2021高考物理教科版一輪復習課件：第五章-第4講-功能關系-能量守恒定律

1、第4講功能關系 能量守恒定律大一輪復習講義過好雙基關研透命題點課時精練內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN過好雙基關01幾種常見的功能關系及其表達式一力做功能的變化定量關系 合力的功動能變化WEk2Ek1Ek重力的功重力勢能變化(1)重力做正功，重力勢能_(2)重力做負功，重力勢能_(3)WGEp_彈簧彈力的功彈性勢能變化(1)彈力做正功，彈性勢能_(2)彈力做負功，彈性勢能_(3)W彈EpEp1Ep2減少增加Ep1Ep2減少增加只有重力、彈簧彈力做功機械能_機械能守恒，E_除重力和彈簧彈力之外的其他力做的功機械能_(1)其他力做多少正功，物體的機械能就 多少(2)其他力做多少負功，物體的機械能

2、就 多少(3)W其他E一對相互作用的滑動摩擦力的總功機械能 內(nèi)能_(1)作用于系統(tǒng)的一對滑動摩擦力一定做負功，系統(tǒng)內(nèi)能_(2)摩擦生熱Q_不變化變化減少增加增加減少增加fx相對0圖1兩種摩擦力做功特點的比較二類型比較靜摩擦力做功滑動摩擦力做功不同點能量的轉化方面只有機械能從一個物體轉移到另一個物體，而沒有機械能轉化為其他形式的能(1)將部分機械能從一個物體轉移到另一個物體(2)一部分機械能轉化為內(nèi)能，此部分能量就是系統(tǒng) 能的損失量一對摩擦力的總功方面一對靜摩擦力所做功的代數(shù)和總_一對滑動摩擦力做功的代數(shù)和總是_等于零負值機械相同點正功、負功、不做功方面兩種摩擦力對物體可以做正功，也可以做負功，

3、還可以不做功(1)只有一對相互作用的靜摩擦力，做功不改變系統(tǒng)的機械能，系統(tǒng)機械能守恒.()(2)只有一對相互作用的滑動摩擦力，做的總功為負功，使系統(tǒng)機械能減少，轉化為內(nèi)能.()判斷正誤能量守恒定律三1.內(nèi)容能量既不會憑空 ，也不會憑空消失，它只能從一種形式 為另一種形式，或者從一個物體 到別的物體，在轉化或轉移的過程中，能量的總量 .2.表達式E減 .3.基本思路(1)某種形式的能量減少，一定存在其他形式的能量增加，且減少量和增加量一定相等；(2)某個物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等.產(chǎn)生保持不變轉化轉移E增解析小球下擺的過程中，小車的機械能增加，小球的機械

4、能減少，小球克服細繩拉力做的功等于減少的機械能，選項A錯誤，B正確；細繩對小車做的功等于小球減少的機械能，選項C錯誤；小球減少的重力勢能等于小球增加的動能與小車增加的機械能之和，選項D錯誤.自測2如圖2所示，小車靜止在光滑的水平軌道上，一個小球用細繩懸掛在小車上，現(xiàn)由圖中位置無初速度釋放，在小球下擺到最低點的過程中，下列說法正確的是A.細繩對小球的拉力不做功B.小球克服細繩拉力做的功等于小球減少的機械能C.細繩對小車做的功等于小球減少的重力勢能D.小球減少的重力勢能等于小球增加的動能圖202研透命題點功能關系的理解1.只涉及動能的變化用動能定理分析.2.只涉及重力勢能的變化，用重力做功與重力勢

5、能變化的關系分析.3.只涉及機械能的變化，用除重力和彈簧的彈力之外的其他力做功與機械能變化的關系分析.高考熱點講透練熟命題點一例1(2019吉林吉林市友好學校聯(lián)合體期末)從地面豎直上拋一個質(zhì)量為m的小球，小球上升的最大高度為h，設上升和下降過程中空氣阻力大小恒為f.重力加速度為g，下列說法正確的是A.小球上升的過程中動能減少了mghB.小球上升和下降的整個過程中機械能減少了fhC.小球上升的過程中重力勢能增加了mghD.小球上升和下降的整個過程中動能減少了fh解析小球上升的過程中，重力和阻力都做負功，其中克服重力做功等于mgh，故總功大于mgh；根據(jù)動能定理，總功等于動能的變化量，故動能的減小

6、量大于mgh，故A錯誤.除重力外其余力做的功等于機械能的變化量，除重力外，克服阻力做功2fh，故機械能減小2fh，故B錯誤.小球上升h，故重力勢能增加mgh，故C正確.小球上升和下降的整個過程中，重力做功等于零，阻力做功等于2fh，故根據(jù)動能定理，動能減小2fh，故D錯誤.變式1(多選)(2019四川德陽市第三次診斷)如圖3所示，離水平地面一定高度處水平固定一內(nèi)壁光滑的圓筒，筒內(nèi)固定一輕質(zhì)彈簧，彈簧處于自然長度.現(xiàn)將一小球從地面以某一初速度斜向上拋出，剛好能水平進入圓筒中，不計空氣阻力.下列說法中正確的是A.小球向上運動的過程中處于失重狀態(tài)B.小球壓縮彈簧的過程中小球減小的動能等于 彈簧增加的

7、勢能C.彈簧獲得的最大彈性勢能等于小球拋出時的動能D.小球從拋出到將彈簧壓縮到最短的過程中小球的機械能守恒圖3解析小球拋出的過程中加速度為g，方向豎直向下，處于失重狀態(tài)，故A正確；小球壓縮彈簧的過程，小球的動能和彈簧的彈性勢能總量守恒，所以小球減小的動能等于彈簧增加的勢能，故B正確；小球從拋出到將彈簧壓縮到最短的過程中，小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，而小球的機械能不守恒，故D錯誤.小球從拋出到將彈簧壓縮到最短的過程，小球的動能、重力勢能和彈簧的彈性勢能總量守恒，小球拋出時的動能等于小球的重力勢能增加量與彈簧的最大彈性勢能之和，故C錯誤；變式2如圖4所示，質(zhì)量為1 kg的滑塊在傾角為30的光滑

8、斜面上，從a點由靜止開始下滑，到b點開始壓縮輕彈簧，到c點時達到最大速度，到d點(圖中未畫出)開始彈回，返回b點離開彈簧，恰能再回到a點.若bc0.1 m，彈簧彈性勢能的最大值為8 J，g取10 m/s2，則下列說法正確的是A.彈簧的勁度系數(shù)是50 N/mB.從d點到b點滑塊克服重力做功8 JC.滑塊的動能最大值為8 JD.從d點到c點彈簧的彈力對滑塊做功8 J圖4滑塊從a點到c點，由彈簧與滑塊組成的系統(tǒng)的機械能守恒知：滑塊的動能增加量與彈簧彈性勢能增加量之和等于滑塊重力勢能的減少量，小于8 J，所以滑塊的動能最大值小于8 J，故選項C錯誤；彈簧彈性勢能的最大值為8 J，根據(jù)功能關系知從d點到

9、b點彈簧的彈力對滑塊做功8 J，從d點到c點彈簧的彈力對滑塊做功小于8 J，故選項D錯誤.滑塊從d點到a點，運用動能定理得WGW彈00，又W彈Ep8 J，可得WG8 J，即克服重力做功8 J，所以從d點到b點滑塊克服重力做功小于8 J，故選項B錯誤；例2(多選)(2019全國卷18)從地面豎直向上拋出一物體，其機械能E總等于動能Ek與重力勢能Ep之和.取地面為重力勢能零點，該物體的E總和Ep隨它離開地面的高度h的變化如圖5所示.重力加速度取10 m/s2.由圖中數(shù)據(jù)可得A.物體的質(zhì)量為2 kgB.h0時，物體的速率為20 m/sC.h2 m時，物體的動能Ek40 JD.從地面至h4 m，物體的

10、動能減少100 J功能關系的綜合應用高考熱點講透練熟命題點二圖5由題圖可知，物體上升到h4 m時，機械能為80 J，重力勢能為80 J，動能為零，即從地面上升到h4 m，物體動能減少100 J，選項D正確.由功能關系可知Ffh|E總|20 J，解得物體上升過程中所受空氣阻力Ff5 N，從物體開始拋出至上升到h2 m的過程中，由動能定理有mghFfhEkEk0，解得Ek50 J，選項C錯誤；變式3(多選)(2020黑龍江佳木斯市質(zhì)檢)如圖6所示，建筑工地上載人升降機用不計質(zhì)量的細鋼繩跨過定滑輪與一電動機相連，通電后電動機帶動升降機沿豎直方向先勻加速上升后勻速上升.摩擦及空氣阻力均不計.則A.升降

11、機勻加速上升過程中，升降機底板 對人做的功等于人增加的動能B.升降機勻加速上升過程中，升降機底板 對人做的功等于人增加的機械能C.升降機勻速上升過程中，升降機底板 對人做的功等于人增加的機械能D.升降機上升的全過程中，升降機拉力做的功大于升降機和人增加的機械能圖6除重力外，其他力對人做的功等于人機械能的增加量，B正確；升降機勻速上升過程中，升降機底板對人做的功等于人克服重力做的功(此過程中動能不變)，即增加的機械能，C正確；升降機上升的全過程中，升降機拉力做的功等于升降機和人增加的機械能，D錯誤.解析根據(jù)動能定理可知，合外力對物體做的功等于物體動能的變化量，所以升降機勻加速上升過程中，升降機底

12、板對人做的功與人的重力做功之和等于人增加的動能，故A錯誤；例3如圖7所示，某工廠用傳送帶向高處運送物體，將一物體輕輕放在傳送帶底端，第一階段物體被加速到與傳送帶具有相同的速度，第二階段物體與傳送帶相對靜止，勻速運動到傳送帶頂端.下列說法正確的是A.第一階段摩擦力對物體做正功，第二階段摩擦力對物體不做功B.第一階段摩擦力對物體做的功等于第一階段物體動能的增加量C.第一階段物體和傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量等于第一階 段物體機械能的增加量D.物體從底端到頂端全過程機械能的增加量大于全過程摩擦力對物體所做的功摩擦力做功與能量轉化能力考點師生共研命題點三圖7解析對物體受力分析知，其在兩個階段所受摩擦力方向

13、都沿斜面向上，與其運動方向相同，摩擦力對物體都做正功，A錯誤；由動能定理知，合力做的總功等于物體動能的增加量，B錯誤；物體機械能的增加量等于摩擦力對物體所做的功，D錯誤；圖8變式4質(zhì)量為m的物體以初速度v0沿水平面向左開始運動，起始點A與一輕彈簧O端相距s，如圖8所示.已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為，物體與彈簧相碰后，彈簧的最大壓縮量為x，則從開始碰撞到彈簧被壓縮至最短，物體克服彈簧彈力所做的功為(重力加速度為g)例4(2019貴州畢節(jié)市適應性監(jiān)測(三)畢節(jié)，是全國唯一一個以“開發(fā)扶貧、生態(tài)建設”為主題的試驗區(qū)，是國家“西電東送”的主要能源基地.如圖9所示，赫章的韭菜坪建有風力發(fā)電機，風力帶

14、動葉片轉動，葉片再帶動轉子(磁極)轉動，使定子(線圈，不計電阻)中產(chǎn)生電流，實現(xiàn)風能向電能的轉化.若葉片長為l，設定的額定風速為v，空氣的密度為，額定風速下發(fā)電機的輸出功率為P，則風能轉化為電能的效率為能量守恒定律的理解和應用能力考點師生共研命題點四圖9解析風能轉化為電能的工作原理為將風的動能轉化為輸出的電能，設風吹向發(fā)電機的時間為t，則在t時間內(nèi)吹向發(fā)電機的風的體積為VvtSvtl2，則風的質(zhì)量MVvtl2，變式5(多選)如圖10所示，光滑水平面OB與足夠長粗糙斜面BC交于B點.輕彈簧左端固定于豎直墻面，現(xiàn)將質(zhì)量為m1的滑塊壓縮彈簧至D點，然后由靜止釋放，F(xiàn)滑塊脫離彈簧后經(jīng)B點滑上斜面，上升

15、到最大高度，并靜止在斜面上.不計滑塊在B點的機械能損失；換用相同材料質(zhì)量為m2的滑塊(m2m1)壓縮彈簧至同一點D后，重復上述過程，下列說法正確的是A.兩滑塊到達B點的速度相同B.兩滑塊沿斜面上升的最大高度相同C.兩滑塊上升到最高點過程克服重力做的功相同D.兩滑塊上升到最高點過程機械能損失相同圖10解析兩滑塊到B點的動能相同，但速度不同，故A錯誤；兩滑塊在斜面上運動時加速度相同，由于在B點時的速度不同，故上升的最大高度不同，故B錯誤；03課 時 精 練1.(2019重慶市部分區(qū)縣第一次診斷)如圖1所示，一物塊從粗糙斜面上從靜止開始釋放，運動到水平面上后停止，則運動過程中，物塊與地球系統(tǒng)的機械能

16、A.不變 B.減少 C.增大 D.無法判斷1234567圖1解析物塊從粗糙斜面上從靜止釋放后，重力與摩擦力對物塊做功，其中摩擦力做功使物塊的機械能有一部分轉化為內(nèi)能，所以物塊與地球系統(tǒng)的機械能減小，故A、C、D錯誤，B正確.2.如圖2，一個質(zhì)量為m的鐵塊沿半徑為R的固定半圓軌道上邊緣由靜止滑下，到半圓底部時，軌道所受壓力為鐵塊重力的1.5倍，則此過程中鐵塊損失的機械能為(重力加速度為g)1234567圖23.(多選)一個質(zhì)量為m的物體以a2g的加速度豎直向下運動，則在此物體下降h高度的過程中，物體的A.重力勢能減少了2mghB.動能增加了2mghC.機械能保持不變D.機械能增加了mgh1234

17、567解析下降h高度，則重力做正功mgh，所以重力勢能減小mgh，A錯誤；根據(jù)動能定理可得F合hEk，又F合ma2mg，故Ek2mgh，B正確；重力勢能減小mgh，而動能增大2mgh，所以機械能增加mgh，C錯誤，D正確.12344.質(zhì)量為2 kg的物體以10 m/s的初速度，從起點A出發(fā)豎直向上拋出，在它上升到某一點的過程中，物體的動能損失了50 J，機械能損失了10 J，設物體在上升、下降過程空氣阻力大小恒定，則該物體再落回到A點時的動能為(g10 m/s2)A.40 J B.60 J C.80 J D.100 J567解析物體拋出時的總動能為100 J，物體的動能損失了50 J時，機械能

18、損失了10 J，則動能損失100 J時，機械能損失20 J，此時到達最高點，返回時，機械能還會損失20 J，故從A點拋出到落回到A點，共損失機械能40 J，所以該物體再落回到A點時的動能為60 J，A、C、D錯誤，B正確.5.(多選)(2020福建三明一中模擬)滑沙是人們喜愛的游樂活動，如圖3是滑沙場地的一段斜面，其傾角為30，設參加活動的人和滑車總質(zhì)量為m，人和滑車從距底端高為h處的頂端A沿滑道由靜止開始勻加速下滑，加速度為0.4g，人和滑車可視為質(zhì)點，則從頂端向下滑到底端B的過程中，下列說法正確的是A.人和滑車減少的重力勢能全部轉化為動能B.人和滑車獲得的動能為0.8mghC.整個下滑過程

19、中人和滑車減少的機械能為0.2mghD.人和滑車克服摩擦力做功為0.6mgh圖312345671234567解析沿斜面的方向有mamgsin 30Ff，所以Ff0.1mg，人和滑車減少的重力勢能轉化為動能和內(nèi)能，故A錯誤；整個下滑過程中克服摩擦力做功等于人和滑車減少的機械能，所以人和滑車克服摩擦力做功為0.2mgh，故D錯誤.整個下滑過程中人和滑車減少的機械能為EmghEkmgh0.8mgh0.2mgh，故C正確；1236.(多選)(2019福建龍巖市期末質(zhì)量檢查)如圖4所示，在豎直平面內(nèi)有一條不光滑的軌道ABC，其中AB段是半徑為R的 圓弧，BC段是水平的.一質(zhì)量為m的滑塊從A點由靜止滑下，最后停在水平軌道上C點，此過程克服摩擦力做功為W1.現(xiàn)用一沿著軌道方向的力推滑塊，使它緩慢