《2020版物理新增分大一轮江苏专用版课件：第五章 机械能 第4讲 》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020版物理新增分大一轮江苏专用版课件：第五章 机械能 第4讲 （63页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,大一轮复习讲义,第五章 机械能,第4讲 功能关系 能量守恒定律,NEIRONGSUOYIN,内容索引,过好双基关,研透命题点,随堂测试,回扣基础知识 训练基础题目,细研考纲和真题 分析突破命题点,随堂检测 检测课堂学习效果,课时作业,限时训练 练规范 练速度,过好双基关,一、几种常见的功能关系及其表达式,减少,增加,Ep1Ep2,减少,增加,0,不变化,增加,变化,减少,减少,增加,增加,Ffx相对,自测1 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5 m时速度达到4 m/s，则此过程中(g取10 m/s2，不计空气阻力) A.升降机对物体做功5 800 J
2、 B.合外力对物体做功5 800 J C.物体的重力势能增加500 J D.物体的机械能增加800 J,二、能量守恒定律,1.内容 能量既不会凭空 ，也不会凭空消失，它只能从一种形式 为另一种形式，或者从一个物体 到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量 . 2.表达式 E减 .,转移,转化,产生,保持不变,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 如图1所示，一质量均匀的不可伸长的绳索重为G，A、B两端固定在天花板上，现在最低点C施加一竖直
3、向下的力将绳索缓慢拉到D点，在此过程绳索AB的重心位置将 A.逐渐升高 B.逐渐降低 C.先降低后升高 D.始终不变,图1,解析 由题意知外力对绳索做正功，故机械能增加，重心升高，故选A.,研透命题点,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
4、物体间转移，另外一部分转化为内能.,命题点一 摩擦力做功与能量转化,(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程. 从功的角度看，一对滑动摩擦力对系统做的总功的绝对值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1 (多选)如图2所示，一水平传送带以速度v匀速运动，将质量为m的小工件轻轻放到水平传送带上，工件在传送带上滑动一段时间后与传送带保持相对静止，在上述过程中 A.工件对传送带做功为 mv2 B.传送带与工件间摩擦产生热量为 mv2 C.传送带因为传送工件需要多做的功为mv2 D.传送带对工件做的功为 mv2,图2,
5、变式1 如图3甲所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量为m2 kg的另一物体B(可看成质点)以水平速度v02 m/s滑上原来静止的长木板A的上表面.由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示，则下列说法正确的是(g取10 m/s2) A.木板获得的动能为2 J B.系统损失的机械能为4 J C.木板A的最小长度为2 m D.A、B间的动摩擦因数为0.1,图3,解析 由题图乙可知，第1 s内A、B的加速度大小都为1 m/s2，根据牛顿第二定律知二者质量相等，木板获得的动能为1 J，选项A错误；,由vt图象可求出二者相对位移大小为1 m，选项C错误； 分析B的受力，根据牛顿第二定
6、律，可求出0.1，选项D正确.,1.只涉及动能的变化用动能定理分析. 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力做功与机械能变化的关系分析.,命题点二 功能关系的理解与应用,例2 (2018无锡市期中)如图4所示，楔形木块固定在水平面上，斜面AB、BC与水平面的夹角分别为53、37.质量分别为2m、m的两滑块P、Q通过不可伸长的轻绳跨过轻质定滑轮连接，轻绳与斜面平行.已知滑块P与AB间的动摩擦因数为 ，其他摩擦不计，在两滑块运动的过程中 A.Q动能的增加量等于轻绳对Q做的功 B.Q机械能的增加量等于P机械能的减少量 C.
7、P机械能的减少量等于系统摩擦产生的热量 D.P克服绳子拉力做的功等于绳子拉力对Q做的功,图4,解析 在两滑块运动的过程中，Q沿斜面上升，轻绳的拉力和重力都对Q做功，由动能定理知Q动能的增加量等于轻绳对Q做的功与重力做功的代数和，故A错误. 由于P下滑过程中要产生内能，所以Q机械能的增加量与系统摩擦产生的内能之和等于P机械能的减少量，故B错误. 根据能量守恒定律知，P机械能的减少量等于系统摩擦产生的热量与Q机械能的增加量之和，故C错误. 由题图可知，P与Q位移的大小是相等的，绳子对P与对Q的拉力大小也相等，所以P克服绳子拉力做的功等于绳子拉力对Q做的功，故D正确.,变式2 (多选)如图5所示，质
8、量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30的固定斜面，其减速运动的加速度为 g，此物体在斜面上能够上升的最大高度为h，则在这个过程中物体 A.重力势能增加了mgh,图5,C.动能损失了mgh,1.两点理解 (1)某种形式的能量减少，一定有另外形式的能量增加，且减少量和增加量相等，即E减E增. (2)某个物体的能量减少，一定有别的物体的能量增加，且减少量和增加量相等，即EA减EB增. 2.解题思路 (1)当涉及滑动摩擦力做功，机械能不守恒时，一般应用能的转化和守恒定律. (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
9、E减和增加的能量总和E增，最后由E减E增列式求解.,命题点三 能量守恒定律的应用,例3 (2018徐州市期中)如图6所示，水平轻质弹簧一端固定在墙壁上的O点，另一端自由伸长到A点，OA之间的水平面光滑.固定曲面在B处与水平面平滑连接.AB之间的距离s1 m.质量m0.2 kg的小物块开始时静置于水平面上的B点，物块与AB水平面间的动摩擦因数0.4.现给物块一个水平向左v05 m/s的初速度，重力加速度g取10 m/s2. (1)求弹簧被压缩到最短时所具有的弹性势能Ep；,答案 1.7 J,解析 物块从B向左经过A到将弹簧压到最短的过程，根据功能关系，有：,图6,(2)求物块返回B点时的速度大小
10、；,答案 3 m/s,解析 物块从B向左开始到向右返回B的过程，根据动能定理，有：,(3)若物块能冲上曲面的最大高度h0.2 m，求物块沿曲面上滑过程所产生的热量.,答案 0.5 J,解析 对物块从向右经过B到最高点过程，根据能量守恒定律，有：,代入数据解得：Q0.5 J.,变式3 (2018扬州市一模)如图7所示，在某电视台举办的冲关游戏中，AB是处于竖直平面内的光滑圆弧轨道.半径R1.6 m，BC是长度为L13 m的水平传送带，CD是长度为L23.6 m的水平粗糙轨道，AB、CD轨道与传送带平滑连接，参赛者抱紧滑板从A处由静止下滑.参赛者和滑板可视为质点，参赛者质量m60 kg，滑板质量可
11、忽略，已知滑板与传送带、水平轨道的动摩擦因数分别为10.4、20.5，g取10 m/s2，求： (1)参赛者运动到圆弧轨道B处对 轨道的压力大小；,图7,答案 1 200 N,代入数据得：vB4 m/s 在B点，对参赛者，由牛顿第二定律得：,代入数据得：FN1 200 N 由牛顿第三定律知参赛者运动到圆弧轨道B处对轨道的压力大小为：FNFN1 200 N,(2)若参赛者恰好能运动至D点，求传送带运转速率及方向；,答案 6 m/s 顺时针转动,解析 参赛者由C到D的过程，由动能定理得：,所以传送带运转方向为顺时针方向. 假设参赛者在传送带上一直加速，设到达C点的速度为v，,故假设不成立，参赛者在
12、传送带上先匀加速到6 m/s，再做匀速运动，所以传送带速率为6 m/s.,(3)在第(2)问中，传送带由于传送参赛者多消耗的电能.,答案 720 J,解析 参赛者在传送带上做匀加速运动的时间为：,此过程中参赛者与传送带间的相对位移大小为：,代入数据解得E720 J.,随堂测试,1.(2018泰州中学期中)如图8，跳伞员跳伞后最初一段时间降落伞并不张开，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，降落伞张开，跳伞员做减速运动，速度降至一定值后便不再降低，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 A.降落伞张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
13、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,1,2,3,4,图8,2.(2018扬州中学月考)如图9所示，图甲为水平传送带，图乙为倾斜传送带，两者长度相同，均沿顺时针方向转动，转动速度大小相等，将两个完全相同的物块分别轻放在图甲、乙传送带上的A端，两物块均由静止开始做匀加速运动，到B端时均恰好与传送带速度相同，则下列说法正确的是 C.图甲、乙中传送带对物块做的功都等于物块动能的增加量 D.图甲、乙中传送带对物块做的功都等于物块机械能的增加量,1,2,3,4,图9,A.图甲中物块运动时间小于图乙中物块 运
14、动时间 B.图甲、乙中传送带和物块间因摩擦产 生的热量相等,间t相等，故A错误； 物块与传送带间的相对位移xvtLL，可知相对位移大小相等，由a ，知加速度大小相等.根据牛顿第二定律得：题图甲中有Ff1ma，题图乙中有Ff2mgsin ma，可得Ff1Ff2，摩擦生热QFfx，所以题图乙中传送带和物块间因摩擦产生的热量较大，故B错误； 题图甲中只有摩擦力对物块做功，由动能定理知，传送带对物块做的功等于物块动能的增加量.题图乙中传送带、重力都对物块做功，且重力做负功，由动能定理知，题图乙中传送带对物块做的功大于物块动能的增加量，故C错误； 根据功能关系可知，题图甲、乙中传送带对物块做的功都等于物
15、块机械能的增加量，故D正确.,1,2,3,4,3.(2018盐城中学4月检测)如图10所示，水平面上质量相等的两木块A、B用一竖直轻弹簧相连，整个系统处于静止状态，t0时刻起用一竖直向上的拉力拉动木块，使A向上做匀加速直线运动，t1时刻弹簧恰好恢复原长，t2时刻木块B恰好要离开水平面.以下说法正确的是 A.在0t2时间内，拉力F与时间t成正比 B.在0t2时间内，拉力F与A位移成正比 C.在0t2时间内，拉力F做的功等于A的机械能增量 D.在0t1时间内，拉力F做的功等于A的动能增量,1,2,3,4,图10,4.(多选)(2017如皋市调研)如图11所示，足够长的传送带与水平方向的夹角为，物块
16、a通过平行于传送带的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连，b的质量为m.开始时，a、b及传送带均静止，且a不受传送带摩擦力作用，现让传送带逆时针匀速转动，则在b上升h高度(未与滑轮相碰)过程中 A.物块a的重力势能减少mgh B.摩擦力对a做的功等于a机械能的增量 C.摩擦力对a做的功等于物块a、b动能增量之和 D.任意时刻，重力对a、b做功的瞬时功率大小相等,图11,1,2,3,4,根据能量守恒定律得，摩擦力对a做的功等于a、b系统机械能的增量，因为系统重力势能不变，所以摩擦力对a做的功等于系统动能的增量，故B错误，C正确； 任意时刻a、b的速率相等，对b，克服重力做功的瞬时功率Pbmgv，对a有：Pamagvsin mgv，所以重力对a、b做功的瞬时功率大小相等，故D正确.,1,2,3,4,
