2020高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第16講 能量守恒定律課件 新人教版.ppt

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,教材知識(shí)梳理│考點(diǎn)互動(dòng)探究│教師備用習(xí)題,一、能量守恒定律內(nèi)容:能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生,也不會(huì)憑空消失,它只會(huì)從一種形式為另一種形式,或者從一個(gè)物體到另一個(gè)物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中,能量的總量.,,轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)移,保持不變,二、常見(jiàn)功能關(guān)系,,動(dòng),,重力勢(shì),彈性勢(shì),機(jī)械,,內(nèi),電勢(shì),,【辨別明理】(1)力對(duì)物體做了多少功,物體就具有多少能.()(2)能量在轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化過(guò)程中,其總量會(huì)不斷減少.()(3)在物體的機(jī)械能減少的過(guò)程中,動(dòng)能有可能是增大的.()(4)滑動(dòng)摩擦力做功時(shí),一定會(huì)引起機(jī)械能的轉(zhuǎn)化.()(5)一個(gè)物體的能量增加,必定有別的物體能量減少.()(6)合外力(不包括重力)做的功等于物體動(dòng)能的改變量.()(7)克服與勢(shì)能有關(guān)的力(重力、彈簧彈力、電場(chǎng)力)做的功等于對(duì)應(yīng)勢(shì)能的增加量.(),,,[答案](1)()(2)()(3)(√)(4)(√)(5)(√)(6)()(7)(√),考點(diǎn)一功能關(guān)系的理解和應(yīng)用,,圖16-1,,[答案]A,變式題1(多選)如圖16-2所示,在絕緣的斜面上方存在著勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)方向平行于斜面向上,斜面上的帶電金屬塊在平行于斜面的力F作用下沿斜面移動(dòng).已知在金屬塊移動(dòng)的過(guò)程中,力F做功為32J,金屬塊克服電場(chǎng)力做功為8J,金屬塊克服摩擦力做功為16J,重力勢(shì)能增加18J,則在此過(guò)程中金屬塊的()A.動(dòng)能減少10JB.電勢(shì)能增加24JC.機(jī)械能減少24JD.內(nèi)能增加16J,,,圖16-2,,[答案]AD,,[答案]B,■要點(diǎn)總結(jié),在應(yīng)用功能關(guān)系解決具體問(wèn)題的過(guò)程中:(1)若只涉及動(dòng)能的變化,用動(dòng)能定理分析.(2)若只涉及重力勢(shì)能的變化,用重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系分析.(3)若只涉及機(jī)械能變化,用除重力和彈簧的彈力之外的力做功與機(jī)械能變化的關(guān)系分析.(4)若只涉及電勢(shì)能的變化,用電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系分析.,,考點(diǎn)二摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系,1.靜摩擦力做功時(shí),只有機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)移,不會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.2.滑動(dòng)摩擦力做功的特點(diǎn)相互間存在滑動(dòng)摩擦力的系統(tǒng)內(nèi),一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功將產(chǎn)生兩種可能效果:(1)機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;(2)有一部分機(jī)械能在相互摩擦的物體間轉(zhuǎn)移,另外一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.,,,例2(多選)如圖16-3所示,質(zhì)量為M、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的小車靜止在光滑水平面上,質(zhì)量為m的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))放在小車的最左端.現(xiàn)用一水平恒力F作用在小物塊上,使小物塊從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng).小物塊和小車之間的摩擦力為f,小物塊滑到小車的最右端時(shí),小車運(yùn)動(dòng)的距離為x.此過(guò)程中,以下結(jié)論正確的是()A.小物塊到達(dá)小車最右端時(shí)具有的動(dòng)能為(F-f)(L+x)B.小物塊到達(dá)小車最右端時(shí),小車具有的動(dòng)能為fxC.小物塊克服摩擦力所做的功為f(L+x)D.小物塊和小車增加的機(jī)械能為Fx,,圖16-3,,[答案]ABC,變式題[2018湖北五校聯(lián)考]水平傳送帶在電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下以恒定速度v順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),某時(shí)刻一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊在傳送帶上由靜止釋放,小物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,小物塊在滑下傳送帶之前已與傳送帶的速度相同.對(duì)于小物塊從靜止釋放到與傳送帶的速度相同這一過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是(),,,[答案]D,■要點(diǎn)總結(jié),,(1)無(wú)論是滑動(dòng)摩擦力,還是靜摩擦力,計(jì)算其做功時(shí)都是用力乘對(duì)地位移.(2)摩擦生熱的計(jì)算:公式Q=fx相對(duì)中x相對(duì)為兩接觸物體間的相對(duì)位移,若物體在傳送帶上做往復(fù)運(yùn)動(dòng),則x相對(duì)為總的相對(duì)路程.(3)傳送帶涉及能量分析,這主要表現(xiàn)為兩方面.一是求電動(dòng)機(jī)因傳送帶傳送物體而多做的功W,我們可以用公式W=ΔEk+ΔEp+Q來(lái)計(jì)算,其中ΔEk表示被傳送物體動(dòng)能的增量,ΔEp表示被傳送物體重力勢(shì)能的增量(如果受電場(chǎng)力要考慮物體電勢(shì)能的變化),Q表示因摩擦而產(chǎn)生的熱量.二是求物體與傳送帶之間發(fā)生的相對(duì)位移(或相對(duì)路程)s.,考點(diǎn)三涉及彈簧的能量問(wèn)題,例3(多選)如圖16-4所示,將一輕彈簧下端固定在傾角為θ的粗糙斜面底端,彈簧處于自然狀態(tài)時(shí)上端位于A點(diǎn).質(zhì)量為m的物體從斜面上的B點(diǎn)由靜止下滑,與彈簧發(fā)生相互作用后,最終停在斜面上.下列說(shuō)法正確的是()A.物體最終將停在A點(diǎn)B.物體第一次反彈后不可能到達(dá)B點(diǎn)C.整個(gè)過(guò)程中重力勢(shì)能的減少量大于克服摩擦力做的功D.整個(gè)過(guò)程中物體的最大動(dòng)能大于彈簧的最大彈性勢(shì)能,,圖16-4,,[答案]BC,[解析]物體從斜面上由靜止下滑,說(shuō)明mgsinθ>μmgcosθ,物體最終不可能停在A點(diǎn),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;運(yùn)動(dòng)過(guò)程中摩擦力做負(fù)功,物體的機(jī)械能不斷減小,物體第一次反彈后不可能到達(dá)B點(diǎn),選項(xiàng)B正確;對(duì)運(yùn)動(dòng)的全程,由動(dòng)能定理知,重力做功等于克服彈簧彈力做功與克服摩擦力做功之和,重力勢(shì)能的減少量大于克服摩擦力做的功,選項(xiàng)C正確;從物體速度最大到將彈簧壓縮到最短的過(guò)程,由能量守恒定律得,減少的動(dòng)能和重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能和克服摩擦力做的功,而減少的重力勢(shì)能大于克服摩擦力做的功,所以減少的動(dòng)能小于增加的彈性勢(shì)能,同時(shí)速度最大時(shí),動(dòng)能最大,且彈簧已有彈性勢(shì)能,故物體的最大動(dòng)能小于彈簧的最大彈性勢(shì)能,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.,變式題1(多選)如圖16-5甲所示,輕彈簧豎直固定在水平面上,一質(zhì)量為m=0.2kg的小球從彈簧上端某高度處自由下落,從它接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短的過(guò)程中(彈簧在彈性限度內(nèi)),其速度v和彈簧壓縮量Δx之間的函數(shù)圖像如圖乙所示,其中A為曲線的最高點(diǎn),小球和彈簧接觸瞬間機(jī)械能損失不計(jì),g取10m/s2.下列說(shuō)法正確的是()A.小球剛接觸彈簧時(shí)加速度最大B.該彈簧的勁度系數(shù)為20.0N/mC.從接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短的過(guò)程中,小球的機(jī)械能守恒D.從接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短的過(guò)程中,彈簧的彈性勢(shì)能一直增大,,,圖16-5,,[答案]BD,變式題2如圖16-6甲所示,自然伸長(zhǎng)的輕彈簧左端固定在豎直墻上,右端在O位置.質(zhì)量為m的物塊A(可視為質(zhì)點(diǎn))以初速度v0從距O點(diǎn)x0的P點(diǎn)處向左運(yùn)動(dòng),與彈簧接觸后壓縮彈簧,將彈簧右端壓到O點(diǎn)位置后,A又被彈簧彈回.A離開(kāi)彈簧后,恰好回到P點(diǎn).物塊A與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g.(1)求物塊A從P點(diǎn)出發(fā)至又回到P點(diǎn)的過(guò)程中克服摩擦力所做的功.(2)求O點(diǎn)和O點(diǎn)間的距離x1.(3)如圖乙所示,若將另一個(gè)與A完全相同的物塊B(可視為質(zhì)點(diǎn))與彈簧右端拴接,將A放在B右邊,向左推A、B,使彈簧右端被壓縮到O點(diǎn)位置,然后從靜止釋放,A、B共同滑行一段距離后分離.分離后物塊A向右滑行的最大距離x2是多少?,,,,,,圖16-6,,,■要點(diǎn)總結(jié),,從能量的角度看,彈簧是儲(chǔ)能元件.處理涉及彈簧的能量問(wèn)題時(shí),要特別注意:(1)當(dāng)牽涉彈簧的彈力做功時(shí),由于彈簧的彈力是變力,故一般不直接采用功的定義式求解.中學(xué)階段通常根據(jù)動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律或能量守恒定律來(lái)間接求解彈簧彈力做的功或彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能.(2)彈簧的彈性勢(shì)能與彈簧的規(guī)格和形變程度有關(guān),對(duì)同一根彈簧而言,無(wú)論是處于伸長(zhǎng)狀態(tài)還是壓縮狀態(tài),只要形變量相同,其儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能就相同.,,[答案]BD,2.(多選)如圖所示,固定的光滑豎直桿上套有一質(zhì)量為m的圓環(huán),圓環(huán)與水平放置的輕質(zhì)彈簧一端相連,彈簧另一端固定在墻壁上的A點(diǎn),圖中彈簧水平時(shí)恰好處于原長(zhǎng)狀態(tài).現(xiàn)讓圓環(huán)從圖示位置(距地面高度為h)由靜止沿桿滑下,滑到桿的底端B時(shí)速度恰好為零,重力加速度為g,則在圓環(huán)下滑至底端的過(guò)程中()A.圓環(huán)所受合力做功為零B.彈簧彈力對(duì)圓環(huán)先做正功后做負(fù)功C.圓環(huán)到達(dá)B時(shí)彈簧彈性勢(shì)能為mghD.彈性勢(shì)能和重力勢(shì)能之和先增大后減小,,[答案]AC,[解析]對(duì)圓環(huán)下滑至底端的過(guò)程,由動(dòng)能定理得mgh-W彈=0,圓環(huán)到達(dá)B時(shí)彈簧彈性勢(shì)能為mgh,合力做功為零,選項(xiàng)A、C正確;下滑過(guò)程中彈簧伸長(zhǎng)量逐漸增大,彈性勢(shì)能增大,彈力對(duì)圓環(huán)一直做負(fù)功,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;彈簧和圓環(huán)組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,圓環(huán)先加速后減速,則彈性勢(shì)能和重力勢(shì)能之和先減小后增大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.,3.(多選)如圖所示,在排球比賽中,假設(shè)排球運(yùn)動(dòng)員某次發(fā)球后排球恰好從網(wǎng)上邊緣過(guò)網(wǎng),排球網(wǎng)高H=2.24m,排球質(zhì)量為m=300g,運(yùn)動(dòng)員對(duì)排球做的功為W1=20J,排球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服空氣阻力做功為W2=4.12J,重力加速度g取10m/s2,球從手剛發(fā)出位置的高度h=2.04m,選地面為零勢(shì)能面,則()A.與排球從手剛發(fā)出相比較,排球恰好到達(dá)球網(wǎng)上邊緣時(shí)重力勢(shì)能的增加量為6.72JB.排球恰好到達(dá)球網(wǎng)上邊緣時(shí)的機(jī)械能為22JC.排球恰好到達(dá)球網(wǎng)上邊緣時(shí)的動(dòng)能為15.88JD.與排球從手剛發(fā)出相比較,排球恰好到達(dá)球網(wǎng)上邊緣時(shí)動(dòng)能的減少量為4.72J,,[答案]BD,[解析]與排球從手剛發(fā)出相比較,排球恰好到達(dá)球網(wǎng)上邊緣時(shí)重力勢(shì)能的增加量為mg(H-h)=0.6J,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由功能關(guān)系,排球恰好到達(dá)球網(wǎng)上邊緣時(shí)的機(jī)械能E=mgh+W1-W2=22J,選項(xiàng)B正確;由動(dòng)能定理知,排球恰好到達(dá)球網(wǎng)上邊緣時(shí)的動(dòng)能Ek=W1-W2-mg(H-h)=15.28J,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;與排球從手剛發(fā)出相比較,排球恰好到達(dá)球網(wǎng)上邊緣時(shí)動(dòng)能的減少量為W2+mg(H-h)=4.72J,選項(xiàng)D正確.,4.(多選)如圖所示,質(zhì)量m=1kg的物體從高為h=0.2m的光滑軌道上P點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑,滑到水平傳送帶上的A點(diǎn),物體和傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2,傳送帶上A、B兩點(diǎn)之間的距離為L(zhǎng)=5m,傳送帶一直以v=4m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng),則()A.物體從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間是1.5sB.物體從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中,摩擦力對(duì)物體做了2J的功C.物體從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中,產(chǎn)生2J的熱量D.物體從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中,帶動(dòng)傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)多做了10J的功,,[答案]AC,5.如圖所示,傾角α=37的斜面固定在水平面上,質(zhì)量為m=1kg的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))由斜面上最低點(diǎn)P以初動(dòng)能Ek0=20J沿斜面向上運(yùn)動(dòng),當(dāng)其向上經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)動(dòng)能EkA=8J,機(jī)械能的變化量ΔE機(jī)=-3J.重力加速度g取10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8,求:(1)滑塊所受摩擦力的大小;(2)滑塊回到P點(diǎn)時(shí)速度的大小.,