中學(xué)聯(lián)盟河南確山第二高級中學(xué)2016屆高三物理一輪復(fù)習(xí)教學(xué)案：功能關(guān)系能量守恒定律正式版

1、時間:主備人:確山二高年級學(xué)科共案星期：使用人：【教學(xué)主題】功能關(guān)系能量守恒定律【教學(xué)目標(biāo)】1.復(fù)習(xí)功能關(guān)系。2.會用能量守恒定律解題。【知識梳理】一、功和能1 .功和能(1)做功的過程就是過程，能量的轉(zhuǎn)化必須通過來實現(xiàn).(2)功是的量度，即做了多少功，就有多少發(fā)生了轉(zhuǎn)化.2 .力學(xué)中常用的四種功能對應(yīng)關(guān)系(1)合力做功等于物體動能的改變，即.(動能定理)(2)重力做功等于物體重力勢能的減少，即.(3)彈簧彈力做功等于彈性勢能的減少，即.(4)除了重力和彈簧彈力之外的其他力所做的總功，等于物體機械能的改變，即.(功能原理)二、能量守恒定律1 .內(nèi)容能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會，它只會從一種形式為

2、其他形式，或者從一個物體到另一個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量.2 .表達(dá)式：A國=A日曾.1 .對功能關(guān)系的進(jìn)一步理解(1)做功的過程是能量轉(zhuǎn)化的過程.不同形式的能量發(fā)生相互轉(zhuǎn)化是通過做功來實現(xiàn)的.(2)功是能量轉(zhuǎn)化的量度，功和能的關(guān)系，一是體現(xiàn)到不同的力做功，對應(yīng)不同形式能的轉(zhuǎn)化，具有一一對應(yīng)關(guān)系，二是做功的多少與能量轉(zhuǎn)化的多少在數(shù)量上相等.2 .各種功能關(guān)系的對比【典型例題】1 .(2015年商丘質(zhì)檢)自然現(xiàn)象中蘊藏著許多物理知識，如圖所示為一個盛水袋，某人從側(cè)面緩慢推袋壁使它變形，則水的勢能()B.變小D.不能確定A.增大C.不變解析：人推袋壁使它變形，對它做了功，由功能關(guān)系

3、可得，水的重力勢能增加，A正確.答案：A2 .如圖所示，一小球從光滑圓弧軌道頂端由靜止開始下滑，進(jìn)入光滑水平面又壓縮彈簧.在此過程中，小球重力勢能和動能的最大值分別為日和R,彈簧彈性勢能的最大值為,則它們之間的關(guān)系為（）A.3=&=E/B.b>Ek>E/C.b=E+E/D.解析：當(dāng)小球處于最高點時，重力勢能最大；當(dāng)小球剛滾到水平面時重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能，此時動能最大；當(dāng)小球壓縮彈簧到最短時動能全部轉(zhuǎn)化為彈性勢能，彈性勢能最大.由機械能守恒定律可知Ep=E=Ep',A正確.答案：A3.（多選）一物體沿固定斜面從靜止開始向下運動，經(jīng)過時間t0滑至斜面底端.已知在物體運

4、動過程中物體所受的摩擦力恒定.若用F、v、x和E分別表示該物體所受的合力、物體的速度、位移和機械能（忽略空氣阻力），則如圖所示的圖象中可能正確的是（）解析：物體在沿斜面向下滑動的過程中，受到重力、支持力、摩擦力的作用，其合力為1 2恒力，A正確；而物體在此合力作用下做勻加速運動，v=at,x=at,B>C錯誤；物體受摩擦力作用，總的機械能將減小，D正確.答案：AD4 .如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓弧軌道，半徑OA水平、OBS直，一個質(zhì)量為m的小球（視為質(zhì)點）自A的正上方P點由靜止開始自由下落，小球沿軌道到達(dá)最高點B時恰好對軌道沒有壓力.已知AP=2R重力加速度為g,則小球從P到

5、B的運動過程中（）A.重力做功2mgRB.機械能減少mgR1_C.合力做功mgRD.克服摩才力做功-mgR解析：小球在A點正上方由靜止釋放，通過B點時恰好對軌道沒有壓力，設(shè)此時小球速2度為v,此時小球的重力提供向心力，即mg=R,得v=yga小球從P到B的過程中，重力1O11O做功好mgRA錯反；減小的機械能AE減=mgR2mv=-mgRB錯反；合力做功W合=mv111=,mgRC錯誤；由動能定理得mgR-W=mv0,所以克服摩擦力做功W=2mgRD正確.答案：D5 .構(gòu)建和諧型、節(jié)約型社會深得民心，遍布于生活的方方面面.自動充電式電動自行車就是很好的一例，電動自行車的前輪裝有發(fā)電機，發(fā)電機與

6、蓄電池連接.當(dāng)騎車者用力蹬車或電動自行車自動滑行時，自行車就可以通過發(fā)電機向蓄電池充電，將其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能儲存起來.現(xiàn)有某人騎車以600J的初動能在粗糙的水平路面上滑行，第一次關(guān)閉自動充電裝置，讓車自由滑行，其動能隨位移變化關(guān)系如圖中的圖線所示；第二次啟動自動充電裝置，其動能隨位移變化關(guān)系如圖線所示，則第二次向蓄電池所充的電能是()fEi/JA.600JB.360JC.300JD.240J解析：設(shè)自行車的總質(zhì)量為m,第一次關(guān)閉自動充電裝置，由動能定理有一mgL=0-E,第二次啟動自動充電裝置，由功能關(guān)系有E=mgL+E電，代入數(shù)據(jù)解得E電=240J,D正確.答案：D6 .如圖所示為一種擺

7、式摩擦因數(shù)測量儀，可測量輪胎與地面間動摩擦因數(shù)，其主要部件有：底部固定有輪胎橡膠片的擺錘和連接擺錘的輕質(zhì)細(xì)桿.擺錘的質(zhì)量為m細(xì)桿可繞軸O在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，擺錘重心到O點距離為L.測量時，測量儀固定于水平地面，將擺錘從與O等高的位置處靜止釋放.擺錘到最低點附近時，橡膠片緊壓地面擦過一小段距離x(x?L),F的恒力,橡股片nJ用定底座支架一刻度俄之后繼續(xù)擺至與豎直方向成0角的最高位置.若擺錘對地面的壓力可視為大小為重力加速度為g,求：(1)擺錘在上述過程中損失的機械能；(2)在上述過程中摩擦力對擺錘所做的功；(3)橡膠片與地面之間的動摩擦因數(shù).解析：(1)擺錘從與O點等高的位置擺至最高點過程中

8、，依據(jù)能量的轉(zhuǎn)化與守恒，有mg=mgL1cos0)+AE損失的機械能AE=mglcos0.(2)摩擦力做功W=-AE=mgCos(3)擺錘對地面的壓力可以視為大小為F的，值力，則Fx=mglcos0得動摩擦因數(shù)L*一.一.-mglcos0答案：(1)mglcos0(2)-mglcos0(3)FX課時作業(yè)一、選擇題1 .如圖所示，物體A的質(zhì)量為m置于水平地面上，A的上端連一輕彈簧，原長為l,勁度系數(shù)為k.現(xiàn)將彈簧上端B緩慢地豎直向上提起，使B點上移距離為L,此時物體A也已經(jīng)離開地面，則下列說法中正確的是A.提彈簧的力對系統(tǒng)做功為mgL8 .物體A的重力勢能增加mgLC.系統(tǒng)增加的機械能小于mgL

9、D.以上說法都不正確解析：由于將彈簧上端B緩慢地豎直向上提起，可知提彈簧的力是不斷增大的，最后等于A物體的重力，因此提彈簧的力對系統(tǒng)做功應(yīng)小于mgLA錯誤；系統(tǒng)增加的機械能等于提彈簧的力對系統(tǒng)做的功，C正確；由于彈簧的伸長，物體升高的高度小于L,B錯誤.答案：C2.如圖所示，美國空軍X-37B無人航天飛機于2010年4月首飛，在X-37B由較低軌道飛到較高軌道的過程中（）A. X-37B中燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為X-37B的機械能B. X-37B的機械能要減少C.自然界中的總能量要變大D.如果X-37B在較高軌道繞地球做圓周運動，則在此軌道上其機械能逐漸變小解析：在X-37B由較低軌道飛到較高軌道的

10、過程中，必須啟動助推器，對X-37B做正功,X-37B的機械能增大，A正確，B錯誤.根據(jù)能量守恒定律，C錯誤.X-37B在確定軌道上繞地球做圓周運動，其動能和重力勢能都不會發(fā)生變化，所以機械能不變，D錯誤.答案：A3 .如圖所示，汽車在拱形橋上由A勻速率運動到B,以下說法正確的是（）A.牽引力與克服摩擦力做的功相等B.合力對汽車不做功C.牽引力和重力做的總功大于克服摩擦力做的功D.汽車在上拱形橋的過程中克服重力做的功大于汽車的重力勢能的增加解析：汽車由A勻速率運動到B,合力始終指向圓心，合力做功為零，即M+WW=0,即牽引力與重力做的總功等于克服摩擦力做的功，A、C錯誤，B正確；汽車在上拱形橋

11、的過程中，克服重力做的功轉(zhuǎn)化為汽車的重力勢能，D錯誤.答案：B4 .如圖所示，BC是豎直面內(nèi)的四分之一圓弧形光滑軌道，下端C與水平直軌道相切.一個小物塊從B點正上方R處的A點處由靜止釋放，從B點剛好進(jìn)入圓弧形光滑軌道下滑，已知圓弧形軌道半徑為R=0.2m,小物塊的質(zhì)量為m0.1kg，小物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)科=0.5,g取10m/s2.小物塊在水平面上滑動的最大距離是（）.邛fiA.0.1mB,0.2mC. 0.6mD,0.8m解析：設(shè)小物塊在水平面上滑動的最大距離為x,由動能定理得mg2Rmg*0,x=2R一=0.8m,選項D正確.答案：D5.（2015年邯鄲質(zhì)檢）如圖所示，A、RC三個

12、一樣的滑塊從粗糙斜面上的同一高度同時開始運動，A由靜止釋放，B的初速度方向沿斜面向下，大小為v。，C的初速度方向沿斜面水平向左，大小也為V0.下列說法中正確的是（）A.A和C將同時滑到斜面底端B.滑到斜面底端時，B的機械能減少最多C.滑到斜面底端時，B的動能最大D.C的重力勢能減少最多解析：滑塊A和C通過的路程不同，在沿斜面方向的加速度大小也不相同，故A錯誤；三個滑塊滑到底端時重力勢能減少量相同，故D錯誤；滑塊A和B滑到底端時經(jīng)過的位移相等，克服摩擦力做功相等，而滑塊C的路程較大，機械能減少得較多，故B錯誤，C正確.答案：C6. （2015年大慶模擬）如圖所示，一足夠長的木板在光滑的水平面上以

13、速度v向右勻速運動，現(xiàn)將質(zhì)量為m的物體豎直向下輕輕地放置在木板上的右端，已知物體m和木板之間的動摩擦因數(shù)為科，為保持木板的速度不變，從物體m放到木板上到它相對木板靜止的過程中，須對木板施一水平向右的作用力F,那么力F對木板做功的數(shù)值為（）B.mV/22D.2mvA.mV/42C.mv解析：由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律可知，拉力F對木板所做的功W部分轉(zhuǎn)化為物體m的動能，一部分轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)內(nèi)能，故W=m/+mg-s相，s相=vt；t,v=gt,以上三式聯(lián)立可得W=mv,故C正確.答案：C7. （2015年濟(jì)南測試）游樂場中有一種叫“空中飛椅”的設(shè)施，其基本裝置是將繩子上端固定在轉(zhuǎn)盤的邊緣上，繩子下端連接座椅

14、，人坐在座椅上隨轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)而在空中飛旋.若將人和座椅看成質(zhì)點，簡化為如圖所示的模型，其中P為處于水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)盤，可繞豎直轉(zhuǎn)軸OO轉(zhuǎn)動，已知繩長為l,質(zhì)點的質(zhì)量為m轉(zhuǎn)盤靜止時懸繩與轉(zhuǎn)軸間的距離為d.讓轉(zhuǎn)盤由靜止逐漸加速轉(zhuǎn)動，經(jīng)過一段時間后質(zhì)點與轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運動，此時繩與豎直方向的夾角為0,不計空氣阻力及繩重，繩子不可伸長，則質(zhì)點從靜止到做勻速圓周運動的過程中，繩子對質(zhì)點做的功為().1A.mgd+lsin0)tan0+mgl(1cos0)_1Bqmgdfan0+mgl(1-cos0)JC./mgd+lsin0)tan01D.'mgdfen02解析：由于質(zhì)點做勻速圓周運動，有mgan0

15、=m-,所以質(zhì)點做勻速圓周運動d+lsin0時的動能為E=JmV=；mgd+lsin0)tan0,設(shè)靜止時質(zhì)點的重力勢能為零，則此時質(zhì)點的重力勢能為W=mgl(1cos0),由能量守恒知質(zhì)點從靜止到做勻速圓周運動的過程中，繩子對質(zhì)點做的功全部轉(zhuǎn)化成質(zhì)點的機械能，所以選項A正確.答案：A8. (2014年高考大綱全國卷)一物塊沿傾角為0的斜坡向上滑動.當(dāng)物塊的初速度為v時，上升的最大高度為H,如圖所示；當(dāng)物塊的初速度為2時，上升的最大高度記為h.重力加速度大小為g,則物塊與斜坡間的動摩擦因數(shù)和h分別為()“，-HA.tan0和一22_.vB（2gH1）tan八，一HC.tan0和二4v_H“（新

16、T）tan0和412解析：本題考查能量守恒定律.根據(jù)能量守恒定律，以速度v上升時，mv=Imcpos.2Hv1v.2hH.v20Sinr+mgH以速度2上升時，2m（2）=科mgos0sinQ+mgh解得h=-,科=（頌1）tan0,所以D正確.答案：D9 .（多選）（2013年高考山東卷）如圖所示，楔形木塊abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc與水平面的夾角相同，頂角b處安裝一定滑輪.質(zhì)量分別為M0（峰0的滑塊，通過不可伸長的輕繩跨過定滑輪連接，輕繩與斜面平行.兩滑塊由靜止釋放后，沿斜面做勻加速運動.若不計滑輪的質(zhì)量和摩擦，在兩滑塊沿斜面運動的過程中（）A.兩滑塊組成系統(tǒng)的機械能守

17、恒B.重力對M做的功等于M動能的增加C.輕繩對m做的功等于m機械能的增加D.兩滑塊組成系統(tǒng)的機械能損失等于M克服摩擦力做的功解析：對于M和m組成的系統(tǒng)，除了重力、輕繩彈力做功外，摩擦力對M做了功，系統(tǒng)機械能不守恒，A錯誤；對于M合力做的功等于其重力、輕繩拉力及摩擦力做功的代數(shù)和，根據(jù)動能定理可知，M動能的增加量等于其所受合力做的功，B錯誤；對于m只有其重力和輕繩拉力做了功，根據(jù)功能關(guān)系可知，除重力之外的其他力對物體做的正功等于物體機械能的增加量，C正確；對于M和m組成的系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)輕繩上彈力做功的代數(shù)和等于零，只有兩物體的重力和M受到的摩擦力對系統(tǒng)做了功，根據(jù)功能關(guān)系，M受到的摩擦力對系統(tǒng)做的

18、功等于系統(tǒng)機械能的損失量，D正確.答案：CD二、非選擇題10 .工廠流水線上采用彈射裝置把物品轉(zhuǎn)運，現(xiàn)簡化其模型分析：如圖所示，質(zhì)量為m的滑塊，放在光滑的水平平臺上，平臺右端B與水平傳送帶相接，傳送帶的運行速度為v。，長為L;現(xiàn)將滑塊向左壓縮固定在平臺上的輕彈簧，到達(dá)某處時（仍處于彈簧彈性限度內(nèi)）由靜止釋放，若滑塊離開彈簧時的速度小于傳送帶的速度，當(dāng)滑塊滑到傳送帶右端C時，恰好與傳送帶速度相同，滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為科.求：（1）釋放滑塊時，彈簧具有的彈性勢能;v,(2)滑塊在傳送帶上滑行的整個過程中產(chǎn)生的熱量.解析：(1)由題意知滑塊在傳送帶上一直做勻加速運動，設(shè)滑塊離開彈簧時的速度為

19、由動能定理可得.1212mgL=mv2mv對彈簧和滑塊構(gòu)成的系統(tǒng)，由機械能守恒定律得12Ep=,mv12.聯(lián)立解得Ep=,mvmgL(2)對滑塊在傳送帶上的運動，由牛頓第二定律和運動學(xué)公式可得mg=mav2v2=2aLv0=v+ate,方/口V。一，v02gL聯(lián)立解得t=M-gx相對=votL所以Q=Ff-x相對=mvmvv2gLmgL12.答案：(1)gmvmmgL(2) m0-mv)4v22gLmgL11 .如圖所示，在粗糙水平臺階上靜止放置一質(zhì)量m=0.5kg的小物塊，它與水平臺階一一.1一表面間的動摩擦因數(shù)科=0.5,且與臺階邊緣O點的距離s=5m.在臺階右側(cè)固定了一個二圓4弧擋板，圓

20、弧半徑R=1m今以O(shè)點為原點建立平面直角坐標(biāo)系.現(xiàn)用F=5N的水平恒力拉動小物塊，一段時間后撤去拉力，小物塊最終水平拋出并擊中擋板.tyfm(1)若小物塊恰能擊中擋板上的P點(OP與水平方向夾角為37°,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2),求其離開O點時的速度大??；(2)為使小物塊擊中擋板，求拉力F作用的最短時間；(3)改變拉力F的作用時間，使小物塊擊中擋板的不同位置，求擊中擋板時小物塊動能的最小值.解析：(1)小物塊從O到P,做平拋運動水平方向Rcos37°=vdop_012豎直方向Rsin37=2§top解得v0=FCos37°2Rsin37(2)為使小物塊擊中擋板，小物塊必須能運動到O點，設(shè)拉力F作用的最短距離為d,由動能定理得Fd-科mgs-A&=0解得d=2.5m由牛頓第二定律得F-mg=ma2解得a=5m/s，一，r12由運動學(xué)公式