【大纲版】2012高三物理一轮《金版新学案》课件第5章机械能守恒定律功能关系
高考物理一轮复习 第5章 机械能及其守恒律 第4节 功能关系 能量守恒律
取夺市安慰阳光实验学校第4节功能关系能量守恒定律知识点1 功能关系1．内容(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，而且能量的转化必须通过做功来实现．2．做功对应变化的能量形式(1)合外力的功等于物体的动能的变化．(2)重力做功等于物体重力势能的变化．(3)弹簧弹力做功等于弹性势能的变化．(4)除重力和系统内弹力以外的力做功等于物体机械能的变化．知识点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另一个物体，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变．2．适用范围能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律，是各种自然现象中普遍适应的一条规律．3．表达式(1)E初＝E末，初状态各种能量的总和等于末状态各种能量的总和．(2)ΔE增＝ΔE减，增加的那些能量的增加量等于减少的那些能量的减少量．1．正误判断(1)做功的过程一定会有能量转化．(√)(2)力对物体做了多少功，物体就有多少能．(×)(3)力对物体做功，物体的总能量一定增加．(×)(4)能量在转化或转移的过程中，其总量会不断减少．(×)(5)能量的转化和转移具有方向性，且现在可利用的能源有限，故必须节约能源．(√)(6)滑动摩擦力做功时，一定会引起能量的转化．(√)2．[功能关系的理解]自然现象中蕴藏着许多物理知识，如图541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541A．增大B．变小C．不变D．不能确定A[人缓慢推水袋，对水袋做正功，由功能关系可知，水的重力势能一定增加，A正确．]3．[摩擦生热的理解]如图542所示，木块A放在木板B的左端上方，用水平恒力F将A拉到B的右端，第一次将B固定在地面上，F做功W1，生热Q1；第二次让B在光滑水平面可自由滑动，F做功W2，生热Q2，则下列关系中正确的是( )【：92492233】图542A. W1<W2，Q1＝Q2B．W1＝W2，Q1＝Q2C．W1<W2，Q1<Q2D．W1＝W2，Q1<Q2A[设木板B长s，木块A从木板B左端滑到右端克服摩擦力所做的功W ＝F f s，因为木板B不固定时木块A的位移要比木板B固定时长，所以W1<W2；摩擦产生的热量Q＝F f l相对，两次都从木块B左端滑到右端，相对位移相等，所以Q1＝Q2，故选A.]4．[几种常见的功能关系应用](多选)悬崖跳水是一项极具挑战性的极限运动，需要运动员具有非凡的胆量和过硬的技术．跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设质量为m的运动员刚入水时的速度为v，水对他的阻力大小恒为F，那么在他减速下降深度为h的过程中，下列说法正确的是(g为当地的重力加速度)( )A．他的动能减少了(F－mg)hB．他的重力势能减少了mgh －12mv2C．他的机械能减少了FhD．他的机械能减少了mghAC[合力做的功等于动能的变化，合力做的功为(F－mg)h，A正确；重力做的功等于重力势能的变化，故重力势能减小了mgh，B错误；重力以外的力做的功等于机械能的变化，故机械能减少了Fh，C正确，D错误．]对功能关系的理解及应用1(1)做功的过程是能量转化的过程．不同形式的能量发生相互转化是通过做功来实现的．(2)功是能量转化的量度，功和能的关系，一是体现在不同的力做功，对应不同形式的能转化，具有一一对应关系，二是做功的多少与能量转化的多少在数量上相等．2．几种常见功能关系的对比各种力做功对应能的变化定量关系合力的功动能变化合力对物体做功等于物体动能的增量W合＝E k2－E k1重力的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W G＝－ΔE p＝E p1－E p2弹簧弹力的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1．(多选)(2017·枣庄模拟)如图543所示，取一块长为L的表面粗糙的木板，第一次将其左端垫高，让一小物块从板左端的A点以初速度v0沿板下滑，滑到板右端的B点时速度为v1；第二次保持板右端位置不变，将板放置水平，让同样的小物块从A点正下方的C点也以初速度v0向右滑动，滑到B点时的速度为v2.下列说法正确的是( )图543A．v1一定大于v0B．v1一定大于v2C．第一次的加速度可能比第二次的加速度小D．两个过程中物体损失的机械能相同BCD[物块向下滑动的过程中受到重力、支持力和摩擦力的作用，若重力向下的分力大于摩擦力，则物块做加速运动，若重力向下的分力小于摩擦力，则物块做减速运动．故A错误；斜面的倾角为θ时，物块受到滑动摩擦力：f1＝μmg cos θ，物块克服摩擦力做功W1＝f1L＝μmg cos θ·L.板水平时物块克服摩擦力做功：W2＝μmg·L cos θ＝W1.两次克服摩擦力做的功相等，所以两个过程中物体损失的机械能相同；第一次有重力做正功．所以由动能定理可知第一次的动能一定比第二次的动能大，v1一定大于v2，故B、D正确．物块向下滑动的过程中受到重力、支持力和摩擦力的作用，若重力向下的分力大于摩擦力，则：a1＝mg sin θ－fm，板水平时运动的过程中a2＝fm，所以第一次的加速度可能比第二次的加速度小，故C正确．]2．(多选)(2017·青岛模拟)如图544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F f，则小球从开始下落至最低点的过程( )【：92492234】图544A．小球动能的增量为零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－F f)(H＋x－L)D．系统机械能减小F f HAC[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W G＝mgh＝mg(H＋x－L)，根据重力做功量度重力势能的变化W G＝－ΔE p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：W G＋W f＋W弹＝0－0＝0，所以W弹＝－(mg－F f)(H＋x－L)，根据弹簧弹力做功量度弹性势能的变化W弹＝－ΔE p得：弹簧弹性势能的增量为(mg－F f)(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，所以小球从开始下落至最低点的过程，克服阻力做的功为：F f(H＋x－L)，所以系统机械能减小为：F f(H＋x－L)，故D 错误．]功能关系的应用技巧1．在应用功能关系解决具体问题的过程中，若只涉及动能的变化用动能定理分析，W总＝ΔE k.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，即W G ＝－ΔE p.3．只涉及机械能变化用除重力和弹力之外的力做功与机械能变化的关系分析，即W其他＝ΔE.4．只涉及电势能的变化用电场力做功与电势能变化的关系分析，即W电＝－ΔE p.对能量守恒定律的理解及应用1(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．(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．能量转化问题的解题思路(1)当涉及滑动摩擦力做功，机械能不守恒时，一般应用能的转化和守恒定律．(2)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ΔE减和增加的能量总和ΔE 增，最后由ΔE减＝ΔE增列式求解．[多维探究]●考向1 涉及弹簧的能量守恒定律问题1．如图545所示，两物块A、B通过一轻质弹簧相连，置于光滑的水平面上，开始时A和B均静止．现同时对A、B施加等大反向的水平恒力F1和F2，使两物块开始运动，运动过程中弹簧形变不超过其弹性限度．在两物块开始运动以后的整个过程中，对A、B和弹簧组成的系统，下列说法正确的是( )图545A．由于F1、F2等大反向，系统机械能守恒B．当弹簧弹力与F1、F2大小相等时，A、B两物块的动能最大C．当弹簧伸长量达到最大后，A、B两物块将保持静止状态D．在整个过程中系统机械能不断增加B[在弹簧一直拉伸的时间内，由于F1与A的速度方向均向左而做正功，F2与B的速度方向均向右而做正功，即F1、F2做的总功大于零，系统机械能不守恒，选项A错误；当弹簧对A的弹力与F1平衡时A的动能最大，此时弹簧对B的弹力也与F2平衡，B的动能也最大，选项B正确；弹簧伸长量达到最大时，两物块速度为零，弹簧弹力大于F1、F2，之后两物块将反向运动而不会保持静止状态，F1、F2对系统做负功，系统机械能减少，选项C、D均错误．]2.如图546所示，固定斜面的倾角θ＝30°，物体A与斜面之间的动摩擦因数μ＝32，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，B的质量为m，初始时物体A到C点的距离为L.现给A、B一初速度v0>gL，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．已知重力加速度为g，不计空气阻力，整个过程中，轻绳始终处于伸直状态，求：图546(1)物体A向下运动刚到C点时的速度；(2)弹簧的最大压缩量；(3)弹簧的最大弹性势能.【：92492235】【解析】(1)A与斜面间的滑动摩擦力f＝2μmg cos θ，物体从A向下运动到C点的过程中，根据能量守恒定律可得：2mgL sin θ＋12·3mv20＝12·3mv2＋mgL＋fL解得v＝v20－gL.(2)从物体A接触弹簧，将弹簧压缩到最短后又恰回到C点，对系统应用动能定理－f·2x＝0－12×3mv2解得x＝v202g－L2.(3)弹簧从压缩到最短到恰好能弹到C点的过程中，对系统根据能量守恒定律可得：E p＋mgx＝2mgx sin θ＋fx所以E p＝fx＝3mv204－3mgL4.【答案】(1)v20－gL(2)v202g－L2(3)3mv204－3mgL4●考向2 能量守恒定律与图象的综合应用3．将小球以10 m/s 的初速度从地面竖直向上抛出，取地面为零势能面，小球在上升过程中的动能E k 、重力势能E p 与上升高度h 间的关系分别如图547中两直线所示．g 取10 m/s 2，下列说法正确的是( )图547A ．小球的质量为0.2 kgB ．小球受到的阻力(不包括重力)大小为0.20 NC ．小球动能与重力势能相等时的高度为2013 mD ．小球上升到2 m 时，动能与重力势能之差为0.5 JD [在最高点，E p ＝mgh 得m ＝0.1 kg ，A 项错误；由除重力以外其他力做功E 其＝ΔE 可知：－fh ＝E 高－E 低，E 为机械能，解得f ＝0.25 N ，B 项错误；设小球动能和重力势能相等时的高度为H ，此时有mgH ＝12mv 2，由动能定理得：－fH －mgH ＝12mv 2－12mv 20，解得H ＝209 m ，故C 项错；当上升h ′＝2 m 时，由动能定理得：－fh ′－mgh ′＝E k2－12mv 20，解得E k2＝2.5 J ，E p2＝mgh ′＝2 J ，所以动能与重力势能之差为0.5 J ，故D 项正确．]摩擦力做功与能量的转化关系1.(1)从功的角度看，一对滑动摩擦力对系统做的功等于系统内能的增加量． (2)从能量的角度看，是其他形式能量的减少量等于系统内能的增加量． 2．两种摩擦力做功情况比较静摩擦力滑动摩擦力不同点能量的转化方面只有能量的转移，而没有能量的转化既有能量的转移，又有能量的转化一对摩擦力的总功方面一对静摩擦力所做功的代数和等于零一对滑动摩擦力所做功的代数和不为零，总功W ＝－F f ·l相对，产生的内能Q ＝F f ·l 相对相同点正功、负功、不做功方面两种摩擦力对物体可以做正功、负功，还可以不做功[电动机的带动下，始终保持v 0＝2 m/s 的速率运行，现把一质量为m ＝10 kg 的工件(可看做质点)轻轻放在皮带的底端，经过时间1.9 s ，工件被传送到h ＝1.5 m 的高处，g 取10 m/s 2，求：图 5-4-8(1)工件与传送带间的动摩擦因数； (2)电动机由于传送工件多消耗的电能． 【自主思考】(1)1.9 s 内工件是否一直加速？应如何判断？提示：若工件一直匀加速，由v m 2×t ＝hsin θ可得：工件的最大速度v m ＝61.9m/s>v 0，故工件在1.9 s 内应先匀加速运动再匀速运动．(2)工件在上升过程中其所受的摩擦力是否变化？ 提示：变化，先是滑动摩擦力，后是静摩擦力．(3)电动机传送工件的过程中多消耗的电能转化成了哪几种能量？ 提示：工件的动能、重力势能及因摩擦力做功产生的热量三部分． 【解析】 (1)由题图可知，皮带长x ＝hsin θ＝3 m ．工件速度达v 0前，做匀加速运动的位移x 1＝v t 1＝v 02t 1匀速运动的位移为x －x 1＝v 0(t －t 1) 解得加速运动的时间t 1＝0.8 s 加速运动的位移x 1＝0.8 m所以加速度a ＝v 0t 1＝2.5 m/s 2由牛顿第二定律有：μmg cos θ－mg sin θ＝ma解得：μ＝32.(2)从能量守恒的观点，显然电动机多消耗的电能用于增加工件的动能、势能以及克服传送带与工件之间发生相对位移时摩擦力做功产生的热量．在时间t 1内，皮带运动的位移x 皮＝v 0t 1＝1.6 m在时间t 1内，工件相对皮带的位移x 相＝x 皮－x 1＝0.8 m在时间t 1内，摩擦生热Q ＝μmg cos θ·x 相＝60 J工件获得的动能E k ＝12mv 20＝20 J工件增加的势能E p ＝mgh ＝150 J电动机多消耗的电能W ＝Q ＋E k ＋E p ＝230 J.【答案】 (1)32 (2)230 J[母题迁移]●迁移1 水平传送带问题1．如图549所示，质量为m 的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v 匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对静止这一过程中，下列说法正确的是( )【：92492236】 图549A ．电动机做的功为12mv 2B ．摩擦力对物体做的功为mv 2C ．传送带克服摩擦力做的功为12mv 2D ．电动机增加的功率为μmgvD [由能量守恒可知，电动机做的功等于物体获得的动能和由于摩擦而产生的内能，选项A 错误；对物体受力分析知，仅有摩擦力对物体做功，由动能定理知，其大小应为12mv 2，选项B 错误；传送带克服摩擦力做功等于摩擦力与传送带对地位移的乘积，可知这个位移是物体对地位移的两倍，即W ＝mv 2，选项C 错误；由功率公式知电动机增加的功率为μmgv ，选项D 正确．]●迁移2 倾斜传送带 逆时针转动 2．(多选)(2017·太原模拟)如图5410所示，与水平面夹角为θ＝37°的传送带以恒定速率v ＝2 m/s沿逆时针方向运动．将质量为m ＝1 kg 的物块静置在传送带上的A 处，经过1.2 s 到达传送带的B 处．已知物块与传送带间的动摩擦因数为μ＝0.5，其他摩擦不计，物块可视为质点，重力加速度g 取10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.下列对物块从传送带A 处运动到B 处过程的相关说法正确的是( )【：92492237】图5410A ．物块动能增加2 JB ．物块机械能减少11.2 JC ．物块与传送带因摩擦产生的热量为4.8 JD ．物块对传送带做的功为－12.8 JBC [由题意可知μ<tan 37°，因而物块与传送带速度相同后仍然要加速运动．物块与传送带速度相同前，由牛顿第二定律有mg (sin θ＋μcos θ)＝ma 1，v ＝a 1t 1，x 1＝12a 1t 21， 解得a 1＝10 m/s 2，t 1＝0.2 s ，x 1＝0.2 m ，物块与传送带速度相同后，由牛顿第二定律有mg (sin θ－μcos θ)＝ma 2，v ′＝v ＋a 2t 2，x 2＝vt 2＋12a 2t 22，而t 1＋t 2＝1.2 s ，解得a 2＝2 m/s 2，v ′＝4 m/s ，x 2＝3 m ，物块到达B 处时的动能为E k ＝12mv ′2＝8 J ，选项A 错误；由于传送带对物块的摩擦力做功，物块机械能变化，摩擦力做功为W f ＝μmgx 1cos θ－μmgx 2cos θ＝－11.2 J ，故机械能减少11.2 J ，选项B 正确；物块与传送带因摩擦产生的热量为Q ＝μmg (vt 1－x 1＋x 2－vt 2)cos θ＝4.8 J ，选项C 正确；物块对传送带做的功为W ＝－μmgvt 1cos θ＋μmgvt 2cos θ＝6.4 J ，选项D 错误．]1．水平传送带：共速后不受摩擦力，不再有能量转化．倾斜传送带：共速后仍有静摩擦力，仍有能量转移．2．滑动摩擦力做功，其他形式的能量转化为内能；静摩擦力做功，不产生内能．3．公式Q＝F f·l相对中l相对为两接触物体间的相对位移，若物体在传送带上做往复运动时，则l相对为总的相对路程．。
2012《金版新学案》高三一轮(人教版)物理课件必修2第5章
3．选纸带：分两种情况说明 (1)应选点迹清晰，且1、2两点间距离小于或接近2 mm的纸带．若 1、2两点间的距离大于2 mm，这是由于先释放纸带，后接通电源造成 的．这样，第1个点就不是运动的起始点了，这样的纸带不能选． 1 1 2 (2)用 mvB － mvA2＝mgΔh验证时，由于重力势能的相对性， 处 2 2 理纸带时，选择适当的点为基准点，这样纸带上打出的第1、2两点间 的距离是否为2 用． mm就无关紧要了，所以只要后面的点迹清晰就可选
图线为通过坐标原点的一条直线，所求g′与g基本相等(不说明“通 过坐标原点”也给分)
某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．弧形轨道 末端水平，离地面的高度为H.将钢球从轨道的不同高度h处静止释放， 钢球的落点距轨道末端的水平距离为x.
(1)若轨道完全光滑，x2与h的理论关系应满足x2＝________(用H、 h表示)．
(2)该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示：
பைடு நூலகம்
h(10－1m)
x2(10－1m2)
2.00
2.62
3.00
3.89
4.00
5.20
5.00
6.53
6.00
7.78
请在坐标系上作出x2－h关系图． (3)对比实验结果与理论计算得到的 x2－h关系图线(如图所示 )，自 同一高度静止释放的钢球，水平抛出的速率________(填“小于”或“大
铁架台(含铁夹)、打点计时器、学生电源、纸带、复写纸、导线、 毫米刻度尺、重物(带纸带夹)．
一、实验步骤
1．按图所示将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，
接好电路．
2．打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点 计时器的限位孔用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方．先 接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落． 更换纸带重复做3～5次实验．
《金新学案》安徽省高三物理一轮 第5章 机械能及其守恒定律 第一讲课件
11．摩擦力的做功特点 一、滑动摩擦力做功的特点 1．滑动摩擦力可以对物体做负功 当滑动摩擦力阻碍物体运动时，为阻力，对物 体做负功．
如右图所示，水平桌面上，一质量为m的物体 在拉力F的作用下发生的位移为l，物体与桌面 的动摩擦因数为μ，分析摩擦力对物体做功情 况如何？
它击中斜坡时重力做功的功率是( )
A．mgv0cot θ
B．mgv0tan θ
C．2mgv0cot θ
D．2mgv0tan θ
解析： 设小球平抛后经过 t 击中斜坡，则有
tan θ＝12vg0tt2，gt＝2v0tan θ，小球击中斜坡时重 力做功的功率 P＝mg·v 竖＝mg·gt＝2mgv0tan θ，
①当力的大小不变，而方向始终与运动方向相同或 相反时，这类力的功等于力和路程(不是位移)的乘 积，如滑动摩擦力、空气阻力做功，等等．
三、机动车两种启动方式
对机动车等交通工具，在启动的时候，通常 有两种启动方式，即以恒定功率启动和以恒 定加速度启动．现比较如下：
1.起重机以 1 m/s2 的加速度将质量为 1 000 kg 的 货物由静止开始匀加速向上提升，若 g 取 10 m/s2，
②v 为瞬时速度，则 P 为_瞬__时__功__率___．
4．额定功率：机械__正__常__工__作__时输出的 _最__大___功率．
5．实际功率：机械__实__际__工__作__时输出的 功率．要求_小__于__或__等__于___额定功率．
•1、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。 •2、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。 •3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 •4、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。 •5、诚实比一切智谋更好，而且它是智谋的基本条件。 •6、做老师的只要有一次向学生撒谎撒漏了底，就可能使他的全部教育成果从此为之失败。2022年1月2022/1/182022/1/182022/1/181/18/2022 •7、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。2022/1/182022/1/18January 18, 2022 •8、教育者，非为已往，非为现在，而专为将来。2022/1/182022/1/182022/1/182022/1/18
高考物理一轮复习专题课件5 专题3 机械能守恒定律《功能关系》
具体表现在：
(1)只受重力(或弹簧弹力)，例如：如下图所示．图中不 计空气阻力，球在摆动过程中，只受重力和弹簧与球间的弹 力，这两个力均做功，球与弹簧组成的系统机械能守恒，但 对球来说，机械能不守恒．
(2)受其他力，但其他力不做功．如：物体沿光滑的固 定曲面下滑，尽管受到支持力，但支持力不做功．
(3) 动能定理侧重于解决一个研究对象受合外力做功的 影响，而引起自身动能的变化，即外界因素与自身变化的关 系；而机械能守恒定律是排除外界因素对系统的影响，研究 系统内两个或多个研究对象之间动能和势能相互影响、相互
转化的规律．
二、常见的几种功能关系 对应不同形 式能的变化
不同的力做功 合外力的功(所 有外力的功)
二、机械能守恒定律 1.内容：在只有 重力或弹力 做功的情形下，物体的 动能与势能发生相互转化，但机械能的总量 保持不变 ． 2．三种表达式：
(1)守恒思想：Ek1＋Ep1＝ Ek2＋Ep2 (2)转化思想：ΔE ＝ －ΔEp .
k
.
(3)转移思想：ΔEA增＝ΔEB减．
♦重点辨析 (1) 机械能守恒的研究对象一定是系统，应包括地球在 内，因为重力势能就是物体和地球共有的．另外物体动能表 达式中的v，也是相对地面的速度．
机械能守恒△E＝0
除重力和弹力之外的力做 多少正功，物体的机械能 就增加多少；除重力和弹 力之外的力做多少负功， 物体的机械能就减少多少 W除G、F外＝△E
除重力和弹力之 外的力做的功
机械能变化
对应不同形 不同的力做功 式能的变化
电场力的功 电势能变化 分子势能变 化 内能变化
和ΔEk的值；
高考物理一轮复习第五章机械能4功能关系能量守恒定律课件
2021/4/17
高考物理一轮复习第五章机械能4功能关系能量
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守恒定律课件
结束语
同学们，你们要相信梦想是价值的源泉，相信成 功的信念比成功本身更重要，相信人生有挫折没 有失败，相信生命的质量来自决不妥协的信念，
考试加油。
2.功能关系的选用技巧: (1)若只涉及动能的变化,则首选动能定理分析。 (2)若只涉及重力势能的变化,则采用重力做功与重力势能的关系分析。 (3)若只涉及机械能变化,用除重力、系统内弹力之外的力做功与机械能变化的 关系分析。 (4)只涉及电势能的变化,用电场力与电势能变化关系分析。
【典例·通法悟道】 【典例1】 (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(M>m)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.两滑块组成的系统机械能守恒 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.两滑块组成的系统机械能损失等于M克服摩擦力做的功
(1)0～1 s内,A、B的加速度大小aA、aB。 (2)B相对A滑行的最大距离x。 (3)0～4 s内,拉力做的功W。 (4)0～4 s内系统产生的摩擦热Q。
【解析】(1)在0～1 s内,A、B两物体分别做匀加速直线运动
根据牛顿第二定律得μmg=MaA F1-μmg=maB 代入数据得aA=2 m/s2,aB=4 m/s2。 (2)t1=1 s后,拉力F2=μmg,铁块B做匀速运动,速度大小为v1:木板A仍做匀 加速运动,又经过时间t2,速度与铁块B相等。 v1=aBt1 又v1=aA(t1+t2) 解得t2=1 s
《金新学案》高三物理一轮复习 第五章 第1讲 功 功率课件 新人教
• 分别求出每一个力做的功：W1＝F1x1cos α1， W2＝F2x2cos α2，W3＝F3x3cos α3，……再 把各个外力的功求代数和，即：W总＝W1＋ W2＋W3＋……
• 某一个力是否做功及做功的多少与物体的 运动性质及有无其他力做功无关．
• 1－1：一滑块在水平地面上沿直线滑行， t＝0时其速度为1 m/s，从此刻开始滑块 运动方向上再施加一水平作用力F，力F 和滑块的速度v随时间的变化规律分别如 下图甲和乙所示．设在第1 s内、第2 s内、 第3 s内力F对滑块做的功分别为W1、W2、 W3，则以下关系正确的是( )
• 车M静止在光滑水平轨道上，球m用细线 悬挂在车上，由右图中的位置无初速度地 释放，则可判断在球下摆过程中绳的拉力 对车做正功．因为绳的拉力使车的动能增 加了．又因为M和m构成的系统的机械能 是守恒的，M的机械能增加等于m的机械
• 作用力和反作用力虽然等大反向，但由于 其作用在两个物体上，产生的位移效果无 必然联系，故作用力和反作用力的功不一 定一正一负，大小相等．
考点速查
考向解读
功，功率 Ⅱ
1.高考对本章的考查主要 包括功和功率的计算、
动能和动能定理
动能定理、机械能守恒
Ⅱ
定律以及能量的转化和
重力做功与重力势能 守恒定律，考查的特点
Ⅱ
是灵活性强、综合面
功能关系、机械能守 大、能力要求高．
恒定律及其应用 2.本章知识宜与其他部分
Ⅱ
知识结合，考查的题
第1讲 功 功率
开始至t0时刻做的功是W1，从t0至2t0时刻
做的功是W2，则
()
• A．x2＝5x1，v2＝3v1 v2＝5v1
• C．x2＝5x1，W2＝8W1 W2＝9W1
2012《金版新学案》高三一轮(人教版)物理课件：必修2第5章第一讲 功和功率
)
B．4 500 J ． D．5 500 J ．
货物的加速度向上，由牛顿第二定律有F－mg＝ma，起 货物的加速度向上，由牛顿第二定律有 － ＝ ，
1 2 重机的拉力F＝ ＋ ＝ 重机的拉力 ＝mg＋ma＝11 000 N，货物的位移是 ＝ at ＝0.5 m，做 ，货物的位移是x＝ ， 2 功为5 功为 500 J.
功，功率 动能和动能定理 重力做功与重力势能 功能关系， 功能关系，机械能守恒定律及其应用 实验： 实验：探究动能定理 实验： 实验：验证机械能守恒定律
Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ
第一讲 功和功率
一、功 1．做功的两个不可缺少的因素：力和物体在 ．做功的两个不可缺少的因素： 生的位移． 生的位移． 2．功的公式：W＝ ．功的公式： ＝ Flcos α 其中F为恒力 为恒力， 为 的方向 ， 其中 为恒力 ， α为 F的方向 标 (矢、标)量． 矢 量 力的方向 上 发
P F v－ f P (1)当 >Ff时，汽车将做加速运动，加速度为：a＝ 汽车将做加速运动，加速度为： ＝ 当 ，而速度 v0 m 增大， 减小， 达到最大． 即为这种情况． 增大，则a减小，当a＝0时，速度 达到最大．图象 即为这种情况． 减小 ＝ 时 速度v达到最大 图象C即为这种情况 P (2)当 ＝Ff时，汽车将做匀速运动．图象 即为这种情况． 当 汽车将做匀速运动．图象B即为这种情况 即为这种情况． v0 P Ff－ v P (3)当 <Ff时，汽车将做减速运动，加速度为：a＝ 汽车将做减速运动，加速度为： ＝ 当 ，而速度 v0 m 减小， 减小， 达到最小． 即为这种情况． 减小，则a减小，当a＝0时，速度 达到最小．图象 即为这种情况． 减小 ＝ 时 速度v达到最小 图象D即为这种情况
高三物理一轮总复习 第5章《机械能及其守恒定律》4 功能关系 能量守恒定律课件 新人教版
[解析] 对小木块，相对滑动时，由 ma＝μmg 得：加速度 a＝μg，
由 v＝at 得：达到相对静止所用时间 t＝μvg.
(1)小木块的位移 x1＝v2t＝2vμ2g. (2)传送带始终匀速运动，路程 x2＝vt＝μvg2.
(3)小木块获得的动能 Ek＝12mv2.
(4)产生的热量 Q＝μmg(x2－x1)＝12mv2.
[答案]
v2 (1)2μg
v2 (2)μg
(3)12mv2
(4)12mv2
变式训练 2 如图所示，AB 为半径 R＝0.8 m 的14光滑圆弧轨道， 下端 B 恰与小车右端平滑对接．小车质量 M＝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 μ＝0.3，当车运动了 t0＝1.5 s 时，车被地 面装置锁定(g＝10 m/s2)．试求：
考点一 功能关系的应用
功是能量转化的量度．力学中的功与对应的能量的变化关系如下
表所示：
功
能量改变
关系式
W 合：合外力的功(所有外 力的功)
动能的改变量(ΔEk)
W 合＝ΔEk
WG：重力的功
重力势能的改变量(ΔEp)
W 弹：弹簧弹力做的功 弹性势能的改变量(ΔEp)
W 其他：除重力或系统内弹
簧弹力以外的其他外力 机械能的改变量(ΔE)
【答案】 D
考点二 摩擦力做功与能量的关系 1.摩擦生热的两个角度： (1)从功的角度看，一对滑动摩擦力对系统做的功等于系统内能的 增加量． (2)从能量的角度看，其他形式能量的减少量等于系统内能的增加 量．
高考物理一轮总复习 第五章 机械能 第4讲 功能关系 能量守恒定律课件(必修2)
小车受到水平向右的摩擦力 f 作用，对地位移为 x，根据 动能定理同样有 fx＝E′k－0，选项 B 错误．在这一过程， 物块和小车增加的机械能等于增加的动能，即 Ek＋E′k＝ F(x＋L)－fL，选项 C 正确．此过程中系统产生的内能等于系 统克服滑动摩擦力做功，即 Q＝f(x＋L)－fx＝fL，选项 D 正 确．
(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ； (2)弹簧的最大弹性势能Epm. [思维启迪] (1)判断物体到达C点时，原来在A点的动 能和重力势能转化成了何种能量． (2)分析物体由A到D的整个过程中，能量如何转化． [尝试解答] (1)物体从开始位置A点到最后D点的过程 中，弹性势能没有发生变化，动能和重力势能减少，机械能 的减少量为ΔE＝ΔEk＋ΔEp＝12mv20＋mglADsin37°①
[解析] 除重力、弹力以外的力做功时，物体的机械能 才会变化，一个系统的机械能增大，一定是除重力、弹力以 外的力对系统做正功．重力做功时物体的动能和重力势能之 间相互转化，不影响物体的机械能的总和．故 A 错误；除重 力以外的力做功时，物体的机械能才会变化．“合外力”“拉 力”没有说清楚(若是只有重力)．故 B、C 错误．如果摩擦力 对系统做正功，系统的机械能可以增大．故 D 正确．
[答案] D
2．(多选)如图所示，在升降机内固定一光滑的斜面体， 一轻弹簧的一端连在位于斜面体上方的固定木板 B 上，另一 端与质量为 m 的物块 A 相连，弹簧与斜面平行．整个系统由 静止开始加速上升高度 h 的过程中( )
A．物块 A 的重力势能增加量一定等于 mgh B．物块 A 的动能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉 力对其做功的代数和 C．物块 A 的机械能增加量等于斜面的支持力和弹簧的 拉力对其做功的代数和 D．物块 A 和弹簧组成的系统的机械能增加量等于斜面 对物块的支持力和 B 对弹簧的拉力做功的代数和 [答案] CD
高考物理一轮复习 第五章 机械能 第4节 功能关系 能量守恒定律课件
质点P从a点正上方高H处自由下落,经过轨道后从b点冲出竖直上抛,上升
2
的最大高度为 H,空气阻力不计,当质点下落再经过轨道
a点冲出时,能上
3
升的最大高度h为(
)
关闭
根据动能定理研究质点第一次在半圆轨道中得
mg -
2
3
1
+(-Wf)=0,Wf 为质点克服摩擦力做功大小, Wf= 3mgH。质点
第二次在半圆轨道中运动时,对应位置处速度变小,因此半圆轨道对
动能定理得
1
μmgl=2 2
1
(F-μmg)·(l+L)=2 2
又由同时性可得 =
其中 = , =
-
解得 l=-2 。
(2)由功能关系知,拉力F做的功等于A、B动能的增加量和A、B间产生的内
能,
1
1
即有 F(l+L)= + 2+Q
)
4
A. mgR
3
1
B.mgR
3
关闭
C. mgR
D. mgR
2
1
2
4
2 1
铁块滑至最低点时,满足 FN-mg= ,而 FN =1.5mg,则 mv = mgR,由
2
4
能量守恒定律可得铁块下滑过程中损失的机械能
1
3
ΔE=mgR- mv 2 = mgR,选项 D 正确。
2
4
D 12/9/2021
第十四页，共四十九页。
×
关闭
解析
解析
答案
答案
-15命题(mìng
命题(mìng
高考物理一轮复习第5章机械能及其守恒定律第4讲功能关系能量守恒定律课件
跳水运动员入水后，受到竖直向下的重力 mg＝600 N，水对他的阻力 f ＝2400 N，由牛顿第二定律有，f－mg＝ma，解得 a＝30 m/s2，A 正确；运 动员从 10 m 高跳台自由下落 h＝10 m 时的速度 v1＝ 2gh＝10 2 m/s，由 v21－v22＝2aH，解得入水后下降 H＝2.5 m 时速度 v2＝5 2 m/s，他的动量 减少了 mv1－mv2＝300 2 kg·m/s，B 错误；在入水后下降 H＝2.5 m 的过 程中，合外力做的功 W＝mgH－fH＝－4500 J，根据动能定理可知，他的 动能减少了 4500 J，C 正确；在入水后下降 H＝2.5 m 的过程中，他克服水 的阻力做的功为 Wf＝fH＝6000 J，根据功能关系，他的机械能减少了 6000 J，D 错误。
能的变化
定量关系
弹性势 能变化
电势能 变化
(1)弹力做正功，弹性势能减少 (2)弹力做负功，弹性势能增加 (3)WF＝－ΔEp＝Ep1－Ep2 (1)电场力做正功，电势能减少 (2)电场力做负功，电势能增加 (3)W 电＝－ΔEp (1)安培力做正功，电能减少
电能变化 (2)安培力做负功，电能增加
(3)W 安＝－ΔE 电
复习课件
高考物理一轮复习第5章机械能及其守恒定律第4讲功能关系能量守恒定律课守恒定律第4讲功能关系能量
1
守恒定律课件
第4讲 功能关系 能 量守恒定律
主干梳理 对点激活
知识点
功能关系 Ⅱ
1．能的概念：一个物体能对外做功，这个物体就具有能量。
2．功能关系
A．他的加速度大小为 30 m/s2 B．他的动量减少了 300 kg·m/s C．他的动能减少了 4500 J D．他的机械能减少了 4500 J
《金版新学案》安徽省高三物理一轮 第5章 机械能及其守恒定律 第二讲课件
二、运用动能定理需注意的问题
1．明确研究对象和研究过程，找出始、末 状态的速度情况
2．要对物体进行正确的受力分析(包括重力、 弹力等)，明确各力做功的大小及正、负情 况．
3．有些力在运动过程中不是始终存在的， 若物体运动过程中包含几个物理过程，物体 运动状态、受力情况等均发生变化，则在考 虑外力做功时，必须根据不同情况，分别对 待．
取最上面一小块为研究对象，设其质量为 m0， 运动到 B 点时速度正好减到 0，根据动能定理
m0g3Lsin θ－μm0g3Lcos θ＝0－12m0v2 得 x＝3L. 答案： (1)2tan θ (2)停在 B 端 (3)3L
注意运动过程的灵活选取．
2－1：(2010·山东理综)如下图所示，四分之一圆轨 道 OA 与水平轨道 AB 相切，它们与另一水平轨道 CD 在同一竖直面内，圆轨道 OA 的半径 R＝0.45 m， 水平轨道 AB 长 l1＝3 m，OA 与 AB 均光滑．一滑 块从 O 点由静止释放，当滑块经过 A 点时，静止在 CD 上的小车在 F＝1.6 N 的水平恒力作用下启动， 运动一段时间后撤去力 F.当小车在 CD 上运动了 l2 ＝3.28 m 时速度 v＝2.4 m/s，此时滑块恰好落入小 车中．已知小车质量 M＝0.2 kg，与 CD 间的动摩擦 因数 μ＝0.4.(取 g＝10 m/s2)求：
好停止在长直水平台面的右边缘．
解析： (1)设水平推力为 F1，杯子所受摩擦力 的大小为 Ff，滑行的距离为 x1，由动能定理， 得 F1x0－Ffx1＝0， 得 Ff＝0.2 N① 撤去外力后杯子滑行过程中，由牛顿第二定律， 得 Ff＝ma，得 a＝2 m/s2② 设撤去外力后滑行时间为 t，则 x1－x0＝12at2③
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练规范、练技能、练速度
第三讲
机械能守恒定律
功能关系
一、机械能守恒条件的理解
1．机械能守恒的条件
只有重力、弹力做功，可以重点从两个方面理解只有重力做功的情况源自(1)物体运动过程中只受重力．
(2)物体虽受重力之外的其他力，但其他力不做功．
2．常见的几种情况分析
(1)水平面上物体做匀速直线运动或匀速圆周运动，其机械能保持不变．
(2)光滑斜面上的物体沿斜面匀加速下滑或匀减速上滑时机械能守恒．若物体受摩擦 力或其他力作用匀速下滑或匀速上滑，则机械能不守恒． (3)物体在竖直面内的光滑轨道上运动时，轨道支持力不做功，则机械能守恒． (4)细线悬挂的物体在竖直平面内摆动，悬线的拉力不做功，则机械能守恒． (5)抛体运动．如平抛、斜抛，不考虑空气阻力的过程中机械能守恒．
功或对物体做功的代数和为零，则系统的机械能仍守恒．
3．动能定理一般适用于单个物体的情况，用于物体系统的情况在高中阶段非常 少见；而机械能守恒定律也适用于由两个(或两个以上的)物体所组成的系统． 4．物体所受的合外力做的功等于动能的改变；除重力(和弹力)以外的其他力做的 总功等于机械能的改变．
5．联系：由动能定理可以推导出机械能守恒定律． 机械能守恒定律能解决的问题，动能定理一定能解决．
二、机械能守恒定律与动能定理的区别与联系 机械能守恒定律和动能定理是力学中的两条重要规律，在物理学中 占有重要的地位． 1．共同点：机械能守恒定律和动能定理都是从做功和能量变化的角 度来研究物体在力的作用下状态的变化．表达这两个规律的方程式是标 量式．
2．不同点：机械能守恒定律的成立有条件限制，即只有重力、(弹簧)弹力做功； 而动能定理的成立没有条件限制，它不但允许重力做功还允许其他力做功． 但要注意： 机械能守恒的条件是“在只有重力做功或弹力做功的情况下”，“只有重力做功 ”不等于“只受重力作用”，若物体除受重力之外，还受其他力作用，但这些力不做