高三物理一轮复习课件第5章机械能54

1、第4单元 功能关系能量守恒定律,填一填,1功和能的关系 做功的过程就是的过程，做了多少功，就有多少能量发生了，功是能量转化的,2功能关系的几种表达形式 (1)合外力对物体所做的功等于物体的改变量，即W合，即动能定理 (2)重力做正功，重力势能；重力做，重力势能增加由于“增量”是末态量减去始态量，所以重力的功等于重力势能增量的负值，即WGEp. (3)弹簧的弹力做的功等于弹性势能增量的负值，即W弹E弹.,(4)重力和系统内弹力之外的力对物体所做的功等于物体的改变量即W其他E机 a除重力或系统内弹力以外的其他力做多少正功，物体的机械能就增加多少 b除重力或系统内弹力以外的其他力做多少负功，物体的机

2、械能就减少多少 c除重力或系统内弹力以外的其他力不做功，物体的机械能守恒,能量既不会，也不会凭空消失，它只能从一种形式为另一种形式，或从一个物体到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量,练一练 1自然现象中蕴藏着许多物理知识，如图所示为一个盛水袋，某人从侧面缓慢推袋壁使它变形，则水的势能(),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，由功能关系可得，水的重力势能增加，A正确 【答案】A,2一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块，并从中穿出，对于这一过程，下列说法正确的是() A子弹减少的机械能等于木块增加的机械能 B子弹减少的机械能等于系统内

3、能的增加量 C子弹减少的机械能等于木块增加的动能和内能之和 D子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块系统增加的内能之和 【解析】由于摩擦阻力做功，故有机械能转化为内能，子弹减少的动能转化为木块的动能和系统的内能，D正确 【答案】D,3从地面竖直上抛一个质量为m的小球，小球上升的最大高度为h.设上升和下降过程中空气阻力大小恒定为Ff.下列说法正确的是() A小球上升的过程中动能减少了mgh B小球上升和下降的整个过程中机械能减少了Ffh C小球上升的过程中重力势能增加了mgh D小球上升和下降的整个过程中动能减少了Ffh 【解析】根据动能定理，上升的过程中动能减少量等于小球克服重力和阻力做

4、的功，为mghFfh，小球上升和下降的整个过程中动能减少量和机械能的减少量都等于整个过程中克服阻力做的功，为2Ffh，A、B、D错，选C. 【答案】C,4(2015江西重点中学联考)如图所示，在粗糙的水平面上，质量相等的两个物体A、B间用一轻质弹簧相连组成系统且该系统在水平拉力F作用下以相同加速度保持间距不变一起做匀加速直线运动，当它们的总动能为2Ek时撤去水平力F，最后系统停止运动不计空气阻力，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，从撤去拉力F到系统停止运动的过程中(),A外力对物体A所做总功的绝对值等于2Ek B物体A克服摩擦阻力做的功等于Ek C系统克服摩擦阻力做的功可能等于系统的总动能2Ek

5、 D系统克服摩擦阻力做的功一定等于系统机械能的减小量 【解析】当它们的总动能为2Ek时，物体A动能为Ek，撤去水平力F，最后系统停止运动，外力对物体A所做总功的绝对值等于Ek，选项A、B错误；由于二者之间有弹簧，弹簧具有弹性势能，根据功能关系，系统克服摩擦阻力做的功一定等于系统机械能的减少量，选项D正确，C错误 【答案】D,考点一对功能关系的理解 考点梳理 力学中常见的功能关系,典例应用 (2013山东卷，16)如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮，质量分别为M、m(Mm)的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面

6、平行两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中(),A两滑块组成系统的机械能守恒 B重力对M做的功等于M动能的增加 C轻绳对m做的功等于m机械能的增加 D两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功 【课堂笔记】M在滑动时除重力做功外，还要克服摩擦力及绳的拉力做功，这三个功的代数和等于M动能的增加，B项错误；轻绳对m做的功等于m的动能及重力势能的增加，C项正确；两滑块组成的系统在运动过程中，由于M要克服摩擦力做功，故机械能不守恒，损失的机械能等于M克服摩擦力做的功，A项错误，D项正确 【答案】CD,【总结提升】解答功能关系选择题的技巧 1在应用

7、功能关系解决具体问题的过程中，若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只涉及机械能变化用除重力和弹力之外的力做功与机械能变化的关系分析 4只涉及电势能的变化用静电力做功与电势能变化的关系分析,(2013全国大纲卷，20)如图，一固定斜面倾角为30，一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度，沿斜面向上做匀减速运动，加速度的大小等于重力加速度的大小g.若物块上升的最大高度为H，则此过程中，物块的(),【答案】AC,考点二摩擦力做功与能量转化问题 考点梳理 1两种摩擦力做功情况比较,【温馨提示】 从功的角度看，一对滑动摩擦力对系统做的功等于系统

8、内能的增加量；从能量的角度看，是其他形式能量的减少量等于系统内能的增加量 2求解相对滑动物体的能量问题的方法 (1)正确分析物体的运动过程，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的速度关系及位移关系 (3)公式QFfl相对中l相对为两接触物体间的相对位移，若物体在传送带上做往复运动时，则l相对为总的相对路程,典例应用,【答案】(1)255 J(2)270 J,【总结提升】用公式QFfx相对求因摩擦而产生的热量时应注意 利用QFfx相对计算热量Q时，关键是对相对路程x相对的理解例如：如果两物体同向运动，x相对为两物体对地位移大小之差；如果两物体反向运动，x相对为两物体对

9、地位移大小之和；如果一个物体相对另一个物体往复运动，则x相对为两物体相对滑行路径的总长度,电机带动水平传送带以速度v匀速转动，一质量为m的小木块由静止轻放在传送带上(传送带足够长)，若小木块与传送带之间的动摩擦因数为，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； (2)传送带转过的路程； (3)小木块获得的动能； (4)摩擦过程产生的摩擦热,【解析】木块刚放上时速度必为零，必受到向右的摩擦动力作用而做匀加速直线运动，达到与传送带共速后不再相对滑动，整个过程中木块获得一定的能量，系统要产生摩擦热 (1)由牛顿第二定律：mgma得ag,考点三能量守恒定律的理解及应用 考点梳理

10、1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 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 (1)分清有多少形式的能如动能、势能(包括重力势能、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E减和增加的能量E增的表达式； (3)列出能量守恒关系式：E减E增,典例应用,(1)BD间的距离；,(2)判断小物块m2能否沿圆弧轨道到达M点(要求写出判断过程)； (3)小物块m2由C点释放运动到D过

11、程中克服摩擦力做的功 【画图寻法】,【答案】(1)2.5 m(2)见规范解答(3)5.6 J,【答案】(1)1 s(2)2 m/s(3)2 m/s,用功能关系处理生产科技中的实际问题 在新课程改革的形势下，高考命题加大了以生产、生活、科技为背景的试题比重，在实际问题中如何分析做功，分析能量的转化，是考生应具备的一种能力。,如图甲所示，在圆形水池正上方，有一半径为r的圆形储水桶水桶底部有多个水平小孔，小孔喷出的水在水池中的落点离水池中心的距离为R，水桶底部与水池水面之间的高度差是h.为了维持水桶水面的高度不变，用水泵通过细水管将洒落的水重新抽回到高度差为H的水桶上方水泵由效率为1的太阳能电池板供

12、电，电池板与水平面之间的夹角为，太阳光竖直向下照射(如图乙所示)，太阳光垂直照射时单位时间内单位面积的电池板接受的能量为E0.水泵的效率为2，水泵出水口单位时间流出水的质量为m0，流出水流的速度大小为v0(不计水在细水管和空气中运动时所受的阻力)求：,(1)水从小孔喷出时的速度大小； (2)水泵的输出功率； (3)为了使水泵的工作能维持水面的高度不变，太阳能电池板面积的最小值S. 【解析】(1)水从小孔喷出时速度沿水平方向，只受重力作用，做平抛运动，设水喷出时的速度大小为v，有Rrvt,【答案】见解析 【总结提升】 把复杂问题简单化、实际问题模型化，是解决以生产、生活、科技为背景的试题的关键，

13、也是考生应具备的能力之一。,“辽宁舰”上的舰载机的起飞若仅依靠自身喷气式发动机推力起飞需要较长的跑道，为此一物理兴趣小组设计在航空母舰上安装电磁弹射器以缩短飞机起飞距离：如图所示，航空母舰的水平跑道总长l180 m，其中电磁弹射器是一种长度为l1120 m的直线电机，这种直线电机从头至尾可以提供一个恒定的牵引力F牵一架质量为m2.0104 kg的飞机，其喷气式发动机可以提供恒定的推力F推1.2105 N考虑到飞机在起飞过程中受到的阻力与速度大小有关，假设在电磁弹射阶段的平均阻力为飞机重力的0.05倍，在后一阶段的平均阻力为飞机重力的0.2倍飞机离舰起飞的速度v100 m/s，航母处于静止状态，

14、飞机可视为质点请计算(计算结果均保留两位有效数字)：,(1)飞机在后一阶段的加速度大小； (2)电磁弹射器的牵引力F牵的大小； (3)电磁弹射器输出效率可以达到80%，则每弹射这样一架飞机电磁弹射器需要消耗多少能量？ 【解析】(1)设后一阶段飞机的加速度为a2，平均阻力为f20.2mg，由牛顿第二定律知F推f2ma2 代入数值得a24.0 m/s2. (2)由题意知电磁弹射阶段飞机的平均阻力为f10.05mg,【答案】(1)4.0 m/s2(2)6.8105 N(3)1.0108 J,模拟题组 1(2015南京模拟)若礼花弹在炮筒底部击发至炮筒口的过程中，克服重力做功W1，克服炮筒阻力及空气阻

15、力做功W2，高压燃气对礼花弹做功W3，则礼花弹在炮筒内运动的过程中(设礼花弹发射过程中质量不变)() A礼花弹的动能变化量为W3W2W1 B礼花弹的动能变化量为W3W2W1 C礼花弹的机械能变化量为W3W2 D礼花弹的机械能变化量为W3W2W1,【解析】动能变化量等于各力做功的代数和，阻力、重力都做负功，故W3W1W2Ek，所以B对，A错重力以外的其他力做功的和为W3W2即等于机械能增加量，所以C对，D错 【答案】BC 2. (2015宁波高三质检)如图所示，质量为M2 kg、长为L2 m的长木板静止放置在光滑水平面上，在其左端放置一质量为m1 kg的小木块(可视为质点)，先相对静止，后用一水

16、平向右的力F4 N作用在小木块上，经过时间t2 s，小木块从长木板另一端滑出，g取10 m/s2，则(),A小木块与长木板之间的动摩擦因数0.1 B在整个运动过程中由于摩擦产生的热量为8 J C小木块脱离长木板的瞬间，拉力F的功率为16 W D长木板在运动过程中获得的机械能为16 J 【答案】C,高考题组 3(2013全国新课标卷，20)目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变小若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用，则下列判断正确的是() A卫星的动能逐渐减小 B由于地球引力做正功，引力势能一定减小 C由于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变 D卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小,【答案】BD,4(2014广东卷，16)如图所示是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中和为楔块，和为垫板， 楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦，在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中(),A缓冲器的机械能守恒 B摩擦力做功消耗机械能 C垫板的动能全部转化为内能 D弹簧的弹性势能全部转化为动能 【解析】由于楔块与弹簧盒、垫板间有摩擦力，即摩擦力做负功，则机械能转化为内能，故A错误，B正确；垫板动能转化为内能和弹