天津地区2020届高考物理一轮复习能力课6功能关系能量转化和守恒定律课件新人教版.pptx

1、能力课6功能关系能量转化和守恒定律,-2-,知识点一,知识点二,功能关系 1.功能关系 (1)功是的量度,即做了多少功就有多少发生了转化。 (2)做功的过程一定伴随着,而且必须通过做功来实现。 2.几种常见的功能关系,能量转化,能量,能量的转化,能量的转化,变化,增加,减少,减少,减少,增加,-3-,知识点一,知识点二,能量守恒定律 1.内容:能量既不会消灭,也 。它只会从一种形式为其他形式,或者从一个物体到另一个物体,而在转化或转移的过程中,能量的总量 。 2.表达式:E减= 。,不会创生,转化,转移,保持不变,E增,-4-,考点一,考点二,考点三,功能关系的理解及应用(师生共研) 1.力学

2、中常见的功能关系,-5-,考点一,考点二,考点三,2.应用功能关系解决具体问题应注意以下三点 (1)若只涉及动能的变化用动能定理。 (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,用除重力和弹簧的弹力之外的力做功与机械能变化的关系分析。,-6-,考点一,考点二,考点三,例题(2017全国卷)一质量为8.00104 kg的太空飞船从其飞行轨道返回地面。飞船在离地面高度1.60105 m处以7.5103 m/s的速度进入大气层,逐渐减慢至速度为100 m/s时下落到地面。取地面为重力势能零点,在飞船下落过程中,重力加速度可视为常量,大小取为9.8 m/s2

3、。(结果保留2位有效数字) (1)分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能; (2)求飞船从离地面高度600 m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功,已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%。 思维点拨 (1)机械能等于重力势能和动能之和,可以得出两处的机械能; (2)根据动能定理计算克服阻力做的功。,-7-,考点一,考点二,考点三,-8-,考点一,考点二,考点三,答案 (1)4.0108 J2.41012 J(2)9.7108 J,-9-,考点一,考点二,考点三,思维训练 (2018天津卷)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

4、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,由于摩擦力的作用,运动员的速率不变,则运动员沿AB下滑过程中() 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,答案,解析,-10-,考点一,考点二,考点三,与摩擦生热相关的两个物理模型模型建构 1.两个模型 (1)滑块木板模型。 (2)传送带模型。 2.两种摩擦力的做功情况比较,-11-,考点一,考点二,考点三,例题电动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,如图所示。若小木块与传送带之间的动摩擦因数为,当小木块与传送带相对静止时,求: (1)小木块的

5、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; (5)电动机带动传送带匀速转动输出的总能量。,-12-,考点一,考点二,考点三,思维点拨 (1)根据牛顿第二定律和运动学公式求出小木块的位移; (2)由位移时间公式求出传送带转过的路程; (3)由动能的计算公式求出动能; (4)摩擦热等于摩擦力大小乘以相对位移; (5)电动机带动传送带匀速转动输出的总能量等于小木块增加的动能与摩擦热之和。,-13-,考点一,考点二,考点三,-14-,考点一,考点二,考点三,(5)由能量守恒定律得,电动机输出的总能量转化为小木块的动能与摩擦热,所以E总=Ek+Q=mv2。,

6、-15-,考点一,考点二,考点三,思维训练 如图所示,AB为半径R=0.8 m的 光滑圆弧轨道,下端B恰与小车右端平滑对接。小车质量m0=3 kg,车长l=2.06 m,车上表面距地面的高度h=0.2 m,现有一质量m=1 kg的滑块,由轨道顶端无初速度释放,滑到B端后冲上小车。已知地面光滑,滑块与小车上表面间的动摩擦因数=0.3,当车运动了t0=1.5 s时,车被地面装置锁定(g取10 m/s2)。试求: (1)滑块到达B端时,轨道对它支持力的大小; (2)车被锁定时,车右端距轨道B端的距离; (3)从车开始运动到被锁定的过程中,滑块与车上表面间由于摩擦而产生的热量大小。,-16-,考点一,

7、考点二,考点三,-17-,考点一,考点二,考点三,答案 (1)30 N(2)1 m(3)6 J,-18-,考点一,考点二,考点三,对能量守恒定律的理解及应用(师生共研) 1.应用能量守恒定律的基本思路 (1)某种形式的能的减少,一定存在其他形式的能的增加,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。 2.应用能量守恒定律解题的步骤 (1)分清有多少形式的能(动能、势能、内能等)发生变化。 (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。,-19

8、-,考点一,考点二,考点三,例题如图所示,固定斜面的倾角=30,物体A与斜面之间的动摩擦因数 ,轻弹簧下端固定在斜面底端,弹簧处于原长时上端位于C点,用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B,滑轮右侧绳子与斜面平行,A的质量为2m=4 kg,B的质量为m=2 kg,初始时物体A到C点的距离为l=1 m,现给A、B一初速度v0=3 m/s,使A开始沿斜面向下运动,B向上运动,物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点。已知重力加速度g取10 m/s2,不计空气阻力,整个过程中轻绳始终处于伸直状态,求此过程中: (1)物体A向下运动刚到达C点时的速度大小; (2)弹簧的最大压缩量; (

9、3)弹簧中的最大弹性势能。,-20-,考点一,考点二,考点三,思维点拨 (1)根据能量守恒定律列式求出物体A向下运动刚到C点时的速度; (2)根据动能定理求出弹簧的最大压缩量; (3)弹簧从压缩最短到恰好能弹到C点的过程中,根据能量守恒定律求解弹簧中的最大弹性势能。,-21-,考点一,考点二,考点三,-22-,考点一,考点二,考点三,(3)设弹簧的最大弹性势能为Epm 由能量守恒定律可得 3mv2+2mgxsin =mgx+2mgcos x+Epm 解得Epm=6 J。 答案 (1)2 m/s(2)0.4 m(3)6 J,-23-,考点一,考点二,考点三,规律总结能量问题的解题方法 (1)涉及

10、能量转化问题的解题方法 当涉及滑动摩擦力做功时,机械能不守恒,一般应用能量守恒定律。 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E减和增加的能量总和E增,最后由E减=E增列式求解。 (2)涉及弹簧类问题的能量问题的解题方法 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: 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。 如果系统中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。,-24-,考点一,考点二,考点三,思维训练 (多选)如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端与一质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连,弹簧水平且处于原长。圆环从A处由静止开始下滑,经过B