高考物理二輪專題突破 功能關(guān)系、能量守恒定律課件 魯科版

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1、 1功能關(guān)系 (1)功是能量轉(zhuǎn)化的 即物體做了多少功，就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化，而且能的轉(zhuǎn)化必通過來實(shí)現(xiàn) (2)功和能的幾種表達(dá)形式 功和動(dòng)能的關(guān)系：所有外力對物體所做功的 等于物體動(dòng)能的量度量度做功做功代數(shù)和代數(shù)和增加量增加量 功和勢能的關(guān)系：克服 所做的功等于物體重力勢能的；彈簧彈力所做的功等于物體彈性勢能的減少量 功和機(jī)械能的關(guān)系：除 之外的其他力所做的功等于物體機(jī)械能的增加量 功和內(nèi)能的關(guān)系：一對相互作用的 做的總功，等于系統(tǒng)增加的內(nèi)能(摩擦生熱)，用公式表示為：FdQ(d為這兩個(gè)物體間相對移動(dòng)的路程) 2能的轉(zhuǎn)化和守恒定律 能量既不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，它只能從一種形式 為另一種形

2、式，或從一個(gè)物體 到另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量不變重力重力增加量增加量重力重力滑動(dòng)摩擦力滑動(dòng)摩擦力轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移 考點(diǎn)一功能關(guān)系 1功能關(guān)系的幾種表達(dá)形式 (1)合外力對物體所做的功等于物體動(dòng)能的增量，即W合EkEk2Ek1.(動(dòng)能定理) (2)重力做正功，重力勢能減少；重力做負(fù)功，重力勢能增加，所以重力做的功對應(yīng)重力勢能的改變，即： WGEpEp1Ep2. (3)彈簧彈力做的功與彈性勢能的改變相對應(yīng) W彈E彈Ep1Ep2. (4)除了重力和彈簧彈力之外的其他力對物體所做的功等于物體機(jī)械能的改變，即W其他E2E1E機(jī)(功能原理) 2應(yīng)用功能關(guān)系需注意的問題 (1)搞清力對“誰”做

3、功：對“誰”做功就對應(yīng)“誰”的位移，引起“誰”的能量變化如子彈物塊模型中，摩擦力對子彈的功必須用子彈的位移去求解，這個(gè)功引起子彈動(dòng)能的變化 (2)搞清什么力的功對應(yīng)什么形式的能的變化：合外力的功(所有外力的功)動(dòng)能變化重力的功重力勢能變化彈簧彈力的功彈性勢能變化外力(除重力、彈力)的功機(jī)械能變化彈力、重力的功不引起機(jī)械能變化一對滑動(dòng)摩擦力的總功內(nèi)能變化電場力的功電勢能的變化 【案例1】電機(jī)帶動(dòng)水平傳送帶以速度v勻速傳動(dòng)，一質(zhì)量為m的小木塊由靜止輕放在傳送帶上，如圖所示若小木塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，當(dāng)小木塊與傳送帶相對靜止時(shí)，求： (1)小木塊的位移；(2)傳送帶轉(zhuǎn)過的路程； (3)小木塊

4、獲得的動(dòng)能； (4)摩擦過程產(chǎn)生的摩擦熱； (5)電機(jī)帶動(dòng)傳送帶勻速轉(zhuǎn)動(dòng)輸出的總能量 【技巧點(diǎn)撥】求解物體在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的問題時(shí)，首先要正確分析物體的運(yùn)動(dòng)過程，一般都是先加速、后勻速；做好受力情況分析，然后利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合牛頓第二定律求物體及傳送帶在相應(yīng)時(shí)間內(nèi)的位移，找出物體和傳送帶之間的位移關(guān)系，再利用Qfs相對求摩擦生熱，利用功能關(guān)系求功 【即時(shí)鞏固1】(2011屆寧波檢測)如圖所示，一足夠長的木板在光滑的水平面上以速度v勻速運(yùn)動(dòng)現(xiàn)將質(zhì)量為m的物塊豎直向下輕輕地放在板的右端，已知物塊跟木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，為保持木板的速度不變，從物塊放到木板上到它相對木板靜止的過程中，對木板施一水平向右

5、的恒力F，求： (1)摩擦力對物塊做的功和摩擦力對木板做的功 (2)恒力F對木板做的功 (3)系統(tǒng)增加的內(nèi)能 【案例2】(2010福建理綜)如圖甲所示，質(zhì)量不計(jì)的彈簧豎直固定在水平面上，t0時(shí)刻，將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點(diǎn)，然后又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復(fù)通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測出這一過程彈簧彈力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示，則() At1時(shí)刻小球動(dòng)能最大 Bt2時(shí)刻小球動(dòng)能最大 Ct2t3這段時(shí)間內(nèi)，小球的動(dòng)能先增加后減少 Dt2t3這段時(shí)間內(nèi)，小球增加的動(dòng)能等于彈簧減少的彈性勢能 【解析】0t1時(shí)間內(nèi)，小球

6、做自由落體運(yùn)動(dòng)，故彈簧彈力為零t1t2時(shí)間內(nèi)，小球壓縮彈簧，當(dāng)彈力等于重力時(shí)，小球速度最大，在此時(shí)刻之前，小球做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，之后做加速度增加的減速運(yùn)動(dòng)，t2時(shí)刻減速到零t2t3時(shí)間內(nèi)，小球向上先加速運(yùn)動(dòng)后減速運(yùn)動(dòng)故A、B、C三選項(xiàng)中，只有C項(xiàng)正確t2t3時(shí)間內(nèi)彈簧減少的彈性勢能轉(zhuǎn)化為小球增加的動(dòng)能和重力勢能之和，故D項(xiàng)錯(cuò)誤 【答案】C 【即時(shí)鞏固2】(2009江蘇高考)如圖所示，兩質(zhì)量相等的物塊A、B通過一輕質(zhì)彈簧連接，B足夠長、放置在水平面上，所有接觸面均光滑彈簧開始時(shí)處于原長，運(yùn)動(dòng)過程中始終處在彈性限度內(nèi)在物塊A上施加一個(gè)水平恒力，A、B從靜止開始運(yùn)動(dòng)到第一次速度相等的過程中，下

7、列說法中正確的有() A當(dāng)A、B加速度相等時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能最大 B當(dāng)A、B加速度相等時(shí)，A、B的速度差最大 C當(dāng)A、B的速度相等時(shí)，A的速度達(dá)到最大 D當(dāng)A、B的速度相等時(shí)，彈簧的彈性勢能最大 兩物體運(yùn)動(dòng)的vt圖象如圖所示，t1時(shí)刻，兩物體加速度相等，斜率相同，速度差最大，t2時(shí)刻兩物體的速度相等，A速度達(dá)到最大值，兩實(shí)線之間圍成的面積有最大值即兩物體的相對位移最大，彈簧被拉到最長；除重力和彈簧彈力外其他力對系統(tǒng)做正功，系統(tǒng)機(jī)械能增加，t1時(shí)刻之后拉力依然做正功，即加速度相等時(shí)，系統(tǒng)機(jī)械能并非最大值 【答案】B、C、D 考點(diǎn)二處理動(dòng)力學(xué)問題的常用思路和方法 研究某一時(shí)刻(或某一位置)的動(dòng)力學(xué)問

8、題，應(yīng)使用牛頓第二定律；研究某一個(gè)過程的動(dòng)力學(xué)問題，若物體受恒力作用，且又直接涉及物體運(yùn)動(dòng)過程中的加速度問題，應(yīng)采用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓第二定律求解 對于不涉及物體運(yùn)動(dòng)過程中的加速度和時(shí)間問題，無論是恒力做功還是變力做功，一般都利用動(dòng)能定理求解如果物體只有重力和彈力做功而又不涉及運(yùn)動(dòng)過程的加速度和時(shí)間，則用機(jī)械能守恒定律求解 【技巧提示】應(yīng)用以上規(guī)律解決問題的步驟： (1)認(rèn)真審題，明確題目所述情景，確定研究對象； (2)分析對象受力及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)變化的過程，作草圖； (3)根據(jù)運(yùn)動(dòng)變化的規(guī)律確定解題思路，選擇定律或定理； (4)根據(jù)選擇的定律或定理列式，有時(shí)還需挖掘題目的其他條件(如隱含條件、

9、臨界條件、幾何關(guān)系等)列補(bǔ)充方程； (5)代入數(shù)據(jù)(統(tǒng)一單位)計(jì)算 【案例3】10只相同的小圓輪并排水平緊密排列，圓心分別為O1、O2、O3、O10，已知O1O103.6 m，水平轉(zhuǎn)軸通過圓心，圓輪繞軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速均為 r/s.現(xiàn)將一根長0.8 m、質(zhì)量為2.0 kg的勻質(zhì)木板平放在這些輪子的左端，木板左端恰好與O1豎直對齊，如圖所示，木板與輪緣間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.16，不計(jì)軸與輪間的摩擦，g取10 m/s2.試求： (1)輪緣的線速度大小 (2)木板在輪子上水平移動(dòng)的總時(shí)間 (3)輪在傳送木板過程中所消耗的機(jī)械能 【即時(shí)鞏固3】某跳傘運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練研究所，讓一名跳傘運(yùn)動(dòng)員從懸停在高空的直升機(jī)中跳下，跳離飛機(jī)一段時(shí)間后打開降落傘做減速下落研究人員利用運(yùn)動(dòng)員隨身攜帶的儀器記錄下了他的運(yùn)動(dòng)情況和受力情況分析這些數(shù)據(jù)知道：該運(yùn)動(dòng)員打開傘的瞬間，高度為1 000 m，速度為20 m/s.此后的過程中所受阻力f與速度v2成正比，即fkv2.數(shù)據(jù)還顯示，下降到某一高度時(shí)，速度穩(wěn)定為10 m/s直到落地(一直豎直下落)，人與設(shè)備的總質(zhì)量為100 kg，g取10 m/s2. (1)求阻力系數(shù)k和打開傘瞬間的加速度a各為多大？ (2)求從打開降落傘到落地的全過程中，空氣對人和設(shè)備的作用力所做的總功？