2019届一轮复习人教版 功能关系 能量守恒定律 课件(48张)

如图所示，在竖直平面内有一半径
为 R 的圆弧轨道，半径 OA 水平、OB 竖直，一 个质量为 m 的小球自 A 的正上方 P 点由静止开 始自由下落，小球沿轨道到达最高点 B 时对轨 mg 道压力为 。已知 AP＝2R，重力加速度为 g，则小球从 P 2 到 B 的运动过程中 A．重力做功 2mgR 1 C．克服摩擦力做功 mgR 2 ( 3 B．合力做功 mgR 4 D．机械能减少 2mgR )
B．动能增加了 2 000 J D．重力势能减小了 2 000 J
解析：根据动能定理得韩晓鹏动能的变化 ΔE＝WG＋Wf＝ 1 900 J－100 J＝1 800 J＞0， 故其动能增加了 1 800 J， 选项 A、 B 错误；根据重力做功与重力势能变化的关系 WG＝－ΔEp， 所以 ΔEp＝－WG＝－1 900 J＜0， 故韩晓鹏的重力势能减小了 1 900 J，选项 C 正确，D 错误。答案：C
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2．上端固定的一根细线下面悬挂一摆球，摆球在空气中摆动， 摆动的幅度越来越小，对此现象下列说法正确的是( A．摆球机械能守恒 B．总能量守恒，摆球的机械能正在减少，减少的机械能转 化为内能 C．能量正在消失 D．只有动能和重力势能的相互转化
解析：由于空气阻力的作用，摆球的机械能减少，机械能 不守恒，减少的机械能转化为内能，内能增加，能量总和 不变。 答案：B
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解析：物块沿斜面上滑，根据题述可知，物块所受滑动摩擦力 Ff H Ff ＝ 0.5mg ， 由 动 能 定 理 可 知 动 能 损 失 了 ＋ mgH ＝ sin 30° 2mgH，选项 A 正确，B 错误；由功能关系可知机械能损失了 FfH ＝mgH，选项 C 正确，D 错误。 sin 30° 答案：AC
)
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3．(2016· 四川高考)韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的 运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区” 保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功 1 900 J，他克 服阻力做功 100 J。韩晓鹏在此过程中 A．动能增加了 1 900 J C．重力势能减小了 1 900 J ( )
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重难点•师生互动
重难点一功能关系的理解及应用
1．几种常见的功能关系
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几种常见力做功 正功 重力 负功 弹簧等 的弹力 正功 负功
对应的能量变化 重力势能减少 重力势能增加 弹性势能减少 弹性势能增加
数量关系式 WG＝－ΔEp W弹＝－ΔEp
电场力
合力 重力以外 的其他力
正功 负功 正功 负功 正功 负功
电势能减少 电势能增加 动能增加 动能减少 机械能增加 机械能减少
W电＝－ΔEp
W合＝ΔEk W其＝ΔE
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2．两个特殊的功能关系 (1)滑动摩擦力与两物体间相对位移的乘积等于产生 的内能，即 Ffl 相对＝ΔQ 。 (2)感应电流克服安培力做的功等于产生的电能，即 W 克安＝ΔE 电。
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[典例]
第27课时
功能关系
能量守恒定律
(重点突破课)
基础点•自主落实 重难点•师生互动 课时达标检测
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基础点•自主落实
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[必备知识]
1．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的转化， 能量的转化可以 通过做功来实现。
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2．能量守恒定律 (1)内容：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。 (2)表达式：ΔE 减＝ ΔE增 。
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[解析]
由向心力公式可得，
v2 1 小球在 B 点的速度 v 满足 mg＋ mg＝m R ， 2 解得 v＝ 3 gR， 2
从 P 到 B 过程，重力做功等于重力势能减小量为 mgR， 1 2 3 3 动能增加量为 mv ＝ mgR，合力做功等于动能增加量 mgR， 2 4 4 3 1 机械能减少量为 mgR－ mgR＝ mgR， [答案] B
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[小题热身]
1．判断正误 (1)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。 (× ) (× )
(3)在物体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。 (5)一个物体的能量增加，必定有别的物体能量减少。 (√ ) (√ )
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解析：小球下落的整个过程中，开始时速度为零，结束时速 度也为零，所以小球动能的增量为 0，故 A 正确；小球下落 的整个过程中，重力做功 WG＝mgh＝mg(H＋x－L)，根据重 力做功量度重力势能的变化 WG＝－ΔEp 得： 小球重力势能的 增量为－mg(H＋x－L)，故 B 错误；根据动能定理得：WG＋ Wf＋W 弹＝0－0＝0，所以 W 弹＝－(mg－Ff)(H＋x－L)，根据 弹簧弹力做功量度弹性势能的变化 W 弹＝－ΔEp 得：弹簧弹 性势能的增量为(mg－Ff)(H＋x－L)， 故 C 正确； 系统机械能 的减少等于重力、弹力以外的力做的功，小球从开始下落至 最低点的过程，克服阻力做的功为：Ff(H＋x－L)，所以系统 机械能减小为：Ff(H＋x－L)，故 D 错误。 答案：AC
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(1)在应用功能关系解决具体问题的过程中，动能的变 化用动能定理分析。 (2)重力势能的变化用重力做功分析。 (3)机械能的变化用除重力和弹力之外的力做功分析。 (4)电势能的变化用电场力做功分析。
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[集训冲关]
1．(多选)如图所示，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， 加速度大小等于重力加速度的大小 g。 物块上升 的最大高度为 H，则此过程中，物块的 A．动能损失了 2mgH C．机械能损失了 mgH B．动能损失了 mgH 1 D．机械能损失了 mgH 2 ( )
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2．(多选)(2018· 青岛模拟)如图所示，一根原长为 L 的轻弹簧，下端固定在水平地面上，一个质量为 m 的小球，在弹簧的正上方从距地面高度为 H 处由静止下落压缩弹簧。若弹簧的最大压缩量为 x，小球下 落过程受到的空气阻力恒为 Ff，则小球从开始下落至最低 点的过程 A．小球动能的增量为 0 B．小球重力势能的增量为 mg(H＋x－L) C．弹簧弹性势能的增量为(mg－Ff)(H＋x－L) D．系统机械能减小 FfH ( )