高考物理大一轮复习 第五章 机械能 基础课4 功能关系 能量守恒定律课件 新人教版

基础课基础课4功能关系能量守恒定律功能关系能量守恒定律知识点一、功能关系知识点一、功能关系1功能关系功能关系(1)功是功是_的量度，即做了多少功就有多少的量度，即做了多少功就有多少_发发生了转化。生了转化。(2)做功的过程一定伴随着做功的过程一定伴随着_，而且，而且_必须通过做功来实现。必须通过做功来实现。能量转化能量转化能量能量能量的转化能量的转化能量的转化能量的转化2几种常见的功能关系几种常见的功能关系功能量的变化合外力做正功动能_重力做正功重力势能_弹簧弹力做正功弹性势能_电场力做正功电势能_其他力(除重力、弹力外)做正功机械能_增加增加减少减少减少减少增加增加减少减少知识点二、能量守恒定律知识点二、能量守恒定律1内容：能量既不会消灭，也内容：能量既不会消灭，也_。它只会从一种形。它只会从一种形式式_为其他形式，或者从一个物体为其他形式，或者从一个物体_到另一个物体，到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量而在转化和转移的过程中，能量的总量_。2表达式：表达式：E减减_。不会创生不会创生转化转化转移转移保持不变保持不变E增增思考判断思考判断(1)力对物体做了多少功，物体就具有多少能。力对物体做了多少功，物体就具有多少能。()(2)能量在转移或转化过程中，其总量会不断减少。能量在转移或转化过程中，其总量会不断减少。()(3)在物体的机械能减少的过程中，动能有可能是增大的。在物体的机械能减少的过程中，动能有可能是增大的。()(4)滑动摩擦力做功时，一定会引起机械能的转化。滑动摩擦力做功时，一定会引起机械能的转化。()(5)一个物体的能量增加，必定有别的物体能量减少。一个物体的能量增加，必定有别的物体能量减少。()(6)合外力做功等于物体动能的改变量。合外力做功等于物体动能的改变量。()(7)与势能有关的力与势能有关的力(重力、弹簧弹力、电场力重力、弹簧弹力、电场力)做的功等于对应势做的功等于对应势能的改变量。能的改变量。()答案答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)功能关系的应用功能关系的应用力学中几种常见的功能关系力学中几种常见的功能关系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Ek2Ek1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WGEpEp1Ep2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EpEp1Ep2只有重力、弹簧弹力做功不引起机械能变化机械能守恒E0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E一对相互作用的滑动摩擦力的总功机械能减少内能增加(1)作用于系统的一对滑动摩擦力一定做负功，系统内能增加(2)摩擦生热QFfx相对1只有弹力做功时的功能关系只有弹力做功时的功能关系如图如图1所示，在光滑水平面上所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端连接着一轻弹簧，弹簧的另一端固定在有一物体，它的左端连接着一轻弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力墙上，在力F作用下物体处于静止状态，当撤去力作用下物体处于静止状态，当撤去力F后，物体后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是将向右运动，在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是()图图1A弹簧的弹性势能逐渐减少弹簧的弹性势能逐渐减少B物体的机械能不变物体的机械能不变C弹簧的弹性势能先增加后减少弹簧的弹性势能先增加后减少D弹簧的弹性势能先减少后增加弹簧的弹性势能先减少后增加解析因弹簧左端固定在墙上，右端与物体连接，故撤去解析因弹簧左端固定在墙上，右端与物体连接，故撤去F后，后，弹簧先伸长到原长后，再被物体拉伸，其弹性势能先减少后增弹簧先伸长到原长后，再被物体拉伸，其弹性势能先减少后增加，物体的机械能先增大后减小，故加，物体的机械能先增大后减小，故D正确，正确，A、B、C均错误。均错误。答案答案D2重力、摩擦力做功时的功能关系重力、摩擦力做功时的功能关系(多选多选)如图如图2所示，一所示，一固定斜面倾角为固定斜面倾角为30，一质量为，一质量为m的小物块自斜面底端以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，加速度大小等一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度大小等于重力加速度的大小于重力加速度的大小g。物块上升的最大高度为。物块上升的最大高度为H，则此，则此过程中，物块的过程中，物块的()图图2答案答案AC摩擦力做功与能量转化守恒定律摩擦力做功与能量转化守恒定律1静摩擦力做功静摩擦力做功(1)静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。(2)相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零。相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零。(3)静摩擦力做功时，只有机械能的相互转移，不会转化为内静摩擦力做功时，只有机械能的相互转移，不会转化为内能。能。2滑动摩擦力做功的特点滑动摩擦力做功的特点(1)滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。(2)相互间存在滑动摩擦力的系统内，一对滑动摩擦力做功将相互间存在滑动摩擦力的系统内，一对滑动摩擦力做功将产生两种可能效果：产生两种可能效果：机械能全部转化为内能；机械能全部转化为内能；有一部分机械能在相互摩擦的物体间转移，另外一部分转有一部分机械能在相互摩擦的物体间转移，另外一部分转化为内能。化为内能。(3)摩擦生热的计算：摩擦生热的计算：QFfx相对相对。其中。其中x相对相对为相互摩擦的两个为相互摩擦的两个物体间的相对路程。物体间的相对路程。3对能量守恒定律的理解对能量守恒定律的理解(1)转化：某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增转化：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。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，且减少量和增加量相等。加，且减少量和增加量相等。1动能、重力势能与内能的转化动能、重力势能与内能的转化如图如图3所所示，在竖直平面内有一半径为示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨的圆弧轨道，半径道，半径OA水平、水平、OB竖直，一个质量为竖直，一个质量为m的小球自的小球自A点的正上方点的正上方P点由静止开始自点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好时恰好对轨道没有压力。已知对轨道没有压力。已知AP2R，重力加，重力加速度为速度为g，则小球从，则小球从P到到B的运动过程中的运动过程中()图图3答案答案D(1)物体物体A向下运动刚到达向下运动刚到达C点时的速度；点时的速度；(2)弹簧的最大压缩量；弹簧的最大压缩量；(3)弹簧的最大弹性势能。弹簧的最大弹性势能。图图4运用能量守恒定律解题的基本思路运用能量守恒定律解题的基本思路方法技巧方法技巧图图5A弹力对小球先做正功后做负功弹力对小球先做正功后做负功B有两个时刻小球的加速度等于重力加速度有两个时刻小球的加速度等于重力加速度C弹簧长度最短时，弹力对小球做功的功率为零弹簧长度最短时，弹力对小球做功的功率为零D小球到达小球到达N点时的动能等于其在点时的动能等于其在M、N两点的重力势能差两点的重力势能差答案答案BCD2(2015江苏单科，江苏单科，9)(多选多选)如图如图6所示，轻质弹簧一端固定，所示，轻质弹簧一端固定，另一端与一质量为另一端与一质量为m、套在粗糙竖直固定杆、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连，处的圆环相连，弹簧水平且处于原长。圆环从弹簧水平且处于原长。圆环从A处由静止开始下滑，经过处由静止开始下滑，经过B处处的速度最大，到达的速度最大，到达C处的速度为零，处的速度为零，ACh。圆环在。圆环在C处获得处获得一竖直向上的速度一竖直向上的速度v，恰好能回到，恰好能回到A。弹簧始终在弹性限度内，。弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为重力加速度为g。则圆环。则圆环()图图6答案答案BD3(2014海南单科海南单科)(多选多选)如图如图7所示，质量相同的两物体所示，质量相同的两物体a、b，用不可伸长的轻绳跨接在同一光滑的轻质定滑轮两侧，用不可伸长的轻绳跨接在同一光滑的轻质定滑轮两侧，a在水在水平桌面的上方，平桌面的上方，b在水平粗糙桌面上。初始时用力压住在水平粗糙桌面上。初始时用力压住b使使a、b静止，撤去此压力后，静止，撤去此压力后，a开始运动，在开始运动，在a下降的过程中，下降的过程中，b始始终未离开桌面。在此过程中终未离开桌面。在此过程中()图图7Aa的动能小于的动能小于b的动能的动能B两物体机械能的变化量相等两物体机械能的变化量相等Ca的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量D绳的拉力对绳的拉力对a所做的功与对所做的功与对b所做的功的代数和为零所做的功的代数和为零解析解析轻绳两端沿绳方向的速度分量大小相等，故可知轻绳两端沿绳方向的速度分量大小相等，故可知a的速度的速度等于等于b的速度沿绳方向的分量，的速度沿绳方向的分量，a的动能比的动能比b的动能小，的动能小，A对；因对；因为为b与地面有摩擦力，运动时有热量产生，所以该系统机械能减与地面有摩擦力，运动时有热量产生，所以该系统机械能减少，而少，而B、C两项均为系统机械能守恒的表现，故两项均为系统机械能守恒的表现，故B、C错误；轻错误；轻绳不可伸长，两端分别对绳不可伸长，两端分别对a、b做功大小相等，符号相反，做功大小相等，符号相反，D正确。正确。答案答案AD4(2016四川绵阳市二诊四川绵阳市二诊)(多选多选)如图如图8所示，在排球比赛中，所示，在排球比赛中，假设排球运动员某次发球后排球恰好从网上边缘过网，排球假设排球运动员某次发球后排球恰好从网上边缘过网，排球网高网高H2.24 m，排球质量为，排球质量为m300 g，运动员对排球做的，运动员对排球做的功为功为W120 J，排球运动过程中克服空气阻力做的功为，排球运动过程中克服空气阻力做的功为W24.12 J，重力加速度，重力加速度g10 m/s2。球从手刚发出位置的高度。球从手刚发出位置的高度h2.04 m，选地面为零势能面，则，选地面为零势能面，则()图图8A与排球从手刚发出相比较，排球恰好到达球网上边缘时重力与排球从手刚发出相比较，排球恰好到达球网上边缘时重力势能的增加量为势能的增加量为6.72 JB排球恰好到达球网上边缘时的机械能为排球恰好到达球网上边缘时的机械能为22 JC排球恰好到达球网上边缘时的动能为排球恰好到达球网上边缘时的动能为15.88 JD与排球从手刚发出相比较，排球恰好到达球网上边缘时动能与排球从手刚发出相比较，排球恰好到达球网上边缘时动能的减少量为的减少量为4.72 J解析与排球从手刚发出相比较，排球恰好到达球网上边缘时解析与排球从手刚发出相比较，排球恰好到达球网上边缘时重力势能的增加量为重力势能的增加量为mg(Hh)0.6 J，A错误；排球恰好到达错误；排球恰好到达球网上边缘时的机械能为球网上边缘时的机械能为mghW1W222 J，B正确；排球恰正确；排球恰好到达球网上边缘时的动能为好到达球网上边缘时的动能为W1W2mg(Hh)15.28 J，C错误；与排球从手刚发出相比较，排球恰好到达球网上边缘时错误；与排球从手刚发出相比较，排球恰好到达球网上边缘时动能的减少量为动能的减少量为W2mg(Hh)4.72 J，D正确。正确。答案答案BD