【导与练】2013届高考物理一轮复习 第5章---第4单元 功能关系、能量转化和守恒定律课件 新人教版

1、一、功能关系一、功能关系1功和能的关系功和能的关系做功的过程就是做功的过程就是 的过程，功是能量转化的的过程，功是能量转化的 2功与能量变化的关系功与能量变化的关系能量转化能量转化量度量度二、能量守恒定律二、能量守恒定律1内容：内容：能量既不会消灭，也能量既不会消灭，也 ，它只会从一种形式，它只会从一种形式 为为其他形式，或者从一个物体其他形式，或者从一个物体 到另一个物体，而在转化和转移的过到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量程中，能量的总量 2表达式：表达式：E减减 不会创生不会创生转化转化转移转移保持不变保持不变E增增1下列哪些过程不遵守能的转化和守恒定律下列哪些过程不遵守能

2、的转化和守恒定律()A自由落体运动自由落体运动B弹丸击中沙袋弹丸击中沙袋C炮弹爆炸炮弹爆炸D单摆在存在空气阻力的情况下摆动，只研究单摆个体单摆在存在空气阻力的情况下摆动，只研究单摆个体解析：解析：能的转化和守恒是自然界最基本的守恒定律之一，一切自然现象都能的转化和守恒是自然界最基本的守恒定律之一，一切自然现象都受它的制约，能量守恒是无条件的，但在我们研究的问题中，往往仅是一个受它的制约，能量守恒是无条件的，但在我们研究的问题中，往往仅是一个小系统，这一系统可能和外界有能量转化，系统内的能量可能不守恒小系统，这一系统可能和外界有能量转化，系统内的能量可能不守恒D选选项研究对象只限定于单摆，其能量

3、要减少，因为它克服阻力做功，机械能转项研究对象只限定于单摆，其能量要减少，因为它克服阻力做功，机械能转化成的内能有一部分为空气所具有化成的内能有一部分为空气所具有答案：答案：D2已知货物的质量为已知货物的质量为m，在某段时间内起重机将货物以，在某段时间内起重机将货物以a的加速度加的加速度加速升高速升高h，则在这段时间内，下列叙述正确的是，则在这段时间内，下列叙述正确的是(重力加速度为重力加速度为g)()A货物的动能一定增加货物的动能一定增加mahmghB货物的机械能一定增加货物的机械能一定增加mahC货物的重力势能一定增加货物的重力势能一定增加mahD货物的机械能一定增加货物的机械能一定增加m

4、ahmgh解析：解析：根据动能定理可知，货物动能的增加量等于货物所受合力做根据动能定理可知，货物动能的增加量等于货物所受合力做的功的功mah，A错误；根据功能关系，货物机械能的增量等于除重力以外错误；根据功能关系，货物机械能的增量等于除重力以外的力做的功而不等于合力做的功，的力做的功而不等于合力做的功，B错误；由功能关系知，重力势能的错误；由功能关系知，重力势能的增量对应货物重力做的负功的绝对值增量对应货物重力做的负功的绝对值mgh，C错误；由功能关系，货物错误；由功能关系，货物机械能的增量为起重机拉力做的功机械能的增量为起重机拉力做的功m(ga)h，D正确正确答案：答案：D3(2012年亳州

5、模拟年亳州模拟)下列说法正确的是下列说法正确的是()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宙空间的能量都消失了C“既要马儿跑，又让马儿不吃草既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，违背了能量转化和守恒定律，因而是不可能的因而是不可能的D有种有种“全自动全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却手表，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能一直走动，说明能量可以凭空产生

6、解析：解析：第一类永动机违背了能量守恒定律，所以不可能制成，第一类永动机违背了能量守恒定律，所以不可能制成，A错错 误；根据能量守恒定律，太阳照射到宇宙空间的能量也不会凭空消失，误；根据能量守恒定律，太阳照射到宇宙空间的能量也不会凭空消失，B错误；要让马儿跑，必须要给马儿吃草，否则就违背能量守恒定律，错误；要让马儿跑，必须要给马儿吃草，否则就违背能量守恒定律，C正确；所谓正确；所谓“全自动全自动”手表内部还是有能量转化装置的，一般有一个手表内部还是有能量转化装置的，一般有一个摆锤，当人戴着手表活动时，摆锤不停地摆动，给游丝弹簧补充能量，摆锤，当人戴着手表活动时，摆锤不停地摆动，给游丝弹簧补充能

7、量，才会维持手表的走动，才会维持手表的走动，D错错答案：答案：C4.如图所示，一质量为如图所示，一质量为m的物块放在水平地面上，现在对物块施加一的物块放在水平地面上，现在对物块施加一个大小为个大小为F的水平恒力，使物块从静止开始向右移动距离的水平恒力，使物块从静止开始向右移动距离x后立即撤去后立即撤去F.物块与水平地面间的动摩擦因数为物块与水平地面间的动摩擦因数为 .求：求：(1)撤去撤去F时，物块的速度大小；时，物块的速度大小；(2)撤去撤去F后，物块还能滑行多远？后，物块还能滑行多远？几种常见的功能关系及摩擦力做功特点几种常见的功能关系及摩擦力做功特点 1几种常见的功能关系表达式几种常见的

8、功能关系表达式(1)合力做功等于物体动能的改变，合力做功等于物体动能的改变，即即W合合Ek2Ek1Ek.(动能定理动能定理)(2)重力做功等于物体重力势能的改变，重力做功等于物体重力势能的改变，即即WGEp1Ep2Ep.(3)弹簧弹力做功等于弹性势能的改变，弹簧弹力做功等于弹性势能的改变，即即W弹弹Ep1Ep2Ep.(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，的改变，即即W其他力其他力E2E1E.(功能原理功能原理)(5)电场力做功等于电势能的改变，电场力做功等于电势能的改变，即即W电电Ep1Ep2Ep.2滑动摩

9、擦力做功的特点滑动摩擦力做功的特点(1)滑动摩擦力对物体可以做正功、负功，还可以不做功滑动摩擦力对物体可以做正功、负功，还可以不做功(2)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的多少与路径有关，其值是负值，等于摩擦力与相对路系统所做总功的多少与路径有关，其值是负值，等于摩擦力与相对路程的乘积，即程的乘积，即WFfFfx相对相对，表示系统克服摩擦力做功，系统损失的，表示系统克服摩擦力做功，系统损失的机械能转变成内能，即机械能转变成内能，即E损损Ffx相对相对Q热热(摩擦生热摩擦生热)(3)在一对滑动摩擦力做功的

10、过程中，能量的转化和转移的情况是：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到另一个物体；二是部分机械能转化为内能一对相互作用的滑动摩擦力做功所产生的热量一对相互作用的滑动摩擦力做功所产生的热量QFfx相对相对，其中，其中x相对相对是是物体间相对路径长度如果两物体同向运动，物体间相对路径长度如果两物体同向运动，x相对相对为两物体对地位移大为两物体对地位移大小之差，如果两物体反向运动，小之差，如果两物体反向运动，x相对相对为两

11、物体对地位移大小之和，如果为两物体对地位移大小之和，如果一个物体相对另一物体往复运动，则一个物体相对另一物体往复运动，则x相对相对为两物体相对滑行路径的总长为两物体相对滑行路径的总长度度例例1电机带动水平传送带以速度电机带动水平传送带以速度v匀速转动，一质量为匀速转动，一质量为m的小木块的小木块由静止轻放在传送带上由静止轻放在传送带上(传送带足够长传送带足够长)，若小木块与传送带之间的动摩，若小木块与传送带之间的动摩擦因数为擦因数为，如图所示，当小木块与传送带相对静止时，求：，如图所示，当小木块与传送带相对静止时，求：(1)小木块的位移；小木块的位移；(2)传送带转过的路程；传送带转过的路程；

12、(3)小木块获得的动能；小木块获得的动能；(4)摩擦过程产生的摩擦热摩擦过程产生的摩擦热思路点拨思路点拨摩擦力对小木块做的功对应小木块动能的增量，而传送摩擦力对小木块做的功对应小木块动能的增量，而传送带克服摩擦力做的功为摩擦力与传送带的对地位移的乘积，电动机做的带克服摩擦力做的功为摩擦力与传送带的对地位移的乘积，电动机做的功应为物体获得的动能和由于摩擦而产生的热量之和功应为物体获得的动能和由于摩擦而产生的热量之和1.(2012年滁州模拟年滁州模拟)一物块放在如图所示的斜面上，用力一物块放在如图所示的斜面上，用力F沿斜面向沿斜面向下拉物块，物块沿斜面运动了一段距离，若已知在此过程中，拉力下拉物块

13、，物块沿斜面运动了一段距离，若已知在此过程中，拉力F所所做的功为做的功为A，斜面对物块的作用力所做的功为，斜面对物块的作用力所做的功为B，重力做的功为，重力做的功为C，空，空气阻力做的功为气阻力做的功为D，其中，其中A、B、C、D的绝对值分别为的绝对值分别为100 J、30 J、100 J、20 J，则，则(1)物块动能的增量为多少？物块动能的增量为多少？(2)物块机械能的增量为多少？物块机械能的增量为多少？解析：解析：(1)在物块下滑的过程中，拉力在物块下滑的过程中，拉力F做正功，斜面对物块有摩擦力做正功，斜面对物块有摩擦力，做负功，重力做正功，空气阻力做负功根据动能定理，合外力，做负功，重

14、力做正功，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，则对物块做的功等于物块动能的增量，则EkW合合ABCD100 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，则增量，则E机机ABD100 J(30 J)(20 J)50 J.答案：答案：(1)150 J(2)50 J对能量守恒定律的理解和应用对能量守恒定律的理解和应用1对定律的理解对定律的理解(1)某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加

15、，且减少量和增加量一定相等；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和增加量一定相等这也是我们列能量守恒定律方程式的两条基本思路这也是我们列能量守恒定律方程式的两条基本思路2应用定律解题的步骤应用定律解题的步骤(1)分清有多少形式的能分清有多少形式的能如动能、势能如动能、势能(包括重力势能、弹性势能、包括重力势能、弹性势能、电势能电势能)、内能等、内能等在变化在变化(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

16、的能量E减减和增加的能量和增加的能量E增增的表达式的表达式(3)列出能量守恒关系式：列出能量守恒关系式：E减减E增增(1)应用能量守恒定律解决有关问题，要分析所有参与变化的能量应用能量守恒定律解决有关问题，要分析所有参与变化的能量(2)高考考查该类问题，常综合平抛运动、圆周运动以及电磁学知识高考考查该类问题，常综合平抛运动、圆周运动以及电磁学知识考查判断、推理及综合分析能力考查判断、推理及综合分析能力例例2如图所示，某人乘雪橇沿雪坡经如图所示，某人乘雪橇沿雪坡经A点滑至点滑至B点，接着沿水平路点，接着沿水平路面滑至面滑至C点停止人与雪橇的总质量为点停止人与雪橇的总质量为70 kg.表中记录了沿

17、坡滑下过程表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据，请根据图表中的数据解决下列问题：中的有关数据，请根据图表中的数据解决下列问题：(g10 m/s2)位置位置ABC速度速度(m/s)2.012.00时刻时刻(s)0410(1)人与雪橇从人与雪橇从A到到B的过程中，损失的机械能为多少？的过程中，损失的机械能为多少？(2)设人与雪橇在设人与雪橇在BC段所受阻力恒定，求阻力大小段所受阻力恒定，求阻力大小思路点拨思路点拨首先根据表格中的数据计算出动能的变化量及重力势能首先根据表格中的数据计算出动能的变化量及重力势能的变化量，并进一步计算出机械能的变化量；在的变化量，并进一步计算出机械能的变化量；在BC段上，

18、可根据段上，可根据vat及牛顿第二定律计算出阻力及牛顿第二定律计算出阻力答案答案(1)9 100 J(2)140 N2.(2012年合肥模拟年合肥模拟)如图所示，光滑水平面如图所示，光滑水平面AB 与竖直面内的半圆形导轨在与竖直面内的半圆形导轨在B点相切，半圆形导点相切，半圆形导 轨的半径为轨的半径为R.一个质量为一个质量为m的物体将弹簧压缩至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向右的速度后脱离弹簧，当它经过簧，当它经过B点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍，之后倍

19、，之后向上运动恰能到达最高点向上运动恰能到达最高点C.(不计空气阻力不计空气阻力)试求：试求：(1)物体在物体在A点时弹簧的弹性势能点时弹簧的弹性势能(2)物体从物体从B点运动至点运动至C点的过程中产生的内能点的过程中产生的内能答案：答案：C2(2012年六安模拟年六安模拟)重物重物m系在上端固定的轻弹簧下端，用手托起重物，系在上端固定的轻弹簧下端，用手托起重物，使弹簧处于竖直方向，弹簧的长度等于原长时，突然松手，重物下落的过程使弹簧处于竖直方向，弹簧的长度等于原长时，突然松手，重物下落的过程中，对于重物、弹簧和地球组成的系统来说，下列说法不正确的是中，对于重物、弹簧和地球组成的系统来说，下列

20、说法不正确的是(弹簧始弹簧始终在弹性限度内变化终在弹性限度内变化)()A重物的动能最大时，重力势能和弹性势能的总和最小重物的动能最大时，重力势能和弹性势能的总和最小B重物的重力势能最小时，动能最大重物的重力势能最小时，动能最大C弹簧的弹性势能最大时，重物的动能最小弹簧的弹性势能最大时，重物的动能最小D重物的重力势能最小时，弹簧的弹性势能最大重物的重力势能最小时，弹簧的弹性势能最大解析：解析：重物下落过程中，只发生动能、重力势能和弹性势能的相互转化，重物下落过程中，只发生动能、重力势能和弹性势能的相互转化，所以当动能最大时，重力势能和弹性势能的总和最小，所以当动能最大时，重力势能和弹性势能的总和

21、最小，A正确；当重物的重正确；当重物的重力势能最小时，重物应下落到最低点，其速度为零，动能最小，此时弹簧伸力势能最小时，重物应下落到最低点，其速度为零，动能最小，此时弹簧伸长量最大，弹性势能最大，故长量最大，弹性势能最大，故B错误，错误，C、D正确正确答案：答案：B3(2010年高考福建理综年高考福建理综)如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，水平面上，t0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复通过安装在弹簧下端的压力传感升到一定高度后再下落，如此反复通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力器，测出这一过程弹簧弹力F随时间随时间t变化的图象如图乙所示，则变化的图象如图乙所示，则()At1时刻小球动能最大时刻小球动能最大Bt2时刻小球动能最大时刻小球动能最大Ct2t3这段时间内，小球的动能先增加后减少这段时间内，小球的动能先增加后减少Dt2t3这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的