《浙江鸭高考物理大一轮复习第五章机械能守恒定律第4讲功能关系能量守恒定律学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浙江鸭高考物理大一轮复习第五章机械能守恒定律第4讲功能关系能量守恒定律学案（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第4讲功能关系能量守恒定律考试标准知识内容考试要求说明能量守恒定律与能源d不要求用能量守恒定律进行较复杂的计算.一、功能关系1功是能量转化的量度，功和能的关系一是体现在不同的力做功，对应不同形式的能转化，具有一一对应关系，二是做功的多少与能量转化的多少在数值上相等2做功对应变化的能量形式(1)合外力的功影响物体动能的变化(2)重力的功影响物体重力势能的变化(3)弹簧弹力的功影响弹性势能的变化(4)除重力或系统内弹力以外的力做功影响物体机械能的变化(5)滑动摩擦力的功影响系统内能的变化(6)电场力的功影响电势能的变化自测1自然现象中蕴藏着许多物理知识，如图1所示为一个盛水袋，某人从侧面缓慢推袋壁
2、使它变形，则水的势能()图1A增大B变小C不变D不能确定答案A二、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2(多选)关于能量守恒定律，下列说法中正确的是()A能量能从一种形式转化为另一种形式，但不能从一个物体转移到另一个物体B能量的形式多种多样，它们之间可以相互转化C一个物体能量增加了，必然
3、伴随着别的物体能量减少D能量守恒定律证明了能量既不会创生也不会消失答案BCD自测3下列说法正确的是()A随着科技的发展，第一类永动机是可以制成的B太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了C“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量守恒定律，因而是不可能的D有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生答案C命题点一功能关系的理解和应用1牢记三条功能关系(1)重力做的功等于重力势能的减少量，弹力做的功等于弹性势能的减少量；(2)合外力做的功等于动能的变化；(3)除重力、弹力外，其他力做的功等于机械能的变化2功能关系的选用
4、原则在应用功能关系解决具体问题的过程中(1)若只涉及动能的变化则用动能定理分析(2)若只涉及重力势能的变化则用重力做功与重力势能变化的关系分析(3)若只涉及机械能变化则用除重力和弹力之外的力做功与机械能变化的关系分析例1质量为2kg的物体以10m/s的初速度，从起点A出发竖直向上抛出，在物体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(取g10 m/s2)()A40JB60JC80JD100J答案B解析物体抛出时的总动能为100 J，在物体上升到某一点时，物体的动能损失了50 J，机械能损失了10
5、J，则动能损失100 J时，机械能损失20 J，此时物体速度为0，物体到达最高点，返回时，机械能还会损失20 J，故物体从抛出到落回到A点，共损失机械能40 J，则物体再落回到A点时的动能为60 J，A、C、D错误，B正确变式1第17届亚运会于2014年9月19日10月4日在韩国仁川举行，我国运动员薛长锐、李玲以5.55m和4.35m分别夺得男、女撑杆跳金牌如果把撑杆跳全过程分成四个阶段：ab、bc、cd、de，如图2所示，不计空气阻力，则对这四个阶段的描述不正确的是()图2Aab阶段：加速助跑，人和杆的总机械能增加Bbc阶段：杆弯曲、人上升，系统动能减少，重力势能和弹性势能增加Ccd阶段：杆
6、伸直、人上升，人的动能减少量等于重力势能增加量Dde阶段：人过横杆后下落，重力所做的功等于人动能的增加量答案C解析ab阶段：加速过程中，人和杆的动能增加，重力势能不变，人和杆的机械能增加，所以A正确；bc阶段：人上升过程中，人和杆的动能减少，重力势能和杆的弹性势能均增加，所以B正确；cd阶段：杆在恢复原长的过程中，人的动能和杆的弹性势能的减少量之和等于重力势能的增加量，所以C错误；de阶段：只有重力做功，重力所做的功等于人动能的增加量，所以D正确变式2升降机底板上放一质量为100 kg的物体，物体随升降机由静止开始竖直向上移动5m时速度达到4 m/s，则此过程中(g取10m/s2)()A升降机
7、对物体做功5800JB合外力对物体做功5800JC物体的重力势能增加500JD物体的机械能增加800J答案A解析根据动能定理得W升mghmv2，可解得W升5800J，A正确；合外力做的功为mv210042J800J，B错误；物体重力势能增加mgh100105J5000J，C错误；物体机械能增加EFhW升5800J，D错误变式3质量为m的物体，由静止开始下落，由于空气阻力，下落的加速度为g，在物体下落h的过程中，下列说法不正确的是()A物体动能增加了mghB物体的重力势能减少了mghC物体克服阻力所做的功为mghD物体的机械能减少了mgh答案D解析根据牛顿第二定律可得合力Fmamg，合力方向向下
8、，位移方向向下，合力做正功，大小为WFhmgh，根据动能定理可得物体的动能增量为mgh，A正确；物体下落h高度，重力做功mgh，则重力势能减少mgh，B正确；物体下落过程中FmgFfmg，受到的阻力为Ffmg，物体克服阻力所做的功为mgh，机械能减少量等于阻力所做的功，故机械能减少了mgh，故C正确，D错误命题点二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
9、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：QFfx相对其中x相对为相互摩擦的两个物体间的相对路径长度从功的角度看，一对滑动摩擦力对系统做的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2如图3所示，质量为M、长度为L的小车静止在光滑的水平面上，质量为m的小物块，放在小车的最左端，现用一水平力F作用在小物块上，小物块与小车间的摩擦力为Ff，经过一段时间小车运动的位移为x，小物块刚好滑到小车的右端，则下列说法中正确的是()图3A此时物块的动能为F
10、(xL)B此时小车的动能为Ff(xL)C这一过程中，物块和小车增加的机械能为FxFfLD这一过程中，因摩擦而产生的热量为FfL答案D解析对小车由动能定理知WFfxEk，故EkFfx，B错误；对小物块由动能定理得F(Lx)Ff(Lx)Ek，A错误；物块和小车增加的机械能EEkEkF(Lx)FfL，C错误；摩擦产生的热量QFfL，D正确变式4(多选)如图4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Ff，则下列叙述中正确的是()图4A摩擦力对刀做负功，大小为FfxB摩擦力对刀做正功，大小为FfxC摩擦力对磨刀石做正功，大小
11、为FfxD摩擦力对磨刀石不做功答案AD命题点三能量守恒定律的理解和应用1当涉及滑动摩擦力做功，机械能不守恒时，一般应用能量转化和守恒定律2解题时，首先确定初末状态，然后分析状态变化过程中哪种形式的能量减少，哪种形式的能量增加，求出减少的能量总和E减和增加的能量总和E增，最后由E减E增列式求解例3如图5所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相切，半圆形导轨的半径为R.一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧，当它经过B点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍，之后向上运动恰能到达最高点C.不计空气阻力，重力加速度为g，试求：图5(1
12、)物体在A点时弹簧的弹性势能；(2)物体从B点运动至C点的过程中产生的内能答案(1)mgR(2)mgR解析(1)设物体在B点的速度为vB，所受弹力为FNB，由牛顿第二定律得：FNBmgm由牛顿第三定律FNB8mgFNB由能量守恒定律可知物体在A点时弹簧的弹性势能EpmvB2mgR(2)设物体在C点的速度为vC，由题意可知mgm物体由B点运动到C点的过程中，由能量守恒定律得QmvB2(mvC22mgR)解得QmgR.变式5质量为m的物体以初速度v0沿水平面向左开始运动，起始点A与一轻弹簧O端相距s，如图6所示已知物体与水平面间的动摩擦因数为，物体与弹簧相碰后，弹簧的最大压缩量为x，则从开始碰撞到
13、弹簧被压缩至最短，物体克服弹簧弹力所做的功为()图6A.mv02mg(sx)B.mv02mgxCmgsDmg(sx)答案A解析根据功的定义式可知物体克服摩擦力做功为Wfmg(sx)，由能量守恒定律可得mv02W弹Wf，W弹mv02mg(sx)，故选项A正确变式6如图7所示，一个质量为m的铁块(可视为质点)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7A.mgRBmgRC.mgRD.mgR答案D解析在半圆底部，由牛顿第二定律有FNmgm，由牛顿第三定律有FNFN1.5mg，则此时铁块的动能Ekmv2mgR由能量守恒知
14、EmgREkmgR.1.如图1，跳伞员跳伞后最初一段时间降落伞并不打开，跳伞员在重力和空气阻力作用下做加速运动，下落一定高度后，降落伞打开，跳伞员做减速运动，速度减小至一定值后便不再减小，跳伞员以这一速度匀速下降在跳伞过程中，下列说法中正确的是()图1A降落伞打开后到落地的过程中，跳伞员始终处于超重状态B跳伞员在整个下落过程中机械能一直减小C跳伞员在整个下落过程中机械能先增大后减小D如果在下落过程中，受到水平吹来的风，跳伞员将做平抛运动答案B2.(多选)游乐场的一种滑梯，它是由很小一段弧形轨道将倾斜直轨道和水平轨道连接组成的，如图2所示一位小朋友从斜轨道顶端由静止开始自由下滑，经过很小一段弧形轨道滑到水平轨道上，继续滑动一段距离后停下则小朋友()图2A沿倾斜轨道下滑过程中机械能一定增加B沿弧形轨道滑动过程中对轨道做了负功C沿水平轨道滑动过程中，摩擦力对小朋友做了负功D在整个滑动过程中，重力做功和小朋友克服摩擦力做的功相等答案CD解析沿倾斜轨道下滑过程中，摩擦力做负功，小朋友的机械能减小，转化为内能，故A错误沿弧形轨道滑动过程中，轨道位移
