《（金版学案）2016年高考物理一轮复习（课件+习题+章未整合）第五章 功能关系和机械能 第4课 功能关系 能量转化和守恒定律》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（金版学案）2016年高考物理一轮复习（课件+习题+章未整合）第五章 功能关系和机械能 第4课 功能关系 能量转化和守恒定律（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高考总复习物理 第二单元 能量守恒定律 第 4课 功能关系 能量转化和守恒定律 高考展望 高考展望 题型探究 栏目链接 是能量转化的量度 ， 并能用于处理问题 在物理综合题中应用广泛 题型探究 高考展望 题型探究 栏目链接 提醒探究 题型 1 功能关系的理解和应用 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 提醒探究 (4)除了重力和弹簧弹力之外的其他力所做的总功 ， 等于物体机械能的改变 ， 即 E.(功能原理 ) (5)电场力做功等于电荷电势能的减少 ， 即
2、提醒探究 【例 】 质量为 m 的物体从静止开始以h ，对该过程下列说法中正确的是 ( ) A 物体的机械能增加12m g h B 物体的机械能减少32m g h C 重力对物体做功 m g h D 物体的动能增加12m g h 提醒探究 解析： 由题意可知 ， 物体受到向上的拉力 F ， 由 F 求出 F 32 竖直上升 h 过程拉力做功 W 32m g h ， 则机械能增加32m g h ， A 、 B 两项错 ， 此过程中重力做负功 m g h ， C 项错 ， 由动能定理 m g h 得 2m g h ， D 项对 答案： D 提醒探究 方法点窍 分析功和能量变化的问题时应注意的问题：
3、 (1)合外力 (包括重力 )做功等于物体动能的改变量 (2)与势能有关的力 (重力 、 弹簧的弹力 、 电场力 )做的功等于势能的改变量 提醒探究 变式训练 1 一物块放在如图所示的斜面上 ， 用力 物块沿斜面运动了一段距离 ， 若已知在此过程中 ， 拉力 ， 斜面对物块的作用力所做的功为 B， 重力做的功为 C，空气阻力做的功为 D， 其中 A、 B、 C、 00 J、30 J、 100 J、 20 J， 则 (1)物块动能的增量为多少 ？ (2)物块机械能的增量为多少 ？ 提醒探究 解析： ( 1 ) 在物块下滑过程中 ， 拉力 F 做正功 ， 斜面对物块有摩擦力 ， 做负功 ， 重力做
4、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 W 合 A B C D 100 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 的增量 ， 则 E 机 A B D 100 J ( 30 J ) ( 20 J ) 50 J . 答案： ( 1 ) 150 J ( 2 ) 50 J 提醒探究 题型 2 能量守恒定律的应用 对定律的理解 (1)某种形式的能量减少 ， 一定存在另外形式能量的增加 ，且减少量和增加量相等 (2)某个物体能量的减少 ， 一定存在别的物体的能
5、量增加 ，且减少量和增加量相等 提醒探究 【例 】 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时无机械能损失 ， 为使 A 制动 ， 将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线 另一端恰位于坡道的底端 O 点 已知在 ， 物块 ， 其余各处的摩擦不计 ， 重力加速度为 g ， 求： 提醒探究 ( 1 ) 物块滑到 O 点时的速度大小； ( 2 ) 弹簧最大压缩量为 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？ 解析： ( 1 ) 由
6、机械能守恒定律得： m g h 12 解得： v 2 ( 2 ) 在水平滑道上物块 A 克服摩擦力所做的功为： W m g d ， 提醒探究 由能量守恒定律得：12m g d ， 以上各式联立得： m g h m g d. ( 3 ) 物块 A 被弹回的过程中 ， 克服摩擦力所做的功仍为 W m g d. 由能量守恒定律得： m g d m g h . 求得物体 A 能够上升的最大高度： h h 2 d . 答案： ( 1 ) 2( 2 ) m g h m g d ( 3 ) h 2 d 提醒探究 方法点窍 应用能量守恒定律解题的步骤： (1)分清有多少形式的能 如动能 、 势能 (包括重力势
7、能 、 弹性势能 、 电势能 )、 内能等 在变化 (2)明确哪种形式的能量增加 ， 哪种形式的能量减少 ， 并且列出减少的能量 增加的能量 表达式 (3)列出能量守恒关系式： 提醒探究 变式训练 2 如图所示 ， 一个小孩从粗糙的滑梯上加速滑下 ， 对于其机械能的变化情况 ， 下列判断正确的是 (B) A 重力势能减小 ， 动能不变 ， 机械能减小 B 重力势能减小 ， 动能增加 ， 机械能减小 C 重力势能减小 ， 动能增加 ， 机械能增加 D 重力势能减小 ， 动能增加 ， 机械能不变 提醒探究 解析： 下滑时高度降低 ， 则重力势能减小 ， 加速运动 ， 动能增加 ，摩擦力做负功 ，
8、机械能减小 ， B 对 ， A 、 C 、 D 错 提醒探究 题型 3 传送带问题分析 1 摩擦力做功的特点 (1)静摩擦做功的特点 静摩擦力对物体可以做正功 ， 可以做负功 ， 还可以不做功 一对静摩擦力所做的功的代数总和一般等于零 (特殊：爬杆类例外 ) 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 (静摩擦力做功起着传递机械能的作用 )， 而没有机械能转化为其他形式的能量 ， 也不产生热 提醒探究 (2)滑动摩擦力做功的特点 滑动摩擦力对物体可以做正功 ， 可以做负功 ， 还可以不做功 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多少与路径有
9、关 ， 其值是负值 ， 等于摩擦力与相对路程的乘积 ， 即 负号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 摩擦生热 ) 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另一个物体；二是部分机械能转化为内能 提醒探究 2 物体在传送带上运动 求解物体在传送带上运动的问题 ， 首先对物体进行受力分析 ，根据牛顿第二定律求解物体运动的加速度 ， 以地面为参考系 ，运用运动公式正确分析物体的运动过程 应特别关注物体与传送带是否达到共同速度这一转折点 ， 这是摩擦力突变的临界条件 要区分物体的位移和物体相
10、对传送带的位移 ， 再利用 Q滑动摩擦产生的热量 ， 利用功能关系求解有关问题 提醒探究 【 例 】 如图所示，倾角为 30 的光滑斜面的下端有一水平传送带，传送带正以 6 m/动方向如图所示一个质量为 2 物体可以视为质点 )，从 h 3.2 体经过 管是从斜面到传送带还是从传送带到斜面，都不计其动能损失物体与传送带间的动摩擦因数为 体向左最多能滑到传送带左右两端 A、 力加速度 0 m/： 提醒探究 (1)物体由静止沿斜面下滑到斜面末端需要多长时间 ？ (2)传送带左右两端 A、 (3)物体与传送带组成的系统在完成一次来回滑行过程中产生的摩擦热为多少 ？ 提醒探究 解析： ( 1 ) 物体
11、在斜面上由牛顿第二定律得： mg 12可得 t 1 . 6 s . ( 2 ) 由能的转化和守恒得： m g h m l 1 2 m . 提醒探究 ( 3 ) 物 体滑上传送带时的速度 v 8 m / s ， 传速带的速度为 6 m / s ， 物体向左匀减速的总时间 t11 . 6 s ， 向右匀加速到与传送带同速的总时间 t2g 1 . 2 s ， 总的相对位移 l 相对 1 9 m . 故产生的总热量为 Q m g l 相对 196 J . 答案： ( 1 ) 1 . 6 s ( 2 ) 1 2 m ( 3 ) 196 J 提醒探究 方法点窍 求解物体在传送带上运动的问题 ， 首先要正确
12、分析物体的运动过程 ， 做好受力情况分析 ， 然后利用运动学公式结合牛顿第二定律 ， 求物体及传送带在相应时间内的位移 ，找出物体和传送带之间的位移关系 再利用 Q 摩擦热 ， 利用功能关系求功 提醒探究 变式训练 3 如图所示 ， 质量为 m 的物体在水平传送带上由静止释放 ， 传送带由电动机带动 ， 始终保持以速度 v 匀速运动 ， 物体与传送带间的动摩擦因数为 ，物体最后能与传送带保持相对静止对于物体从开始释放到与传送带相对静止这一过程 ， 下列说法正确的是 ( D ) A 电动机多做的功为12 摩擦力对物体做的功为 传送带克服摩擦力做的功为12 电动机增加的功率为 m g v 提醒探究 解析： 由能量守恒 ， 电动机多做的功等于物体获得的动能和由于摩擦而产生的热量 ， 故 A 错；对物体受力分析知 ， 仅有摩擦力对物体做功 ， 由动能定理知 ， B 错；传送带克服摩擦力做的功等于物体对传送带的摩擦力的大小与传送带对地位移的大小的乘积 ， 而易知这个位移是木块对地位移的两倍 ， 即 W 故 C 错；由功率公式易知电动机增加的功率为 m g v ， 故 D 对
