-高考冲刺-总复习-物理(鲁科)-专题突破-功能关系-能量守恒定律课件

专题突破功能关系能量守恒定律突破一功能关系的理解和应用(1)做功的过程就是能量转化的过程，不同形式的能量发生相互转化是通过做功来实现的。(2)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。1.对功能关系的理解2.几种常见的功能关系及其表达式各种力做功对应能的变化定量的关系合力做功动能变化合力对物体做功等于物体动能的增量W合＝Ek2－Ek1重力做功重力势能变化重力做正功，重力势能减少，重力做负功，重力势能增加，且WG＝－ΔEp＝Ep1－Ep2弹簧弹力做功弹性势能变化弹力做正功，弹性势能减少，弹力做负功，弹性势能增加，且W弹＝－ΔEp＝Ep1－Ep2只有重力、弹簧弹力做功机械能不变化机械能守恒ΔE＝0非重力和弹力做功机械能变化除重力和弹力之外的其他力做正功，物体的机械能增加，做负功，机械能减少，且W其他＝ΔE答案ABA.只有重力做功B.重力势能的减小量大于重力做的功C.重力势能的减小量等于动能的增加量D.动能的增加量等于合力做的功解析由功能关系知，重力做功对应重力势能的变化，合外力做功对应物体动能的变化，选项D正确。答案D1.如图2所示，某滑翔爱好者利用无动力滑翔伞在高山顶助跑起飞，在空中完成长距离滑翔后安全到达山脚下。他在空中滑翔的过程中(

)A.动能增加了1900J B.动能增加了2000JC.重力势能减小了1900J D.重力势能减小了2000J解析由题可得：重力做功WG＝1900J，则重力势能减少1900J，故选项C正确，D错误；由动能定理得，WG－Wf＝ΔEk，克服阻力做功Wf＝100J，则动能增加1800J，故选项A、B错误。答案C2.韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1900J，他克服阻力做功100J。韩晓鹏在此过程中(

)A.所受合外力始终为零 B.所受摩擦力大小不变C.合外力做功一定为零 D.机械能始终保持不变解析运动员做匀速圆周运动，所受合外力指向圆心，A项错误；由动能定理可知，合外力做功一定为零，C项正确；由运动员沿AB下滑过程中做匀速圆周运动，知运动员所受沿圆弧切线方向的合力为零，即摩擦力等于运动员的重力沿圆弧切线方向的分力，逐渐变小，B项错误；运动员动能不变，重力势能减少，所以机械能减少，D项错误。答案C3.(2018·天津理综，2)滑雪运动深受人民群众喜爱。某滑雪运动员(可视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中(

)突破二摩擦力做功与能量的转化1.两种摩擦力的做功情况比较类别比较静摩擦力滑动摩擦力不同点能量的转化方面只有能量的转移，而没有能量的转化既有能量的转移，又有能量的转化一对摩擦力的总功方面一对静摩擦力所做功的代数和等于零一对滑动摩擦力所做功的代数和不为零，总功W＝－fs相对，即相对滑动时产生的热量相同点正功、负功、不做功方面两种摩擦力对物体可以做正功、负功，还可以不做功2.相对滑动物体能量问题的解题流程A.小物块到达小车最右端时具有的动能为(F－f)(L＋s)B.小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为fsC.小物块克服摩擦力所做的功为f(L＋s)D.小物块和小车增加的机械能为Fs【例2】

(多选)如图4所示，质量为M、长度为L的小车静止在光滑水平面上，质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端。现用一水平恒力F作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的摩擦力为f，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为s。此过程中，以下结论正确的是(

)解析由动能定理可得，小物块到达小车最右端时的动能Ek物＝W合＝(F－f)(L＋s)，A正确；小物块到达小车最右端时，小车的动能Ek车＝fs，B正确；小物块克服摩擦力所做的功Wf＝f(L＋s)，C正确；小物块和小车增加的机械能为F(L＋s)－fL，D错误。答案ABC图5A.加速度先减小后增大

B.经过O点时的速度最大C.所受弹簧弹力始终做正功

D.所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功1.(多选)(2018·江苏单科，7)如图5所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，O点为弹簧在原长时物块的位置。物块由A点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达B点。在从A到B的过程中，物块(

)解析对物块受力分析，当弹簧处于压缩状态时，由牛顿第二定律可得kx－f＝ma，x减小，a减小，当a＝0时，物块速度最大，此时，物块在O点左侧，选项B错误；从加速度a＝0处到O点过程，由牛顿第二定律得f－kx＝ma，x减小，a增大，当弹簧处于伸长状态时，由牛顿第二定律可得kx＋f＝ma，x增大，a继续增大，可知物块的加速度先减小后增大，选项A正确；物块所受弹簧的弹力对物块先做正功，后做负功，选项C错误；从A到B的过程，由动能定理可得W弹－Wf＝0，选项D正确。答案AD图6(1)工件与传送带间的动摩擦因数；(2)电动机由于传送工件多消耗的电能。2.如图6所示，绷紧的传送带与水平面的夹角θ＝30°，传送带在电动机的带动下始终保持v0＝2m/s的速率运行。现把一质量为m＝10kg的工件(可看作质点)轻轻放在传送带的底端，经过1.9s，工件被传送到h＝1.5m的高处。g取10m/s2，求：匀速运动的位移为s－s1＝v0(t－t1)解得加速运动的时间t1＝0.8s加速运动的位移s1＝0.8m由牛顿第二定律得μmgcosθ－mgsinθ＝ma(2)从能量守恒的观点看，电动机多消耗的电能用于增加工件的动能、势能以及克服传送带与工件之间发生相对运动时摩擦力做功。在时间t1内，传送带运动的位移s传送带＝v0t1＝1.6m在时间t1内，工件相对传送带的位移s相＝s传送带－s1＝0.8m在时间t1内，摩擦生热Q＝μmgcosθ·s相＝60J工件增加的势能Ep＝mgh＝150J故电动机多消耗的电能W＝Q＋Ek＋Ep＝230J。(1)转化：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)转移：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。1.对能量守恒定律的理解突破三能量守恒定律的应用两个或两个以上的物体与弹簧组成的系统相互作用的过程，具有以下特点：(1)能量变化上，如果只有重力和系统内弹簧弹力做功，系统机械能守恒。(2)如果系统每个物体除弹簧弹力外所受合外力为零，则当弹簧伸长或压缩到最大程度时两物体速度相同。2.涉及弹簧的能量问题应注意【例3】如图7所示，在地面上竖直固定了刻度尺和轻质弹簧，弹簧原长时上端与刻度尺上的A点等高，质量m＝0.5kg的篮球静止在弹簧正上方，底端距A点的高度h1＝1.10m，篮球静止释放测得第一次撞击弹簧时，弹簧的最大形变量x1＝0.15m，第一次反弹至最高点，篮球底端距A点的高度h2＝0.873m，篮球多次反弹后静止在弹簧的上端，此时弹簧的形变量x2＝0.01m，弹性势能为Ep＝0.025J。若篮球运动时受到的空气阻力大小恒定，忽略篮球与弹簧碰撞时的能量损失和篮球的形变，弹簧形变在弹性限度范围内。求：(1)弹簧的劲度系数；(2)篮球在运动过程中受到的空气阻力；(3)篮球在整个运动过程中通过的路程；(4)篮球在整个运动过程中速度最大的位置。解析

(1)篮球静止在弹簧上时，有mg－kx2＝0，解得k＝500N/m(2)篮球从开始运动到第一次上升到最高点，由动能定理得mg(h1－h2)－f(h1＋h2＋2x1)＝0代入数值解得f＝0.5N(3)设篮球在整个运动过程中总路程s，由能量守恒定律得mg(h1＋x2)＝fs＋Ep代入数值解得s＝11.05m(4)球在首次下落过程中，合力为零处速度最大速度最大时弹簧形变量为x3mg－f－kx3＝0在A点下方，离A点x3＝0.009m答案

(1)500N/m

(2)0.5N

(3)11.05m(4)第一次下落至A点下方0.009m处速度最大运用能量守恒定律解题的基本思路(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ；(2)弹簧的最大弹性势能Epm。1.(2019·山东德州模拟)如图8所示，一物体质量m＝2kg，在倾角θ＝37°的斜面上的A点以初速度v0＝3m/s下滑，A点距弹簧上端挡板位置B点的距离AB＝4m。当物体到达B点后将弹簧压缩到C点，最大压缩量BC＝0.2m，然后物体又被弹簧弹上去，弹到的最高位置为D点，D点距A点的距离AD＝3m。挡板及弹簧质量不计，g取10m/s2，sin37°＝0.6，求：＝μmgcos37°(LAB＋2LCB＋LBD)代入数据解得μ≈0.52。重力势能减少量ΔEp＝mgLACsin37°摩擦产生的热量Q＝μmgcos37°·LAC由能量守恒定律可得弹簧的最大弹性势能为Epm＝ΔEk＋ΔEp－Q答案(1)0.52

(2)24.5J图92.(2019·铜仁模拟)如图9甲所示，在倾角为37°足够长的粗糙斜面底端，一质量m＝1kg的滑块压缩着一轻弹簧且锁定，两者不拴接，滑块可视为质点。t＝0时解除锁定，计算机通过传感器描绘出滑块的v－t图象如图乙所示，其中Oab段为曲线，bc段为直线，在t1＝0.1s时滑块已上滑s＝0.2m的距离(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)。求：(1)滑块离开弹簧后在图中bc段对应的加速度大小a及动摩擦因数μ的大小；(2)t2＝0.3s和t3＝0.4s时滑块的速度v1、v2的大小；(3)弹簧锁定时具有的弹性势能Ep。解析(1)由题图乙知滑块在bc段做匀减速运动，加速度大小为根据牛顿第二定律得mgsin37°＋μmgcos37°＝ma解得μ＝0.5。(2)根据速度—时间公式得t2＝0.3s时的速度大小v1＝vc－aΔt，解得v1＝0在t2之后滑块开始下滑，下滑时由牛顿第二定律得mgsin37°－μmgcos37°＝ma′解得a′＝2m/s2从t2到t3做初速度为零的匀加速运动，t3时刻的速度为v2＝a′Δt＝0.2m/s。(3)从0到t1时间内，由能量守恒定律得解得Ep＝4J。答案(1)10m/s2

0.5

(2)0

0.2m/s

(3)4J“看题”是从题目中获取信息的最直接方法，一定要全面、细心，看题时不要急于求解，对题中关键的词语要多加思考，搞清其含义，对特殊字、句、条件要用着重号加以标注；不能漏看、错看或看不全题目中的条件，要重点看清题中隐含的物理条件、括号内的附加条件等。第一步：读题审题，做到一“看”二“读”三“思”1.看题满分指导——大题小做“三步曲”“读题”就是默读试题，是物理信息内化的过程，它能解决漏看、错看等问题。不管试题难易如何，一定要怀着轻松的心情去默读一遍，逐字逐句研究，边读边思索、边联想，以弄清题中所涉及的现象和过程，排除干扰因素，充分挖掘隐含条件，准确还原各种模型，找准物理量之间的关系。2.读题“思题”就是充分挖掘大脑中所储存的知识信息，准确、全面、快速思考，清楚各物理过程的细节、内在联系、制约条件等，进而得出解题的全景图。

3.思题采用“拆分”的方法，按照物理事件发生的顺序，将复杂的运动“拆分”成若干个简单的子过程，即一个个的小题。第二步：“拆分”运动过程

针对各子过程不同的运动特点，应用不同的物理规律。只要掌握了物体各阶段运动过程的特点，按程序一步步地列出相关的方程，就可以把问题简化，从而得到解决。第三步：选规律，列方程图10【典例】

(12分)如图10，半径R＝0.5m的光滑圆弧轨道ABC与足够长的粗糙轨道CD在C处平滑连接，O为圆弧轨道ABC的圆心，B点为圆弧轨道的最低点，半径OA、OC与OB的夹角分别为53°和37°。将一个质量m＝0.5kg的物体(视为质点)从A点左侧高为h＝0.8m处的P点水平抛出，恰从A点沿切线方向进入圆弧轨道。已知物体与轨道CD间的动摩擦因数μ＝0.8，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：(1)物体水平抛出时的初速度v0的大小；(2)物体经过B点时，对圆弧轨道压力N的大小；(3)物体在轨道CD上运动的距离s。解题指导问题拆分→