《高考物理大一轮复习第五章第4讲功能关系能量守恒定律讲义（含解析）教科版.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理大一轮复习第五章第4讲功能关系能量守恒定律讲义（含解析）教科版.doc（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一、几种常见的功能关系及其表达式力做功能的变化定量关系合力的功动能变化WEk2Ek1Ek重力的功重力势能变化(1)重力做正功，重力势能减少(2)重力做负功，重力势能增加(3)WGEpEp1Ep2弹簧弹力的功弹性势能变化(1)弹力做正功，弹性势能减少(2)弹力做负功，弹性势能增加(3)W弹EpEp1Ep2只有重力、弹簧弹力做功机械能不变化机械能守恒，E0除重力和弹簧弹力之外的其他力做的功机械能变化(1)其他力做多少正功，物体的机械能就增加多少(2)其他力做多少负功，物体的机械能就减少多少(3)W其他E一对相互作用的滑动摩擦力的总功机械能减少内能增加(1)作用于系统的一对滑动摩擦力一定做负功，系统
2、内能增加(2)摩擦生热Qfx相对自测1(多选)(2018江西省赣州市十四县市期中)一个质量为m的物体以a2g的加速度竖直向下运动，则在此物体下降h高度的过程中，物体的()A重力势能减少了2mghB动能增加了2mghC机械能保持不变D机械能增加了mgh答案BD解析下降h高度，则重力做正功mgh，所以重力势能减小mgh，A错误；根据动能定理可得F合hEk，又F合ma2mg，故Ek2mgh，B正确；重力势能减小mgh，而动能增大2mgh，所以机械能增加mgh，C错误，D正确二、两种摩擦力做功特点的比较类型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只有机械能从一个物体转移到另一个物体，而没有机
3、械能转化为其他形式的能(1)将部分机械能从一个物体转移到另一个物体(2)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的总功方面一对静摩擦力所做功的代数和总等于零一对滑动摩擦力做功的代数和总是负值相同点正功、负功、不做功方面两种摩擦力对物体可以做正功，也可以做负功，还可以不做功自测2如图1所示，一个质量为m的铁块沿半径为R的固定半圆轨道上边缘由静止滑下，到半圆底部时，轨道所受压力为铁块重力的1.5倍，则此过程中铁块损失的机械能为()图1A.mgRBmgRC.mgRD.mgR答案D三、能量守恒定律1内容能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者
4、从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变2表达式E减E增3基本思路(1)某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加，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自测3(多选)如图2所示为生活中磨刀的示意图，磨刀石静止不动，刀在手的推动下从右向左匀速运动，发生的位移为x，设刀与磨刀石之间的摩擦力大小为f，则下列叙述中正确的是()图2A摩擦力对刀做负功，大小为fxB摩擦力对刀做正功，大小为fxC摩擦力对磨刀石做正功，大小为fxD摩擦力对磨刀石不做功答案AD命题点一功能关系的理解1只涉及动能的变化用动能定理分析
5、2只涉及重力势能的变化，用重力做功与重力势能变化的关系分析3只涉及机械能的变化，用除重力和弹簧的弹力之外的其他力做功与机械能变化的关系分析例1(2018广东省惠州市第三次调研)质量为2 kg的物体以10 m/s的初速度，从起点A出发竖直向上抛出，在它上升到某一点的过程中，物体的动能损失了50 J，机械能损失了10 J，设物体在上升、下降过程空气阻力大小恒定，则该物体再落回到A点时的动能为(g10 m/s2)()A40JB60JC80JD100J答案B解析物体抛出时的总动能为100J，物体的动能损失了50J时，机械能损失了10J，则动能损失100J时，机械能损失了20J，此时到达最高点，返回时，
6、机械能还会损失20J，故从A点抛出到落回到A点，共损失机械能40J，所以该物体再落回到A点时的动能为60J，A、C、D错误，B正确变式1(多选)(2018四川省攀枝花市第二次统考) 物体由地面以120J的初动能竖直向上抛出，当它从抛出至上升到某一点A的过程中，动能减少40J，机械能减少10J设空气阻力大小不变，以地面为零势能面，则物体()A落回到地面时机械能为70JB到达最高点时机械能为90JC从最高点落回地面的过程中重力做功为60JD从抛出到落回地面的过程中克服阻力做功为60J答案BD解析物体以120J的初动能竖直向上抛出，向上运动的过程中重力和空气阻力都做负功，当上升到某一高度时，动能减少
7、了40J，而机械能损失了10J根据功能关系可知：合力做功为40J，空气阻力做功为10J，对从抛出点到A点的过程，根据功能关系：mghfh40J，fh10J，得fmg；当上升到最高点时，动能为零，动能减小120J，设最大高度为H，则有：mgHfH120J，解得mgH90J，fH30J，即机械能减小30J，在最高点时机械能为120J30J90J，即上升过程机械能共减少了30J；当下落过程中，由于阻力做功不变，所以机械能又损失了30J，故整个过程克服阻力做功为60J，则该物体落回到地面时的机械能为60J，从最高点落回地面的过程中重力做功为mgH90J，故A、C错误，B、D正确.命题点二功能关系的综合
8、应用例2(多选)(2016全国卷21)如图3所示，小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连现将小球从M点由静止释放，它在下降的过程中经过了N点已知在M、N两点处，弹簧对小球的弹力大小相等，且ONMOMN.在小球从M点运动到N点的过程中()图3A弹力对小球先做正功后做负功B有两个时刻小球的加速度等于重力加速度C弹簧长度最短时，弹力对小球做功的功率为零D小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能差答案BCD解析因M和N两点处弹簧对小球的弹力大小相等，且ONMOMN，知小球在M处时弹簧处于压缩状态，在N处时弹簧处于伸长状态，则弹簧的弹力对小球先做负功后做正功再做负功，选项
9、A错误；当弹簧水平时，小球在竖直方向受到的力只有重力，加速度为g；当弹簧处于原长位置时，小球只受重力，加速度为g，则有两个时刻小球的加速度大小等于g，选项B正确；弹簧长度最短时，即弹簧水平，弹力方向与速度方向垂直，弹力对小球做功的功率为零，选项C正确；由动能定理得，WFWGEk，因小球在M和N两点处弹簧对小球的弹力大小相等，弹性势能相等，则由弹力做功特点知WF0，即WGEk，选项D正确变式2(多选)(2018福建省龙岩市上学期期末)如图4所示，轻质弹簧一端固定在水平面上的光滑转轴O上，另一端与套在粗糙固定直杆A处质量为m的小球(可视为质点)相连A点距水平面的高度为h，直杆与水平面的夹角为30，
10、OAOC，B为AC的中点，OB等于弹簧原长小球从A处由静止开始下滑，经过B处的速度为v，并恰能停在C处已知重力加速度为g，则下列说法正确的是()图4A小球通过B点时的加速度为B小球通过AB段与BC段摩擦力做功相等C弹簧具有的最大弹性势能为mv2DA到C过程中，产生的内能为mgh答案BCD解析因在B点时弹簧处于原长，则到达B点时的加速度为agsin30gcos30mgR，则mgRmgRmgR，因此WF2mgR，故C正确变式3(2018四川省第二次“联测促改”)高速公路部分路段旁建有如图6所示的避险车道，车辆可驶入避险若质量为m的货车刹车后以初速度v0经A点冲上避险车道，前进距离l时到B点减速为0
11、，货车所受阻力恒定，A、B两点高度差为h，C为A、B中点，已知重力加速度为g，下列关于该货车从A运动到B的过程说法正确的是()图6A克服阻力做的功为mv02B该过程产生的热量为mv02mghC在AC段克服阻力做的功小于在CB段克服阻力做的功D在AC段的运动时间等于在CB段的运动时间答案B解析根据动能定理有mghfl0mv，克服阻力做的功为Wfflmvmgh，故A错误；克服阻力做的功等于系统产生的内能，则该过程产生的热量为mvmgh，故B正确；阻力做的功与路程成正比，在AC段克服阻力做的功等于在CB段克服阻力做的功，故C错误；从A到B做匀减速运动，AC段的平均速度大于BC段的平均速度，故在AC段
12、的运动时间小于在CB段的运动时间，故D错误命题点三摩擦力做功与能量转化1静摩擦力做功(1)静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功(2)相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零(3)静摩擦力做功时，只有机械能的相互转移，不会转化为内能2滑动摩擦力做功的特点(1)滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功(2)相互间存在滑动摩擦力的系统内，一对滑动摩擦力做功将产生两种可能效果：机械能全部转化为内能；有一部分机械能在相互摩擦的物体间转移，另外一部分转化为内能(3)摩擦生热的计算：Qfx相对其中x相对为相互摩擦的两个物体间的相对路程从功的角度看，一对滑动摩擦力对系统做的总功等于系统内能的增加量；从能量的角度看，其他形式能量的减少量等于系统内能的增加量例4如图7所示，某工厂用传送带向高处运送物体，将一物体轻轻放在传送带底端，
