【优化方案】高考物理总复习 第五章第四节 功能关系 能量守恒课件 新人教必修2

【解析】 小物块运动的位移为(x＋ L)，受到的拉力和摩擦力做功，由动 能定理得：(F－Ff)(x＋L)＝Ek1，故A 错误；小车仅受到摩擦力做功，由动 能定理得：Ffx＝Ek2，B正确；小物 块和小车组成的系统的机械能增加量
为非重力做功，即(F－Ff)(x＋L)＋ Ffx＝F(x＋L)－FfL，C错误；因摩擦 而产生的热量为摩擦力与相对路程之 积，即Q＝FfL，D正确． 【答案】 BD
知能演练强化闯关
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第四节 功能关系 能量守恒
基础梳理自学导引
一、功能关系 1．功是_能__量__转__化__的量度，即做了多 少功就有多少能量发生了转化． 2．做功的过程一定伴随着 __能__量__转__化___，而且__能__量__转__化__必通 过做功来实现．
二、能量守恒定律
能量既不会凭空产生，也不会凭空消 失，它只能从一种形式__转__化___为另 一种形式，或者从一个物体__转__移___ 到别的物体，在转化或转移的过程 中，能量的总量___保__持__不__变___．
•18、人自身有一种力量，用许多方式按照本人意愿控制和影响这种力量，一旦他这样做，就会影响到对他的教育和对他发生作用的环境。
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栏目 导引
即时应用
1．一带电小球在空中由A点运动到B 点的过程中,只受重力和电场力作用. 若重力做功－3 J,电场力做功1 J,则小 球的( )
(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产生两种可能 效果：①机械能全部转化为内能；② 有一部分机械能在相互摩擦的物体间 转移，另外部分转化为内能． (3)摩擦生热的计算：Q＝Ffl相对．
即时应用
2．一木块静止在光滑水平面上，被 水平方向飞来的子弹击中，子弹进入 木块的深度为2 cm，木块相对于桌面 移动了1 cm，设木块对子弹的阻力恒 定，则产生的内能和子弹损失的动能 之比是多少？
【名师点评】 理解做功与对应的能 量的转化关系，是解题的关键．
变式训练
(2012·江苏扬州调研)自然现象中蕴藏 着许多物理知识，如
图5－4－2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( )
图5－4－2
A．增大
B．变小
C．不变
D．不能确定
解析：选A.人对水做正功，则水的机 械能增大，由于水的动能仍为0，故 重力势力增大，A对
2gh2 .(2
分)
【名师点评】 传送带在日常生活和 生产中应用非常广泛，近几年高考中 与传送带运动相联系的问题也多次出 现．传送带上的物体因其受到的摩擦 力的大小和方向具有不确定性，往往 导致物体的运动有两个或两个以上的
过程(本题属临界问题，只有一个过 程)，因此要对各个过程进行做功和 能量转化问题分析，然后根据题目条 件求解．
•14、孩子在快乐的时候，他学习任何东西都比较容易。
•15、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。
•16、一个人所受的教育超过了自己的智力，这样的人才有学问。
•17、好奇是儿童的原始本性，感知会使儿童心灵升华，为其为了探究事物藏下本源。2021年12月2021/12/132021/12/132021/12/1312/13/2021
(2)某个物体的能量减少，一定存在 别的物体的能量增加，且减少量和增 加量相等．
2．应用定律解题的步骤 (1)分清共有多少种形式的能(如动能、势 能、电能、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．
(3)减少的总能量一定等于增加的总能 量，据此列出方程：ΔE 减＝ΔE 增．
二、摩擦力做功的特点 1．静摩擦力做功的特点 (1)静摩擦力可以做正功，可以做负功， 还可以不做功． (2)存在相互摩擦的系统内，一对静摩擦 力所做的总功为零．
(3)在静摩擦力做功的过程中，有机械 能的转移，而没有机械能转化为内能． 2．滑动摩擦力做功的特点 (1)滑动摩擦力可以对物体做正功，也可 以做负功，还可以不做功．
v0，两轮轴心间距为l，滑块滑到传送 带上后做匀加速运动，滑到传送带右 端C时，恰好加速到与传送带的速度 相同，求：
图5－4－4
(1)滑块到达底端B时的速度大小vB； (2)滑块与传送带间的动摩擦因数μ； (3)此过程中，由于克服摩擦力做功 而产生的热量Q.
【思路点拨】
解题样板
(1)滑块在由 A 到 B 的过程中机械能守恒， 可得：mgh＝12mv2B.(2 分) 解得：vB＝ 2gh.(1 分) (2)滑块在由 B 到 C 的过程中，应用动能 定理得：
•11、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。 •12、首先是教师品格的陶冶，行为的教育，然后才是专门知识和技能的训练。
第五章 机械能及其守恒定律
•13、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。2021/12/132021/12/13December 13, 2021
特别提醒：应用能量守恒定律解决有 关问题，关键是准确分析有多少种形 式的能在变化，求出减小的总能量和 增加的总能量，然后再依据能量守恒 列式求解.
题型探究讲练互动
题型1 功能关系的应用
例1 (2012·江西师大附中、临川联 考)如图5－4－1所示,质量为M，长度 为L的小车静止在光滑的水平面上,质 量为m的小物块,放在小车的最左端, 现用一水平力F作用在小物块上,小物
μmgl＝12mv20－12mv2B.(2 分) 解得 μ＝v20－2g2lgh.(1 分) (3)Q＝Ff·l 相对＝μmgl 相对(2 分) 由 l 相对＝v0t－vB＋2 v0t 和 v0＝vB＋μgt(2 分)
可得：l 相对＝v02－μgvB2＝v0－2μg2gh2，(2 分)
故 Q＝mv0－2
Q＝12mv2B－(12mv2C＋mg·2R) 解得：Q＝mgR.
【答案】
7 (1)2mgR
(2)mgR
【名师归纳】 在应用能量守恒定律
分析问题时，首先应抓住有几种形式
的能量参与了转化或转移，然后再利
用能量守恒定律列式求解．
题型3 传送带问题分析
例3 (满分样板 14分)(2012·杭州模 拟)如图5－4－4所示，一质量为m的滑 块从高为h的光滑圆弧形槽的顶端A处 无初速度地滑下，槽的底端B与水平 传送带相接，传送带的运行速度恒为
解析：由功能关系，摩擦产生的内能：
Q＝Ffl 相对． 子弹损失的动能等于合外力对子弹做功的
负值，即
ΔE
损 ＝ Ffl
子
，
所
以Q＝ ΔE损
l相对 l子
＝
l相对 l相对＋l木
＝
2＋2 1＝23.
答案：23
三、能量守恒定律的理解及应用
1．对定律的理解 (1)某种形式的能量减少，一定存在 另外形式的能量增加，且减少量和增 加量相等．
题型2 能量守恒定律的应用
例2 (2012·福州模拟)如图5－4－3 所示，光滑水平面AB与竖直面内的半 圆形导轨在B点相切，半圆形导轨的 半径为R.一个质量为m的物体将弹簧 压缩至A点后由静止释放，在弹力作 用下物体获得某一向右的速度后脱离
弹簧，当它经过B点进入导轨的瞬间 对轨道的压力为其重力的8倍，之后 向上运动恰能到达最高点C.(不计空 气阻力)试求： (1)物体在A点时弹簧的弹性势能． (2)物体从B点运动至C点的过程中产 生的内能．
图5－4－3
【解析】 (1)设物体在 B 点的速度为 vB，受到的弹力为 FNB，则有 FNB－mg＝mvR2B 又 FNB＝8mg 由能量转化与守恒可知： 弹性势能 Ep＝12mv2B＝72mgR.
(2)设物体在 C 点的速度为 vC，由题意可 知： mg＝mvR2C 物体由 B 点运动到 C 点的过程中，由能 量守恒得：
块与小车之间的摩擦力为Ff，经过一 段时间小车运动的位移为x，小物块 刚好滑到小车的右端，则下列说法中 正＋L) B．此时小车的动能为Ffx C．这一过程中，小物块和小车增加 的机械能为Fx－FfL D．这一过程中，因摩擦产生的热量 为FfL
【思路点拨】 题中涉及做功、动能 的变化、能的转化等问题，所以用功 能关系分析．
应从下面两方面去理解能量守恒定 律： 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．
要点透析直击高考
一、几种常见的功与能的关系 做功的过程必定伴随着能量的转化或 转移，能量的转化必须通过做功来完 成，功是能量转化的量度．
A．重力势能增加3 J B．电势能增加1 J C．动能减少3 J D．机械能增加1 J
解析：选AD.由小球运动过程中的功 能关系可知,重力做功－3 J,重力势能 增加3 J，选项A正确;电场力做功1 J, 电势能减小1 J，选项B错误；合外力 做功－2 J，动能减少2 J，选项C错 误；除重力外其他力做功1 J，机械 能增加1 J，选项D正确．