高考物理二轮专题复习 第1部分 专题知识攻略 126 机械能守恒定律　功能关系课件 新人教版

第第6讲机械能守恒定律功能关系讲机械能守恒定律功能关系 1机械能守恒的条件 (1)只有重力或系统内弹力做功 (2)虽受其他力，但其他力不做功或其他力的总功为零 2机械能守恒定律表达式的选取 (1)守恒观点：Ek1Ep1Ek2Ep2.(需选取参考面) (2)转化观点：EpEk.(不需选取参考面) (3)转移观点：EA增EB减(不需选取参考面)热点热点1机械能守恒定律的应用机械能守恒定律的应用 例1固定在竖直平面内的半圆形轨道与竖直轨道平滑连接，竖直轨道的上端有一个大小可忽略的小定滑轮，半圆形轨道的半径为R，C为轨道的最低点，竖直轨道高也为R，两个质量分别为2m和m的小球A和B用轻质细线连在一起，所有接触面均光滑，如图所示开始时用手固定B、使A紧靠近滑轮，突然撤去手后，A由静止开始下滑，求A经过C点时的速度 审题指导 【借题发挥】 应用机械能守恒定律解题的步骤 (1)选取研究对象(物体或系统) (2)明确研究对象的运动过程，分析研究对象在运动过程中的受力情况，弄清各力的做功情况，判断机械能是否守恒 (3)选取恰当的参考平面，确定研究对象在初、末状态的机械能 (4)选取机械能守恒的某种表达式，列方程求解 答案：CD 常见的几种功能关系热点热点2功能关系及其应用功能关系及其应用 例2(多选)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 审题指导(1)M受摩擦力的作用，m不受摩擦力的作用 (2)绳对M和m的拉力大小相等 (3)M和m运动的距离相等 解析对于M和m组成的系统，除了重力做功外，摩擦力对M做了功，系统机械能不守恒，A错误；对于M，合力做的功等于其重力、轻绳拉力及摩擦力做功的代数和，根据动能定理可知，M动能的增加量等于其所受合力做的功，B错误；对于m，只有其重力和轻绳拉力做了功，根据功能关系可知，除重力之外的其他力对物体做的功等于物体机械能的变化，C正确；对于M和m组成的系统，只有两物体的重力和M受到的摩擦力对系统做了功，根据功能关系得，M克服摩擦力做的功等于系统机械能的损失量，D正确 答案CD 【借题发挥】 解决功能关系问题应该注意的三个方面 (1)分析清楚是什么力做功，并且清楚该力是做正功还是做负功；根据功能之间的对应关系，判定能的转化形式，确定能量之间的转化情况 (2)可以根据能量之间的转化情况，确定是什么力做功，尤其可以方便计算变力做功的多少 (3)功能关系反映了做功与能量转化之间的对应关系，功是能量转化的量度，在不同问题中的具体表现不同 答案：D 1对能量守恒定律的理解 (1)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，即E减 E增 (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，即EA减 EB增 2应用能量守恒定律解题的步骤 (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增热点热点3能量的转化和守恒定律能量的转化和守恒定律 3当涉及摩擦力做功，机械能不守恒时，一般应用能的转化和守恒定律，摩擦产生的内能QFfx相对，x相对为相对滑动的两物体间相对滑行路径的总长度 例3(2014年济南二模)利用弹簧弹射和皮带传动装置可以将工件运送至高处如图所示，已知传送轨道平面与水平方向成37角，倾角也是37的光滑斜面轨道固定于地面且与传送轨道良好对接，弹簧下端固定在斜面底端，工件与皮带间的动摩擦因数0.25.皮带传动装置顺时针匀速转动的速度v4 m/s，两轮轴心相距L5 m，B、C分别是传送带与两轮的切点，轮缘与传送带之间不打滑现将质量m1 kg的工件放在弹簧上，用力将弹簧压缩至A点后由静止释放，工件离开斜面顶端滑到皮带上的B点时速度v08 m/s，AB间的距离x1 m工件可视为质点，g取10 m/s2.(sin 370.6，cos 370.8)求：(1)弹簧的最大弹性势能；弹簧的最大弹性势能；(2)工件沿传送带上滑的时间；工件沿传送带上滑的时间；(3)若传送装置顺时针匀速转动的速度若传送装置顺时针匀速转动的速度v可在可在v4 m/s 的范围内调节，试推导工件滑动的范围内调节，试推导工件滑动到到C点时的速度点时的速度vC随速度随速度v变化的关系式变化的关系式 审题指导(1)工件由A到B的过程中哪些力对工件做了功？发生了哪些能量转化？ (2)工件滑上传送带后做什么规律的运动？工件与传送带同速以后将一起匀速上升吗？应如何判断其运动规律？ (3)传送带的速度在4 m/sv8 m/s和v8 m/s的范围内，工件的运动规律有什么区别？ 【借题发挥】 利用模型思维法求解传送带问题 传送带是生产、生活实际中应用较广泛的一种传动装置，所涉及的问题能从力和能量两个角度很好地培养提升学生分析综合能力在高考命题中曾多次出现，应值得关注 (1)传送带模型的两种类型： 水平传送带 倾斜传送带，可分为向上传送和向下传送两种情况 (2)命题角度： 动力学角度：如求物体在传送带上运动的时间、物体在传送带上能达到的速度、物体相对传送带滑过的位移等 能量的角度：求传送带对物体所做的功、物体和传送带由于相对滑动而产生的热量、因放上物体而使电动机多消耗的电能等 【针对训练3】 (多选)如图所示，质量为m1 kg 的物块，以速度v04 m/s滑上正沿逆时针转动的水平传送带，此时记为时刻t0，传送带上A、B两点间的距离L6 m，已知传送带的速度v2 m/s，物块与传送带间的动摩擦因数0.2，重力加速度g取10 m/s2.关于物块在传送带上的整个运动过程，下列表述正确的是() A物块在传送带上运动的时间为4 s B传送带对物块做的功为6 J C2.0 s末传送带对物块做功的功率为0 D整个运动过程中由于摩擦产生的热量为18 J考点一蛋白质、核酸的结构和功能考点一蛋白质、核酸的结构和功能 由上面的计算可知2.0 s末物块的速度v20，故此时传送带对物块做功的功率Pmgv20，C正确；t1和t2时间内传送带对地位移分别为xvt14 m，xvt22 m，整个过程中由于摩擦产生的热量Qmg(xx1)mg(xx2)18 J，D正确 答案：CD 【审题】抓住信息，准确推断 (2)小物块在传送带上相对传送带滑动的位移 x相对v0tx2.5 m，(2分) 产生的热量Qmgx相对12.5 J(2分) (3)设在坐标为x1处轻轻将小物块放在传送带上，最终刚好能到达M点，由能量守恒定律得 mg(Lx1)mgyM，(2分) 代入数据解得x17 m(2分) 故小物块在传送带上的位置横坐标范围0 x7 m(2分) 【答案】(1)1.25 m(2)12.5 J(3)0 x7 m