jA《三维设计》新课标高考物理一轮总复习课件-第五章市公开课获奖课件省名师优质课赛课一等奖课件

功效关系[想一想]1/711图5－4－12/712[记一记]

1．功和能

(1)功是

量度，即做了多少功，就有多少

发生了转化。

(2)做功过程一定伴随有

，而且

必须经过做功来实现。

2．力学中惯用四种功效对应关系

(1)合外力做功等于物体动能改变：即

。(动能定理)能量转化能量能量转化能量转化W合＝Ek2－Ek1＝ΔEk3/713(2)重力做功等于物体重力势能降低：即

。

(3)弹簧弹力做功等于弹性势能降低：即

。

(4)除了重力和弹簧弹力之外其它力所做总功，等于物体机械能改变，即

。(功效原理)WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEpW弹＝Ep1－Ep2＝－ΔEpW其它力＝E2－E1＝ΔE4/714[试一试]1．对于功和能关系，以下说法中正确是()A．功就是能，能就是功B．功能够变为能，能能够变为功C．做功过程就是能量转化过程D．功是物体能量量度5/715解析：功和能是两个亲密相关物理量，但功和能有本质区分，功是反应物体在相互作用过程中能量改变多少物理量，与详细能量改变过程相联络，是一个过程量；能是用来反应物体含有做功本事物理量，物体处于一定状态(如速度和相对位置)就含有一定能量，功是反应能量改变多少，而不是反应能量多少。答案：C6/716能量守恒定律试说明以下现象中，分别是什么能向什么能转化。

(1)汽车由静止开启；(2)汽车刹车时由运动变为静止；(3)水力发电；(4)太阳能热水器工作时。

提醒：(1)化学能→动能(2)动能→内能(3)水机械能→电能(4)太阳能→内能[想一想]7/717[记一记]

1．内容能量既不会凭空产生，也不会

，它只会从一个形式

为其它形式，或者从一个物体

到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量总量

。

2.表示式

。凭空消失转化转移保持不变ΔE减＝ΔE增8/718[试一试]2．某人掷铅球，出手时铅球动能为150J。关于人对铅球做功情况和能量转化情况，以下说法正确是()A．此人对铅球做了150J功，将体内化学能转化为铅球动能B．此人对铅球做功无法计算C．此人对铅球没有做功，所以没有能量转化D．此人对铅球做了150J功，将铅球重力势能转化为铅球动能9/719解析：本题要求是人对铅球做功，因为人对铅球作用力是变力，且位移未知，不能利用功计算公式来计算，可依据功效关系，人对铅球做功，使铅球动能增加，所以，此人对铅球所做功等于铅球动能增加，即150J，将体内化学能转化为铅球动能。故只有A正确。答案：A10/7110功效关系应用1.对功效关系深入了解

(1)做功过程是能量转化过程。不一样形式能量发生相互转化是经过做功来实现。

(2)功是能量转化量度，功和能关系，一是表达到不一样力做功，对应不一样形式能转化，含有一一对应关系，二是做功多少与能量转化多少在数量上相等。11/71112．搞清不一样力做功对应不一样形式能改变不一样力做功对应不一样形式能改变定量关系合外力功(全部外力功)动能改变合外力对物体做功等于物体动能增量W合＝Ek2－Ek1重力功重力势能改变重力做正功，重力势能降低；重力做负功，重力势能增加WG＝－ΔEp＝Ep1－Ep212/7112不一样力做功对应不一样形式能改变定量关系弹簧弹力功弹性势能改变弹力做正功，弹性势能降低；弹力做负功，弹性势能增加W弹＝－ΔEp＝Ep1－Ep2只有重力、弹簧弹力功不引发机械能改变机械能守恒ΔE＝013/7113

不一样力做功对应不一样形式能改变定量关系除重力和弹力之外力做功机械能改变除重力和弹力之外力做多少正功，物体机械能就增加多少；除重力和弹力之外力做多少负功，物体机械能就降低多少W除G、弹力外＝ΔE电场力功电势能改变电场力做正功，电势能降低；电场力做负功，电势能增加W电＝－ΔEp14/7114[例1]

(·安徽高考)如图5－4－2所示，在竖直平面内有二分之一径为R圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m小球自A正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道抵达最高点B时恰好对轨道没有压力。已知AP＝2R，重力加速度为g，则小球从P到B运动过程中()图5－4－215/7115[审题指导]解答本题时应注意以下三点：(1)小球对B点恰好没有压力含义。(2)摩擦力为变力，应从功效关系上求小球克服摩擦力做功。(3)机械能降低许与哪个力做功相对应。16/7116[答案]D17/7117功效关系选取技巧

(1)在应用功效关系处理详细问题过程中，若只包括动能改变用动能定理分析。

(2)只包括重力势能改变用重力做功与重力势能改变关系分析。

(3)只包括机械能改变用除重力和弹力之外力做功与机械能改变关系分析。

(4)只包括电势能改变用电场力做功与电势能改变关系分析。18/7118能量守恒定律应用

1.对定律了解

(1)某种形式能量降低，一定有另外形式能量增加，且降低许和增加量相等。

(2)某个物体能量降低，一定有别物体能量增加，且降低许和增加量相等。

2．应用定律普通步骤

(1)分清有多少种形式能(如动能、势能、内能、电能等)在改变。

(2)分别列出降低能量ΔE减和增加能量ΔE增表示式。

(3)列恒等式：ΔE减＝ΔE增。19/711920/7120(1)轿车以90km/h在平直公路上匀速行驶时，所受阻力F阻大小；

(2)轿车从90km/h减速到72km/h过程中，取得电能E电；

(3)轿车仅用其在上述减速过程中取得电能E电维持72km/h匀速运动距离L′。

[审题指导]第一步：抓关键点21/7121关键点获取信息以v1＝90km/h匀速行驶轿车牵引力等于轿车阻力F阻牵引轿车功率恒定，轿车运动不是匀减速直线运动50%转化为电池电能电能转化是有效率，要求转化电能需先求输送给发电机总能量22/7122

第二步：找突破口要求电池取得电能→利用动能定理求出发动机输出总能量→求出输送给发电机总能量。

[尝试解题]23/712324/7124(3)依据题设，轿车在平直公路上匀速行驶时受到阻力仍为F阻＝2×103N。在此过程中，由能量转化及守恒定律可知，仅有电能用于克服阻力做功E电＝F阻L′代入数据得L′＝31.5m。

[答案](1)2×103N(2)6.3×104J(3)31.5m25/7125包括能量转化问题解题方法

(1)当包括摩擦力做功，机械能不守恒时，普通应用能转化和守恒定律。

(2)解题时，首先确定初末状态，然后分析状态改变过程中哪种形式能量降低，哪种形式能量增加，求出降低能量总和ΔE减和增加能量总和ΔE增，最终由ΔE减＝ΔE增列式求解。26/7126相对滑动物体能量分析静摩擦力与滑动摩擦力做功特点比较

类别比较静摩擦力滑动摩擦力不一样点能量转化方面在静摩擦力做功过程中，只有机械能从一个物体转移到另一个物体(静摩擦力起着传递机械能作用)，而没有机械能转化为其它形式能量(1)相互摩擦物体经过滑动摩擦力做功，将部分机械能从一个物体转移到另一个物体(2)部分机械能转化为内能，此部分能量就是系统机械能损失量27/7127

类别比较静摩擦力滑动摩擦力不一样点一对摩擦力总功方面一对静摩擦力所做功代数总和等于零一对相互作用滑动摩擦力对物体系统所做总功，等于摩擦力与两个物体相对旅程乘积，即WFf＝－Ff·L相对，表示物体克服摩擦力做功，系统损失机械能转化成内能28/7128

类别比较静摩擦力滑动摩擦力相同点正功、负功、不做功方面两种摩擦力对物体能够做正功、负功，还能够不做功29/7129图5－4－330/7130(1)滑块抵达B端时，轨道对它支持力大小；

(2)车被锁定时，车右端距轨道B端距离；

(3)从车开始运动到被锁定过程中，滑块与车面间因为摩擦而产生内能大小。

[审题指导](1)判断车被锁定时滑块与小车间是否还在相对滑动。

(2)摩擦产生内能过程发生在滑块与小车相对滑动过程。31/7131[尝试解题]32/7132[答案](1)30N(2)1m(3)6J33/7133求解相对滑动物体能量问题方法

(1)正确分析物体运动过程，做好受力情况分析。

(2)利用运动学公式，结合牛顿第二定律分析物体速度关系及位移关系。

(3)公式Q＝Ff·l相对中l相对为两接触物体间相对位移，若物体在传送带上往复运动时，则l相对为总相对旅程。34/7134功效关系和能量守恒定律是高考必考内容，含有非常强综合性，题目类型以计算题为主，大部分试题都与牛顿运动定律、圆周运动、平抛运动知识及电磁学知识相联络，试题过程复杂、灵活性强、难度较大。超链接35/713536/7136图5－4－437/7137(1)小物块离开A点水平初速度v1；(2)小物块经过O点时对轨道压力；(3)第一次碰撞后直至静止，物块相对小车位移和小车做匀减速运动总时间。第一步：审题干，抓关键信息小物块与Q碰撞后以碰前速度大小被弹回②小物块平抛运动到B点速度方向恰好沿圆弧轨道在B点切线方向①获取信息关键点38/713839/7139第三步：三定位，将解题过程步骤化40/7140第四步：求规范，步骤严谨不失分41/714142/7142——[考生易犯错误]———————————————(2)在⑦中，忘记应用牛顿第三定律，丢1分。(3)在⑩中，分析不清小车运动规律，此关系式无法列出，将丢2分。43/7143

[名师嘱咐](1)各种运动组合多运动过程问题是近几年高考试题中热点题型，往往应用动能定理或机械能守恒定律、能量守恒定律等规律，需要在解题时冷静思索，搞清运动过程，注意不一样过程连接点速度关系，对不一样过程利用不一样规律分析处理。(2)高考试题中常有功、能与电场、磁场联络综合问题，这类问题常以能量守恒为关键考查重力、摩擦力、电场力、磁场力做功特点，以及动能定理、机械能守恒定律和能量守恒定律应用。分析时应抓住能量关键和各种力做功不一样特点，利用动能定理和能量守恒定律进行分析。44/7144[随堂巩固落实]1.(·辽宁本溪联考)蹦床是青少年喜欢一种体育活动，蹦床边框用弹簧固定有弹性网角，运动员从最高点落下直至最低点过程中，空气阻力大小恒定，则运动员()图5－4－545/7145A．刚接触网面时，动能最大B．机械能一直降低C．重力势能降低许等于弹性势能增加量D．重力做功等于克服空气阻力做功解析：当运动员受到弹力、阻力、重力三力协力为零时加速度为零，动能最大，A错误；在此过程中除重力外，运动员受到弹力和阻力一起做负功，所以运动员机械能减小，B正确；全过程由功效关系知mgh＝W阻＋Ep弹，所以C、D错误。答案：B46/7146图5－4－62.如图5－4－6所表示，在水平地面上放一个竖直轻弹簧，弹簧上端与一木块相连。平衡后，在木块上再作用一个竖直向下力F，使木块迟缓下移0.1m，力F做功2.5J，此时木块刚好再次处于平衡状态，则在木块下移0.1m过程中，弹簧弹性势能增加量()47/7147A．等于2.5J B．大于2.5JC．小于2.5J D．无法确定解析：因木块下移过程中还有木块重力做正功，其重力势能转化成弹簧弹性势能，故弹簧弹性势能增加量一定大于2.5J，B正确。答案：B48/71483．(·琼海模拟)短跑比赛时，运动员采取蹲踞式起跑，在发令枪响后，左脚快速蹬离起跑器，在向前加速同时提升身体重心，示意图如图5－4－7所表示。假设质量为m运动员，在起跑时前进距离s内，重心升高h，取得速度为v，阻力做功为W阻，则在此过程中()图5－4－749/714950/7150答案：BD51/71514．(·宁波八校联考)如图5－4－8所表示，质量为M、长为L木板置于光滑水平面上，一质量为m滑块放置在木板左端，滑块与木板间滑动摩擦力大小为Ff，用水平恒定拉力F作用于滑块。当滑块运动到木板右端时，木板在地面上移动距离为x，滑块速度为v1，木板速度为v2，以下结论中正确是()图5－4－852/715253/7153答案：BCD54/71545．(·重庆高考)如图5－4－9所表示为一个摆式摩擦因数测量仪，可测量轮胎与地面间动摩擦因数，其主要部件有：底部固定有轮胎橡胶片摆锤和连接摆锤轻质细杆。摆锤质量为m，细杆可绕轴O在竖直平面内自由转动，摆锤重心到O点距离为L。测量时，测量仪固定于水平地面，将摆锤从与O等高位置处静止释放。摆锤到最低点附近时，橡胶片紧压地面擦过一小段距离x(x≪L)，之后继续摆至与竖直方向成θ角最高位置。若摆锤对地面压力可视为大小为F恒力，重力加速度为g，求：图5－4－955/7155(1)摆锤在上述过程中损失机械能；(2)在上述过程中摩擦力对摆锤所做功；(3)橡胶片与地面之间动摩擦因数。解析：(1)选从右侧最高点到左侧最高点过程研究。因为初、末状态动能为零，所以全程损失机械能ΔE等于降低重力势能，即：ΔE＝mgLcosθ①(2)对全程应用动能定理：WG＋W＝0②WG＝mgLcosθ③由②③得W＝－WG＝－mgLcosθ④56/7156课时跟踪检测见“课时跟踪检测（二十一）”57/7157（给有能力学生加餐）1.自然现象中蕴藏着许多物理知识，如图1所表示为一个盛水袋，某人从侧面迟缓推袋壁使它变形，则水势能()A．增大 B．变小C．不变 D．不能确定解析：人推袋壁使它变形，对它做了功，由功效关系可得，水重力势能增加，A正确。答案：A图158/71582．运动员跳伞将经历开伞前后加速下降和减速下降两个过程。将人和伞看成一个系统，在这两个过程中，以下说法正确是()A．阻力对系统一直做负功B．系统受到合外力一直向下C．重力做功使系统重力势能增加D．任意相等时间内重力做功相等59/7159解析：阻力方向总与运动方向相反，故阻力总做负功，A正确；运动员加速下降时合外力向下，减速下降时合外力向上，B错误；重力做功使系统重力势能降低，C错误；因为做变速运动，任意相等时间内下落高度h不相等，所以重力做功W＝mgh不相等，D错误。答案：A60/71603.构建友好型、节约型社会深得民心，遍布于生活方方面面。自动充电式电动自行车就是很好一例，电动自行车前轮装有发电机，发电机与蓄电池连接。当骑车者用力蹬车或电动自行车自动滑行时，自行车就能够经过发电机向蓄电池充电，将其它形式能转化成电能储存起来。现有某人骑车以600J初动能在粗糙水平路面上滑图261/7161行，第一次关闭自动充电装置，让车自由滑行，其动能随位移改变关系如图2中线①所表示；第二次开启自动充电装置，其动能随位移改变关系如图线②所表示，则第二次向蓄电池所充电能是()A．600J B．360JC．300J D．240J解析：设自行车总质量为m，第一次关闭自动充电装置，由动能定理有－μmgL1＝0－Ek，第二次开启自动充电装置，由功效关系有Ek＝μmgL2＋E电，代入数据解得E电＝240J，D正确。答案：D

62/71624.如图3所表示，置于足够长斜面上盒子A内放有光滑球B，B恰与盒子前、后壁接触，斜面光滑且固定于水平地面上。一轻质弹簧一端与固定在斜面上木板P拴接，另一端与A相连。今用外力推A使弹簧处于压缩状态，然后由静止释放，则从释放盒子直至其取得最大速度过程中()A．弹簧弹性势能一直减小直至为零B．A对B做功等于B机械能增加量图363/7163C．弹簧弹性势能减小量等于A和B机械能增加量D．A所受重力和弹簧弹力做功代数和小于A动能增加量解析：当盒子速度最大时，kx＝(mA＋mB)gsinθ，此时弹簧仍处于压缩状态，弹性势能不为零，A错误；除重力外，只有A对B弹力对B做功，对应B机械能增加量，B正确；对A、B组成系统，弹簧弹力对系统做正功等于弹簧弹性势能减小量，也等于系统机械能增加量，C正确；对A应用动能定理可知，A所受重力、弹簧弹力、B对A弹力做功之和等于A动能增加量，因B对A弹力对A做负功，故知A所受重力和弹簧弹力做功代数和大于A动能增量，D错误。答案：BC64/71645.(·汕尾联考)如图4所表示，下端固定在地面上竖直轻弹簧，从它正上方高H处有一物块自由落下，落到弹簧上后将弹簧压缩。假如分别从H1、H