带带在电动电动 机的带带动动下，始终终保持v0＝2 m/s的速率运行，现现把一质质量为为m＝10 kg的工件(可看做质质点)轻轻图图4-4-6轻轻放在皮带带的底端，经过时间经过时间 1.9 s，工件被传传送到h＝1.5 m的高处处，取g＝10 m/s2，求：(1)工件与传传送带间带间 的动动摩擦因数；(2)电动电动 机由于传传送工件多消耗的电电能．考点解读典例剖析高考高分技巧专题专练考点解读典例剖析高考高分技巧专题专练考点解读典例剖析高考高分技巧专题专练一、对功能关系的理解1．(单选单选 )(2013·天门模拟)如图图4－4－7所示，质质量为为m的跳高运动员动员 先后用背越式和跨越式两种跳高方式跳过过某一高度，该该高度比他起跳时时的重心高出h，则则他从起跳后至越过过横杆的过过程中克服重力所做的功 ( )．图图4-4-7考点解读典例剖析高考高分技巧专题专练A．都必须须大于mghB．都不一定大于mghC．用背越式不一定大于mgh，用跨越式必须须大于mghD．用背越式必须须大于mgh，用跨越式不一定大于mgh解析 采用背越式跳高方式时时，运动员动员 的重心升高的高度可以低于横杆，而采用跨越式跳高方式时时，运动员动员 的重心升高的高度一定高于横杆，故用背越式时时克服重力做的功不一定大于mgh，而采用跨越式时时克服重力做的功一定大于mgh，C正确．答案 C考点解读典例剖析高考高分技巧专题专练2．(多选选)(2012·海南卷，7)下列关于功和机械能的说说法，正确的是 ( )．A．在有阻力作用的情况下，物体重力势势能的减少不等于重力对对物体所做的功B．合力对对物体所做的功等于物体动动能的改变变量C．物体的重力势势能是物体与地球之间间的相互作用能，其大小与势势能零点的选选取有关D．运动动物体动动能的减少量一定等于其重力势势能的增加量解析 物体重力势势能的减少始终终等于重力对对物体所做的功，A项错误项错误 ；运动动物体动动能的减少量等于合外力对对物体做的功，D项错误项错误 ．答案 BC考点解读典例剖析高考高分技巧专题专练二、功能关系、能量转化与守恒定律的应用3．(单选单选 )(2013·北京东城二模)如图图4－4－8所示，在轻弹轻弹 簧的下端悬悬挂一个质质量为为m的小球A，若将小球A从弹弹簧原长长位置由静止释释放，小球A能够够下降的最大高度为为h.若将小球A换为质换为质 量为为2m的小球B，仍从弹弹簧原长长位置由静止释释放，则则小球B下降h时时的速度为为(重力加速度为为g，不计计空气阻力) ( )． 图图4-4-8考点解读典例剖析高考高分技巧专题专练答案 B考点解读典例剖析高考高分技巧专题专练4．(多选选)如图图4－4－9所示，质质量为为M，长长度为为L的小车车静止在光滑的水平面上，质质量为为m的小物块块，放在小车车的最左端，现现用一水平力F图图4-4-9作用在小物块块上，小物块块与小车。