高中物理 功能關(guān)系、能量守恒定律課件 高考物理課件

第4講功能關(guān)系、能量守恒定律第五章

機(jī)械能第4講功能關(guān)系、能量守恒定律第五章機(jī)械能一、幾種常見的功能關(guān)系及其表達(dá)式力做功能的變化定量關(guān)系

合力的功動(dòng)能變化W＝Ek2－Ek1＝ΔEk重力的功重力勢(shì)能變化(1)重力做正功，重力勢(shì)能_____(2)重力做負(fù)功，重力勢(shì)能_____(3)WG＝－ΔEp＝________彈簧彈力的功彈性勢(shì)能變化(1)彈力做正功，彈性勢(shì)能_____(2)彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能_____(3)WF＝－ΔEp＝Ep1－Ep2減少增加Ep1－Ep2減少增加一、幾種常見的功能關(guān)系及其表達(dá)式力做功能的變化定量關(guān)系合力只有重力、彈簧彈力做功機(jī)械能______機(jī)械能守恒ΔE＝___除重力和彈簧彈力之外的其他力做的功機(jī)械能____(1)其他力做多少正功，物體的機(jī)械能就

多少(2)其他力做多少負(fù)功，物體的機(jī)械能就

多少(3)W其他＝ΔE一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力的總功機(jī)械能_____內(nèi)能_____(1)作用于系統(tǒng)的一對(duì)滑動(dòng)摩擦力一定做負(fù)功，系統(tǒng)內(nèi)能_____(2)摩擦生熱Q＝_______不變化變化減少增加0增加減少增加Ff·x相對(duì)只有重力、彈簧彈力做功機(jī)械能______機(jī)械能守恒ΔE＝__答案自測(cè)1

升降機(jī)底板上放一質(zhì)量為100kg的物體，物體隨升降機(jī)由靜止開始豎直向上移動(dòng)5m時(shí)速度達(dá)到4m/s，則此過程中(g取10m/s2，不計(jì)空氣阻力)A.升降機(jī)對(duì)物體做功5800JB.合外力對(duì)物體做功5800JC.物體的重力勢(shì)能增加500JD.物體的機(jī)械能增加800J√答案自測(cè)1升降機(jī)底板上放一質(zhì)量為100kg的物體，物體隨二、能量守恒定律1.內(nèi)容能量既不會(huì)憑空

，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式

為另一種形式，或者從一個(gè)物體

到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量

.2.表達(dá)式ΔE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(gè)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)生轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移保持不變?chǔ)增二、能量守恒定律1.內(nèi)容產(chǎn)生轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移保持不變?chǔ)增答案自測(cè)2如圖1所示，一質(zhì)量均勻的不可伸長的繩索重為G，A、B兩端固定在天花板上，現(xiàn)在最低點(diǎn)C施加一豎直向下的力將繩索拉到D點(diǎn)，在此過程繩索AB的重心位置將

A.逐漸升高

B.逐漸降低C.先降低后升高

D.始終不變√圖1解析由題意知外力對(duì)繩索做正功，機(jī)械能增加，重心升高，故選A.解析答案自測(cè)2如圖1所示，一質(zhì)量均勻的不可伸長的繩索重為G，A研透命題點(diǎn)研透命題點(diǎn)1.只涉及動(dòng)能的變化用動(dòng)能定理分析.2.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.只涉及機(jī)械能的變化，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.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.命題點(diǎn)一功能關(guān)系的理解和應(yīng)用基礎(chǔ)考點(diǎn)自主悟透1.只涉及動(dòng)能的變化用動(dòng)能定理分析.命題點(diǎn)一功能關(guān)系的理解例1

(多選)(2017·南京市、鹽城市一模)游樂場(chǎng)的一種滑梯，它是由很小一段弧形軌道將傾斜直軌道和水平軌道連接組成的，如圖2所示.一位小朋友從斜軌道頂端由靜止開始自由下滑，經(jīng)過很小一段弧形軌道滑到水平軌道上，繼續(xù)滑動(dòng)一段距離后停下.則小朋友

A.沿傾斜軌道下滑過程中機(jī)械能一定增加B.沿弧形軌道滑動(dòng)過程中對(duì)軌道做了負(fù)功C.沿水平軌道滑動(dòng)過程中，摩擦力對(duì)他做了負(fù)功D.在整個(gè)滑動(dòng)過程中，重力做功和他克服摩擦力

做的功相等答案√圖2√解析例1(多選)(2017·南京市、鹽城市一模)游樂場(chǎng)的一種滑解析沿傾斜軌道下滑過程中，摩擦力做負(fù)功，小朋友的機(jī)械能減小，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A錯(cuò)誤，沿弧形軌道滑動(dòng)過程中，軌道位移為0，故小朋友對(duì)軌道做功為0，故B錯(cuò)誤.沿水平軌道滑動(dòng)過程中，摩擦力方向與位移方向相反，摩擦力對(duì)小朋友做負(fù)功，故C正確.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，小朋友的動(dòng)能變化量為零，由動(dòng)能定理可知，外力對(duì)小朋友所做的總功為零，則重力做功和他克服摩擦力做的功相等，故D正確.解析沿傾斜軌道下滑過程中，摩擦力做負(fù)功，小朋友的機(jī)械能減小變式1

(2017·蘇錫常鎮(zhèn)四市調(diào)研)以一定的初速度從地面豎直向上拋出一小球，小球上升到最高點(diǎn)之后，又落回到拋出點(diǎn)，假設(shè)小球所受空氣阻力與速度大小成正比，則小球在運(yùn)動(dòng)過程中的機(jī)械能E隨離地高度h變化關(guān)系可能正確的是

答案√解析變式1(2017·蘇錫常鎮(zhèn)四市調(diào)研)以一定的初速度從地面豎解析由于f＝kv，由能量關(guān)系可知：上升過程中，速度減小，故E－h(huán)圖象的斜率隨h的增大而減??；下降過程中，速度增大，故E－h(huán)圖象的斜率隨h的減小而變大；上升過程中平均阻力大于下降過程中的平均阻力，故上升過程中機(jī)械能的減少量比下降過程中機(jī)械能的減少量大，則圖象D正確，A、B、C錯(cuò)誤.解析由于f＝kv，由能量關(guān)系可知：上升過程中，速度減小，故命題點(diǎn)二摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化能力考點(diǎn)師生共研1.靜摩擦力做功(1)靜摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功.(2)相互作用的一對(duì)靜摩擦力做功的代數(shù)和總等于零.(3)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)(1)滑動(dòng)摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功.命題點(diǎn)二摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化能力考點(diǎn)師生共研1.靜摩擦力(2)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.(3)摩擦生熱的計(jì)算：Q＝Ffx相對(duì).其中x相對(duì)為相互摩擦的兩個(gè)物體間的相對(duì)路程.從功的角度看，一對(duì)滑動(dòng)摩擦力對(duì)系統(tǒng)做的總功的絕對(duì)值等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量；從能量的角度看，其他形式能量的減少量等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量.(2)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)生例2

(2018·南通市第一次調(diào)研)如圖3所示，某工廠生產(chǎn)車間的流水線安裝的是“U”形傳送帶，AB、CD段為直線，BC段為同心半圓，其中的虛線為半徑為R的半圓弧.工人將質(zhì)量均為m的工件無初速放至勻速運(yùn)行的傳送帶A端，在D端附近看到相鄰工件間的距離均為L，每隔時(shí)間t在D端接收到一個(gè)工件.求：(1)傳送帶運(yùn)行的速度v；圖3答案見解析答案解析例2(2018·南通市第一次調(diào)研)如圖3所示，某工廠生產(chǎn)車(2)在BC段每一個(gè)工件受到的摩擦力大小Ff；答案見解析答案解析(2)在BC段每一個(gè)工件受到的摩擦力大小Ff；答案見解析答(3)每個(gè)工件放至傳送帶后與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量Q.答案答案見解析解析解析設(shè)工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，工件相對(duì)傳送帶滑動(dòng)的時(shí)間為t0，加速度大小為a，則μmg＝ma，v＝at0產(chǎn)生的熱量Q＝μmg·Δs(3)每個(gè)工件放至傳送帶后與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量Q.答案答案變式2

(多選)(2017·淮陰中學(xué)模擬)如圖4所示，一水平傳送帶以速度v勻速運(yùn)動(dòng)，將質(zhì)量為m的小工件輕輕放到水平傳送帶上，工件在傳送帶上滑動(dòng)一段時(shí)間后與傳送帶保持相對(duì)靜止，在上述過程中

A.工件對(duì)傳送帶做功為－

mv2B.傳送帶與工件間摩擦產(chǎn)生熱量為

mv2C.傳送帶因?yàn)閭魉凸ぜ枰嘧龅墓閙v2D.傳送帶對(duì)工件做的功為

mv2圖4答案√√解析√變式2(多選)(2017·淮陰中學(xué)模擬)如圖4所示，一水平高中物理功能關(guān)系、能量守恒定律課件高考物理課件高中物理功能關(guān)系、能量守恒定律課件高考物理課件命題點(diǎn)三能量守恒定律的應(yīng)用能力考點(diǎn)師生共研1.對(duì)能量守恒定律的兩點(diǎn)理解(1)某種形式的能量減少，一定有另外形式的能量增加，且減少量和增加量相等，即ΔE減＝ΔE增.(2)某個(gè)物體的能量減少，一定有別的物體的能量增加，且減少量和增加量相等，即ΔEA減＝ΔEB增.2.能量轉(zhuǎn)化問題的解題思路(1)當(dāng)涉及滑動(dòng)摩擦力做功，機(jī)械能不守恒時(shí)，一般應(yīng)用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律.(2)解題時(shí)，首先確定初末狀態(tài)，然后分析狀態(tài)變化過程中哪種形式的能量減少，哪種形式的能量增加，求出減少的能量總和ΔE減和增加的能量總和ΔE增，最后由ΔE減＝ΔE增列式求解.命題點(diǎn)三能量守恒定律的應(yīng)用能力考點(diǎn)師生共研1.對(duì)能量守恒例3

(2017·鎮(zhèn)江市一模)如圖5所示的裝置由水平彈簧發(fā)射器及兩個(gè)軌道組成：軌道Ⅰ是光滑軌道AB，AB間高度差h1＝0.20m；軌道Ⅱ由AE和螺旋圓形EFG兩段光滑軌道和粗糙軌道GB平滑連接而成，且A點(diǎn)與F點(diǎn)等高.軌道最低點(diǎn)與AF所在直線的高度差h2＝0.40m.當(dāng)彈簧壓縮量為d時(shí)，恰能使質(zhì)量m＝0.05kg的滑塊沿軌道Ⅰ上升到B點(diǎn)，當(dāng)彈簧壓縮量為2d時(shí)，恰能使滑塊沿軌道Ⅱ上升到B點(diǎn)，滑塊兩次到達(dá)B點(diǎn)處均被裝置鎖定不再運(yùn)動(dòng).已知彈簧彈性勢(shì)能Ep與彈簧壓縮量x的平方成正比，彈簧始終處于彈性限度范圍內(nèi)，不考慮滑塊與發(fā)射器之間的摩擦，重力加速度g＝10m/s2.圖5例3(2017·鎮(zhèn)江市一模)如圖5所示的裝置由水平彈簧發(fā)射(1)當(dāng)彈簧壓縮量為d時(shí)，求彈簧的彈性勢(shì)能及滑塊離開彈簧瞬間的速度大?。淮鸢?.1J

2m/s

解析當(dāng)彈簧壓縮量為d時(shí)，恰能使質(zhì)量m＝0.05kg的滑塊沿軌道Ⅰ上升到B點(diǎn)，所以根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律得：彈簧彈性勢(shì)能Ep1＝mgh1解得：Ep1＝0.1J又對(duì)滑塊由靜止到離開彈簧過程由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律得：Ep1＝

mv2，解得：v＝2m/s答案解析(1)當(dāng)彈簧壓縮量為d時(shí)，求彈簧的答案0.1J2m/(2)求滑塊經(jīng)過最高點(diǎn)F處時(shí)對(duì)軌道的壓力大小；答案3.5N解析根據(jù)題意，彈簧彈性勢(shì)能Ep與彈簧壓縮量x的平方成正比，所以彈簧壓縮量為2d時(shí)，彈簧彈性勢(shì)能為Ep2＝0.4J根據(jù)Ep2＝

mv′2，滑塊到達(dá)F點(diǎn)處的速度v′＝4m/s解得：FN＝3.5N根據(jù)牛頓第三定律：滑塊經(jīng)過F處時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為3.5N.答案解析(2)求滑塊經(jīng)過最高點(diǎn)F處時(shí)對(duì)軌道答案3.5N解析根據(jù)(3)求滑塊通過GB段過程中克服摩擦力所做的功.答案0.3J解析滑塊通過GB段過程，根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律得Ep2＝mgh1＋Q解得：Q＝0.3J又Q＝W克所以滑塊通過GB段過程中克服摩擦力所做的功W克＝0.3J答案解析(3)求滑塊通過GB段過程中克服答案0.3J解析滑塊通變式3

(2017·南京市、淮安市5月模擬)一顆小鋼珠從水面上方由靜止釋放，落入水中，濺起的小水珠跳得比鋼珠釋放時(shí)的位置還高，如圖6所示，對(duì)這種現(xiàn)象，下列說法中正確的是

A.小水珠濺起的高度超過鋼珠下落時(shí)的高度，違背了能量守恒定律B.小鋼珠下落時(shí)具有的重力勢(shì)能小于濺起的水珠在最高

點(diǎn)的重力勢(shì)能C.小鋼珠下落時(shí)具有的重力勢(shì)能等于濺起的水珠在最高

點(diǎn)的重力勢(shì)能D.小鋼珠下落時(shí)具有的重力勢(shì)能大于濺起的水珠在最高

點(diǎn)的重力勢(shì)能√圖6答案解析變式3(2017·南京市、淮安市5月模擬)一顆小鋼珠從水面解析小鋼珠下降的過程中，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小鋼珠的動(dòng)能，最后轉(zhuǎn)化成小水珠的動(dòng)能，小水珠升高的過程中，動(dòng)能又轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能(即表現(xiàn)為小水珠的高度)，在這一過程中，水的總動(dòng)能要小于小鋼珠的動(dòng)能，但是，各個(gè)水珠的質(zhì)量都比較小，因此，小水珠跳起的高度存在多種可能性.當(dāng)小鋼珠的質(zhì)量又比較大的時(shí)候，完全有可能出現(xiàn)個(gè)別小水珠跳起的高度較高的情況，甚至可以超過小鋼珠下落的高度.故D正確，A、B、C都錯(cuò)誤.解析小鋼珠下降的過程中，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小鋼珠的動(dòng)能，最后轉(zhuǎn)隨堂測(cè)試隨堂測(cè)試1.(2018·淮安市一模)風(fēng)洞飛行體驗(yàn)是運(yùn)用先進(jìn)的科技手段實(shí)現(xiàn)高速風(fēng)力將人吹起并懸浮于空中，如圖7所示.若在人處于懸浮狀態(tài)時(shí)增加風(fēng)力，則體驗(yàn)者在加速上升過程中

A.處于失重狀態(tài)，機(jī)械能增加B.處于失重狀態(tài)，機(jī)械能減少C.處于超重狀態(tài)，機(jī)械能增加D.處于超重狀態(tài)，機(jī)械能減少答案1234√圖7解析由題意可知，人加速向上運(yùn)動(dòng)，故人的加速度向上，處于超重狀態(tài)；由于風(fēng)力對(duì)人做正功，故人的機(jī)械能增加；故C正確，A、B、D錯(cuò)誤.解析1.(2018·淮安市一模)風(fēng)洞飛行體驗(yàn)是運(yùn)用先進(jìn)的科技手段2.(2017·揚(yáng)州中學(xué)5月考)如圖8所示，一根輕質(zhì)彈簧的一端固定在O點(diǎn)，另一端連接一個(gè)質(zhì)量為m的小球，當(dāng)小球靜止時(shí)，球心到O點(diǎn)的距離為l，圖中的實(shí)線是以O(shè)為圓心，l為半徑的圓弧，用水平力F拉球，使球緩慢上升，則

A.小球可能沿弧線a向上運(yùn)動(dòng)B.彈簧彈力的大小可能不變C.水平拉力做的功大于小球重力勢(shì)能的增加D.水平拉力做的功等于小球重力勢(shì)能的增加答案123解析4圖8√2.(2017·揚(yáng)州中學(xué)5月考)如圖8所示，一根輕質(zhì)彈簧的一解析開始時(shí)，彈簧彈力等于重力，用水平力F拉球，使球緩慢上升時(shí)，由平衡條件可知彈力大于重力，彈簧要伸長，不可能沿弧線a向上運(yùn)動(dòng)；由功能關(guān)系知，水平拉力做的功等于小球重力勢(shì)能的增加量和彈簧彈性勢(shì)能增量之和.1234解析開始時(shí)，彈簧彈力等于重力，用水平力F拉球，使球緩慢上升3.(多選)(2017·射陽二中模擬)如圖9所示，將一輕彈簧固定在傾角為30°的斜面底端，現(xiàn)用一質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮鎖定在A點(diǎn)，解除鎖定后，物體將沿斜面上滑，物體在運(yùn)動(dòng)過程中所能到達(dá)的最高點(diǎn)B距A點(diǎn)的豎直高度為h，物體離開彈簧后沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的加速度大小等于重力加速度g.則下列說法正確的是

A.彈簧的最大彈性勢(shì)能為mghB.物體從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中系統(tǒng)損失的

機(jī)械能為mghC.物體的最大動(dòng)能等于彈簧的最大彈性勢(shì)能D.物體最終靜止在B點(diǎn)√圖9123答案4√3.(多選)(2017·射陽二中模擬)如圖9所示，將一輕彈簧12344.(多選)(2017·宜興市下學(xué)期初考)如圖10所示，足夠長的傳送帶與水平方向的傾角為θ，物塊a通過平行于傳送帶的輕繩跨過光滑輕滑輪與物塊b相連，b的質(zhì)量為m.開始時(shí)，a、b及傳送帶均靜止，且a不受傳送帶摩擦力作用，現(xiàn)讓傳送帶逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則在b上升h高度(未與滑輪相碰)過程中

A.物塊a的重力勢(shì)能減少mghB.摩擦力對(duì)a做的功等于a機(jī)械能的增量C.摩擦力對(duì)a做的功等于物塊a、b動(dòng)能增量之和D.任意時(shí)刻，重力對(duì)a、b做功的瞬時(shí)功率大小相等圖10答案解析√√√12344.(多選)(2017·宜興市下學(xué)期初考)如圖10所根據(jù)能量守恒定律得，摩擦力對(duì)a做的功等于a、b系統(tǒng)機(jī)械能的增量，因?yàn)橄到y(tǒng)重力勢(shì)能不變，所以摩擦力對(duì)a做的功等于系統(tǒng)動(dòng)能的增量，故B錯(cuò)誤，C正確；任意時(shí)刻a、b的速率相等，對(duì)b，克服重力做功的瞬時(shí)功率Pb＝mgv，對(duì)a有：Pa＝magvsinθ＝mgv，所以重力對(duì)a、b做功的瞬時(shí)功率大小相等，故D正確.1234根據(jù)能量守恒定律得，摩擦力對(duì)a做的功等于a、b系統(tǒng)機(jī)械能的增課時(shí)作業(yè)課時(shí)作業(yè)1.(多選)(2017·小海中學(xué)期中)質(zhì)量為m的物體從靜止出發(fā)以

的加速度豎直下降h，下列說法中正確的是

A.物體的機(jī)械能減少

mghB.物體的重力勢(shì)能減少

mghC.物體的動(dòng)能增加

mghD.重力做功mgh答案12345678910雙基鞏固練√√√1.(多選)(2017·小海中學(xué)期中)質(zhì)量為m的物體從靜止出2.(多選)(2017·淮海中學(xué)第二次測(cè)試)如圖1所示，質(zhì)量為M的電梯底板上放置一質(zhì)量為m的物體，鋼索拉著電梯由靜止開始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)上升高度為H時(shí)，速度達(dá)到v，不計(jì)空氣阻力，則A.物體所受合力做的功等于

mv2＋mgHB.底板對(duì)物體的支持力做的功等于mgH＋

mv2C.鋼索的拉力做的功等于

Mv2＋MgHD.鋼索的拉力、電梯的重力及物體對(duì)底板的壓力對(duì)

電梯M做的總功等于

Mv2

答案12345678910√圖1√解析2.(多選)(2017·淮海中學(xué)第二次測(cè)試)如圖1所示，質(zhì)量123456789101234567891012345678910123456789103.如圖2所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓弧形軌道，半徑OA水平、OB豎直，一個(gè)質(zhì)量為m的小球自A的正上方P點(diǎn)由靜止開始自由下落，小球沿軌道到達(dá)最高點(diǎn)B時(shí)恰好對(duì)軌道沒有壓力.已知AP＝2R，重力加速度為g，則小球從P至B的運(yùn)動(dòng)過程中

A.重力做功2mgRB.機(jī)械能減少mgRC.合外力做功mgR答案12345678910√圖23.如圖2所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓弧形軌道，半徑O4.(2018·揚(yáng)州市一模)如圖3所示，勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧一端固定于O點(diǎn)，另一端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球.將小球拉至A點(diǎn)處時(shí)，彈簧恰好無形變.現(xiàn)將小球從A點(diǎn)處由靜止釋放，小球運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)正下方B點(diǎn)時(shí)速度大小為v.A、B兩位置間的高度差為h.不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g.則

A.由A到B的過程中，小球克服彈簧彈力所做的功為mghB.由A到B的過程中，小球重力所做的功為mghC.由A到B的過程中，彈性勢(shì)能增加量為mgh－mv2D.小球到達(dá)B點(diǎn)處時(shí)，其加速度的方向?yàn)樨Q直向上答案12345678910√圖3解析4.(2018·揚(yáng)州市一模)如圖3所示，勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈解析小球由A到B的過程中，重力做功為mgh，其重力勢(shì)能減少mgh.小球在下降過程中，小球的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能和彈簧的彈性勢(shì)能，所以彈簧彈性勢(shì)能的增加量小于mgh，則小球克服彈簧彈力所做的功小于mgh，故A錯(cuò)誤，B正確；12345678910小球到達(dá)B點(diǎn)處時(shí)，彈簧的彈力大小與小球的重力大小關(guān)系無法判斷，故D錯(cuò)誤.解析小球由A到B的過程中，重力做功為mgh，其重力勢(shì)能減少5.(多選)(2017·江蘇省聯(lián)盟2月大聯(lián)考)如圖4所示，質(zhì)量相同的小物塊A、B用輕細(xì)繩接在光滑輕質(zhì)定滑輪兩側(cè)，小物塊B放在粗糙水平桌面上，初始時(shí)用手托住物塊A使系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)將手拿開，物塊A將開始運(yùn)動(dòng)，若物塊B始終沒有離開桌面，則在物塊下降的過程中

A.物塊A的速度小于物塊B的速度B.繩的拉力對(duì)A所做的功與對(duì)B做的功的代數(shù)和為零C.繩的拉力對(duì)物塊B所做的功等于物塊B機(jī)械能的增加量D.若運(yùn)動(dòng)過程中某時(shí)刻輕細(xì)繩與桌面的夾角為30°，物

塊B對(duì)桌面的壓力為其所受重力的

，則此時(shí)物塊A下

降的加速度大小為重力加速度的答案解析12345678910圖4√√√5.(多選)(2017·江蘇省聯(lián)盟2月大聯(lián)考)如圖4所示，質(zhì)12345678910解析把B的速度分解到沿繩和垂直于繩兩個(gè)方向，其中沿繩方向的分速度等于物塊A的速度，所以B的速度大于A的速度，故A正確；根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況知，繩的拉力對(duì)A做負(fù)功，對(duì)B做正功，代數(shù)和為零，所以B正確；繩的拉力對(duì)物塊B所做的功與摩擦力對(duì)B做功的代數(shù)和等于物塊B機(jī)械能的增加量，故C錯(cuò)誤；12345678910解析把B的速度分解到沿繩和垂直于繩兩6.(多選)(2017·無錫市期末)如圖5甲所示，對(duì)離地一定高度的物體施加一個(gè)豎直向上的拉力，物體在豎直方向上運(yùn)動(dòng)，其速率—時(shí)間關(guān)系大致圖線如圖乙，以地面為零勢(shì)能面，忽略空氣阻力，物體的機(jī)械能隨運(yùn)動(dòng)距離的變化關(guān)系大致圖線可能是下圖中的

答案12345678910解析圖5綜合提升練√√6.(多選)(2017·無錫市期末)如圖5甲所示，對(duì)離地一定12345678910解析根據(jù)題圖乙可知，加速度不斷減小.若物體向上運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得：F－mg＝ma，得F＝mg＋ma，可知F不斷減小.F對(duì)物體做正功，由功能原理知物體的機(jī)械能增大.根據(jù)功能關(guān)系有：ΔE＝FΔx，可知，E－x圖象的斜率大小等于拉力，F(xiàn)減小，E－x圖象的斜率不斷減小，故D圖是可能的.若物體向下運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得：mg－F＝ma，得F＝mg－ma，a減小，可知F不斷增大，F(xiàn)對(duì)物體做負(fù)功，由功能原理知物體的機(jī)械能減少.F增大，E－x圖象的斜率不斷增大，故C圖是可能的.故A、B錯(cuò)誤，C、D正確.12345678910解析根據(jù)題圖乙可知，加速度不斷減小.7.(多選)(2018·響水中學(xué)模擬)如圖6所示，質(zhì)量相等的物體A、B通過一輕質(zhì)彈簧相連，開始時(shí)B放在地面上，A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)通過細(xì)繩將A向上緩慢拉起，第一階段拉力做功為W1時(shí)，彈簧變?yōu)樵L；第二階段拉力再做功W2時(shí)，B剛要離開地面，彈簧一直在彈性限度內(nèi)，則

A.兩個(gè)階段拉力做的功相等B.拉力做的總功等于A的重力勢(shì)能的增加量C.第一階段，拉力做的功大于A的重力勢(shì)能的增加量D.第二階段，拉力做的功大于A的重力勢(shì)能的增加量√答案12345678910圖6解析√7.(多選)(2018·響水中學(xué)模擬)如圖6所示，質(zhì)量相等的解析開始時(shí)A壓縮彈簧，形變量為x1＝

；要使B剛要離開地面，則彈力應(yīng)等于B的重力，即kx2＝mg，故形變量x2＝

，則x1＝x2＝x，緩慢提升物體A，物體A的動(dòng)能不變，第一階段與第二階段彈簧的形變量相同，彈簧的彈性勢(shì)能Ep相同，由動(dòng)能定理得：W1＋Ep－mgx＝0，W2－Ep－mgx＝0，W1＝mgx－Ep，W2＝mgx＋Ep，則：W1<W2，故A錯(cuò)誤；由于在整個(gè)過程中，彈簧的彈性勢(shì)能不變，物體A、B的動(dòng)能不變，B的重力勢(shì)能不變，由能量守恒定律可知，拉力做的功轉(zhuǎn)化為A的重力勢(shì)能，拉力做的總功等于A的重力勢(shì)能的增加量，故B正確；12345678910解析開始時(shí)A壓縮彈簧，形變量為x1＝；要使B剛要離由于W1＝mgx－Ep，則第一階段，拉力做的功小于A的重力勢(shì)能的增加量mgx，故C錯(cuò)誤；由于W2＝mgx＋Ep，則第二階段拉力做的功大于A的重力勢(shì)能的增加量mgx，故D正確.12345678910由于W1＝mgx－Ep，則第一階段，拉力做的功小于A的重力勢(shì)8.如圖7所示，一個(gè)小球套在固定的傾斜光滑桿上，一根輕質(zhì)彈簧的一端懸掛于O點(diǎn)，另一端與小球相連，彈簧與桿在同一豎直平面內(nèi).將小球沿桿拉到與O點(diǎn)等高的位置由靜止釋放，小球沿桿下滑，當(dāng)彈簧處于豎直時(shí)，小球速度恰好為零.若彈簧始終處于伸長且在彈性限度內(nèi)，在小球下滑過程中，下列說法正確的是

A.小球的機(jī)械能先增大后減小B.彈簧的彈性勢(shì)能一直增加C.重力做功的功率一直增大D.當(dāng)彈簧與桿垂直時(shí)，小球的動(dòng)能最大圖7√答案解析123456789108.如圖7所示，一個(gè)小球套在固定的傾斜光滑桿上，一根輕質(zhì)彈簧12345678910解析小球運(yùn)動(dòng)過程中，只有重力和彈簧彈力做功，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，彈簧與桿垂直時(shí)，彈簧伸長量最短，彈性勢(shì)能最小，故動(dòng)能與重力勢(shì)能之和最大，小球下滑至最低點(diǎn)，動(dòng)能為零，重力勢(shì)能最小，故此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能最大，故小球的機(jī)械能先增大后減小，彈簧的彈性勢(shì)能先減小后增大，故A正確，B錯(cuò)誤；重力功率P＝mgvy＝mgvcosθ，θ不變，v先增大后減小，故功率先增大后減小，故C錯(cuò)誤；彈簧與桿垂直時(shí)，彈力方向與桿垂直，小球所受合外力方向沿桿向下，小球?qū)⒗^續(xù)加速，故D錯(cuò)誤.12345678910解析小球運(yùn)動(dòng)過程中，只有重力和彈簧彈9.(2017·徐州市考前模擬)如圖8所示為某車間傳送裝置的簡化示意圖，由水平傳送帶、粗糙斜面、輕質(zhì)彈簧及力傳感器組成.傳送帶通過一段光滑圓弧與斜面頂端相切，且保持v0＝4m/s的恒定速率運(yùn)行，AB之間距離為L＝8m，斜面傾角θ＝37°，彈簧勁度系數(shù)k＝200N/m，彈性勢(shì)能Ep＝

kx2，式中x為彈簧的形變量，彈簧處于自然狀態(tài)時(shí)上端到斜面頂端的距離為d＝3.2m.現(xiàn)將一質(zhì)量為4kg的工件輕放在傳送帶A端，工件與傳送帶、斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5，不計(jì)其它阻力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2.求：(1)工件傳到B端經(jīng)歷的時(shí)間；答案解析12345678910圖8答案2.4s

9.(2017·徐州市考前模擬)如圖8所示為某車間傳送裝置的12345678910解析設(shè)工件輕放后向右的加速度為a，與傳送帶達(dá)到共速時(shí)位移為x1，時(shí)間為t1，有：μmg＝ma，得a＝μg＝5m/s2工件傳到B端經(jīng)歷的時(shí)間t＝t1＋t2＝2.4s12345678910解析設(shè)工件輕放后向右的加速度為a，與(2)傳感器的示數(shù)最大值；答案解析12345678910答案160N

解析設(shè)傳感器示數(shù)最大時(shí)彈簧的壓縮量為Δx1代入數(shù)據(jù)得Δx1＝0.8mFm＝k·Δx1＝160N(2)傳感器的示數(shù)最大值；答案解析12345678910答案(3)工件經(jīng)多次緩沖后停在斜面上，傳感器的示數(shù)為20N，工件在斜面上通過的總路程.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)答案解析12345678910答案6.89m(3)工件經(jīng)多次緩沖后停在斜面上，傳感器的示數(shù)為20N，工解析設(shè)傳感器示數(shù)為20N時(shí)彈簧的壓縮量為Δx2，工件在斜面上通過的總路程為s12345678910代入數(shù)據(jù)得s＝6.89m.解析設(shè)傳感器示數(shù)為20N時(shí)彈簧的壓縮量為Δx2，工件在斜10.(2017·南通市第二次調(diào)研)如圖9所示，左端帶有擋板P的長木板質(zhì)量為m，置于光滑水平面上，勁度系數(shù)很大的輕彈簧左端與P相連，彈簧處于原長時(shí)右端在O點(diǎn)，木板上表面O點(diǎn)右側(cè)粗糙、左側(cè)光滑.若將木板固定，質(zhì)量也為m的小物塊以速度v0從距O點(diǎn)L的A點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng)，與彈簧碰撞后反彈，向右最遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)，OB的距離為3L，已知重力加速度為g.(1)求物塊和木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ及上述過程彈簧的最大彈性勢(shì)能Ep.12345678910圖9答案見解析答案解析10.(2017·南通市第二次調(diào)研)如圖9所示，左端帶有擋板12345678910研究物塊從彈簧壓縮量最大處至B點(diǎn)的過程，由功能關(guān)系有－μmg(3L)＝0－Ep12345678910研究物塊從彈簧壓縮量最大處至B點(diǎn)的過程(2)解除對(duì)木板的固定，物塊仍然從A點(diǎn)以初速度v0向左運(yùn)動(dòng)，由于彈簧勁度系數(shù)很大，物塊與彈簧接觸時(shí)間很短可以忽略不計(jì)，物塊與彈簧碰撞后，木板與物塊交換速度.①求物塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到剛接觸彈簧經(jīng)歷的時(shí)間t；答案解析12345678910答案見解析(2)解除對(duì)木板的固定，物塊仍然從A點(diǎn)以初速度v0向左運(yùn)動(dòng)，解析設(shè)物塊在木板上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a1，則μmg＝ma1，解得a1＝μg(方向水平向右)設(shè)木板運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a2，則μmg＝ma2解得a2＝μg(方向水平向左)12345678910解析設(shè)物塊在木板上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a1，則μmg＝ma112345678910②物塊最終離O點(diǎn)的距離x.答案見解析答案解析12345678910②物塊最終離O點(diǎn)的距離x.答案見解析12345678910解析設(shè)物塊剛接觸彈簧時(shí)，物塊和木板速度分別是v1、v2，則v1＝v0－a1t1，v2＝a2t1，物塊和木板交換速度后，在摩擦力作用下分別做加速和減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t′，達(dá)到共同速度為v，則v＝v2＋a1t′，v＝v1－a2t′解得x＝L12345678910解析設(shè)物塊剛接觸彈簧時(shí)，物塊和木板速第4講功能關(guān)系、能量守恒定律第五章

機(jī)械能第4講功能關(guān)系、能量守恒定律第五章機(jī)械能一、幾種常見的功能關(guān)系及其表達(dá)式力做功能的變化定量關(guān)系

合力的功動(dòng)能變化W＝Ek2－Ek1＝ΔEk重力的功重力勢(shì)能變化(1)重力做正功，重力勢(shì)能_____(2)重力做負(fù)功，重力勢(shì)能_____(3)WG＝－ΔEp＝________彈簧彈力的功彈性勢(shì)能變化(1)彈力做正功，彈性勢(shì)能_____(2)彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能_____(3)WF＝－ΔEp＝Ep1－Ep2減少增加Ep1－Ep2減少增加一、幾種常見的功能關(guān)系及其表達(dá)式力做功能的變化定量關(guān)系合力只有重力、彈簧彈力做功機(jī)械能______機(jī)械能守恒ΔE＝___除重力和彈簧彈力之外的其他力做的功機(jī)械能____(1)其他力做多少正功，物體的機(jī)械能就

多少(2)其他力做多少負(fù)功，物體的機(jī)械能就

多少(3)W其他＝ΔE一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力的總功機(jī)械能_____內(nèi)能_____(1)作用于系統(tǒng)的一對(duì)滑動(dòng)摩擦力一定做負(fù)功，系統(tǒng)內(nèi)能_____(2)摩擦生熱Q＝_______不變化變化減少增加0增加減少增加Ff·x相對(duì)只有重力、彈簧彈力做功機(jī)械能______機(jī)械能守恒ΔE＝__答案自測(cè)1

升降機(jī)底板上放一質(zhì)量為100kg的物體，物體隨升降機(jī)由靜止開始豎直向上移動(dòng)5m時(shí)速度達(dá)到4m/s，則此過程中(g取10m/s2，不計(jì)空氣阻力)A.升降機(jī)對(duì)物體做功5800JB.合外力對(duì)物體做功5800JC.物體的重力勢(shì)能增加500JD.物體的機(jī)械能增加800J√答案自測(cè)1升降機(jī)底板上放一質(zhì)量為100kg的物體，物體隨二、能量守恒定律1.內(nèi)容能量既不會(huì)憑空

，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式

為另一種形式，或者從一個(gè)物體

到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量

.2.表達(dá)式ΔE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(gè)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)生轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移保持不變?chǔ)增二、能量守恒定律1.內(nèi)容產(chǎn)生轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移保持不變?chǔ)增答案自測(cè)2如圖1所示，一質(zhì)量均勻的不可伸長的繩索重為G，A、B兩端固定在天花板上，現(xiàn)在最低點(diǎn)C施加一豎直向下的力將繩索拉到D點(diǎn)，在此過程繩索AB的重心位置將

A.逐漸升高

B.逐漸降低C.先降低后升高

D.始終不變√圖1解析由題意知外力對(duì)繩索做正功，機(jī)械能增加，重心升高，故選A.解析答案自測(cè)2如圖1所示，一質(zhì)量均勻的不可伸長的繩索重為G，A研透命題點(diǎn)研透命題點(diǎn)1.只涉及動(dòng)能的變化用動(dòng)能定理分析.2.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.只涉及機(jī)械能的變化，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.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.命題點(diǎn)一功能關(guān)系的理解和應(yīng)用基礎(chǔ)考點(diǎn)自主悟透1.只涉及動(dòng)能的變化用動(dòng)能定理分析.命題點(diǎn)一功能關(guān)系的理解例1

(多選)(2017·南京市、鹽城市一模)游樂場(chǎng)的一種滑梯，它是由很小一段弧形軌道將傾斜直軌道和水平軌道連接組成的，如圖2所示.一位小朋友從斜軌道頂端由靜止開始自由下滑，經(jīng)過很小一段弧形軌道滑到水平軌道上，繼續(xù)滑動(dòng)一段距離后停下.則小朋友

A.沿傾斜軌道下滑過程中機(jī)械能一定增加B.沿弧形軌道滑動(dòng)過程中對(duì)軌道做了負(fù)功C.沿水平軌道滑動(dòng)過程中，摩擦力對(duì)他做了負(fù)功D.在整個(gè)滑動(dòng)過程中，重力做功和他克服摩擦力

做的功相等答案√圖2√解析例1(多選)(2017·南京市、鹽城市一模)游樂場(chǎng)的一種滑解析沿傾斜軌道下滑過程中，摩擦力做負(fù)功，小朋友的機(jī)械能減小，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A錯(cuò)誤，沿弧形軌道滑動(dòng)過程中，軌道位移為0，故小朋友對(duì)軌道做功為0，故B錯(cuò)誤.沿水平軌道滑動(dòng)過程中，摩擦力方向與位移方向相反，摩擦力對(duì)小朋友做負(fù)功，故C正確.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，小朋友的動(dòng)能變化量為零，由動(dòng)能定理可知，外力對(duì)小朋友所做的總功為零，則重力做功和他克服摩擦力做的功相等，故D正確.解析沿傾斜軌道下滑過程中，摩擦力做負(fù)功，小朋友的機(jī)械能減小變式1

(2017·蘇錫常鎮(zhèn)四市調(diào)研)以一定的初速度從地面豎直向上拋出一小球，小球上升到最高點(diǎn)之后，又落回到拋出點(diǎn)，假設(shè)小球所受空氣阻力與速度大小成正比，則小球在運(yùn)動(dòng)過程中的機(jī)械能E隨離地高度h變化關(guān)系可能正確的是

答案√解析變式1(2017·蘇錫常鎮(zhèn)四市調(diào)研)以一定的初速度從地面豎解析由于f＝kv，由能量關(guān)系可知：上升過程中，速度減小，故E－h(huán)圖象的斜率隨h的增大而減小；下降過程中，速度增大，故E－h(huán)圖象的斜率隨h的減小而變大；上升過程中平均阻力大于下降過程中的平均阻力，故上升過程中機(jī)械能的減少量比下降過程中機(jī)械能的減少量大，則圖象D正確，A、B、C錯(cuò)誤.解析由于f＝kv，由能量關(guān)系可知：上升過程中，速度減小，故命題點(diǎn)二摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化能力考點(diǎn)師生共研1.靜摩擦力做功(1)靜摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功.(2)相互作用的一對(duì)靜摩擦力做功的代數(shù)和總等于零.(3)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)(1)滑動(dòng)摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功.命題點(diǎn)二摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化能力考點(diǎn)師生共研1.靜摩擦力(2)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.(3)摩擦生熱的計(jì)算：Q＝Ffx相對(duì).其中x相對(duì)為相互摩擦的兩個(gè)物體間的相對(duì)路程.從功的角度看，一對(duì)滑動(dòng)摩擦力對(duì)系統(tǒng)做的總功的絕對(duì)值等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量；從能量的角度看，其他形式能量的減少量等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量.(2)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)生例2

(2018·南通市第一次調(diào)研)如圖3所示，某工廠生產(chǎn)車間的流水線安裝的是“U”形傳送帶，AB、CD段為直線，BC段為同心半圓，其中的虛線為半徑為R的半圓弧.工人將質(zhì)量均為m的工件無初速放至勻速運(yùn)行的傳送帶A端，在D端附近看到相鄰工件間的距離均為L，每隔時(shí)間t在D端接收到一個(gè)工件.求：(1)傳送帶運(yùn)行的速度v；圖3答案見解析答案解析例2(2018·南通市第一次調(diào)研)如圖3所示，某工廠生產(chǎn)車(2)在BC段每一個(gè)工件受到的摩擦力大小Ff；答案見解析答案解析(2)在BC段每一個(gè)工件受到的摩擦力大小Ff；答案見解析答(3)每個(gè)工件放至傳送帶后與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量Q.答案答案見解析解析解析設(shè)工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，工件相對(duì)傳送帶滑動(dòng)的時(shí)間為t0，加速度大小為a，則μmg＝ma，v＝at0產(chǎn)生的熱量Q＝μmg·Δs(3)每個(gè)工件放至傳送帶后與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量Q.答案答案變式2

(多選)(2017·淮陰中學(xué)模擬)如圖4所示，一水平傳送帶以速度v勻速運(yùn)動(dòng)，將質(zhì)量為m的小工件輕輕放到水平傳送帶上，工件在傳送帶上滑動(dòng)一段時(shí)間后與傳送帶保持相對(duì)靜止，在上述過程中

A.工件對(duì)傳送帶做功為－

mv2B.傳送帶與工件間摩擦產(chǎn)生熱量為

mv2C.傳送帶因?yàn)閭魉凸ぜ枰嘧龅墓閙v2D.傳送帶對(duì)工件做的功為

mv2圖4答案√√解析√變式2(多選)(2017·淮陰中學(xué)模擬)如圖4所示，一水平高中物理功能關(guān)系、能量守恒定律課件高考物理課件高中物理功能關(guān)系、能量守恒定律課件高考物理課件命題點(diǎn)三能量守恒定律的應(yīng)用能力考點(diǎn)師生共研1.對(duì)能量守恒定律的兩點(diǎn)理解(1)某種形式的能量減少，一定有另外形式的能量增加，且減少量和增加量相等，即ΔE減＝ΔE增.(2)某個(gè)物體的能量減少，一定有別的物體的能量增加，且減少量和增加量相等，即ΔEA減＝ΔEB增.2.能量轉(zhuǎn)化問題的解題思路(1)當(dāng)涉及滑動(dòng)摩擦力做功，機(jī)械能不守恒時(shí)，一般應(yīng)用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律.(2)解題時(shí)，首先確定初末狀態(tài)，然后分析狀態(tài)變化過程中哪種形式的能量減少，哪種形式的能量增加，求出減少的能量總和ΔE減和增加的能量總和ΔE增，最后由ΔE減＝ΔE增列式求解.命題點(diǎn)三能量守恒定律的應(yīng)用能力考點(diǎn)師生共研1.對(duì)能量守恒例3

(2017·鎮(zhèn)江市一模)如圖5所示的裝置由水平彈簧發(fā)射器及兩個(gè)軌道組成：軌道Ⅰ是光滑軌道AB，AB間高度差h1＝0.20m；軌道Ⅱ由AE和螺旋圓形EFG兩段光滑軌道和粗糙軌道GB平滑連接而成，且A點(diǎn)與F點(diǎn)等高.軌道最低點(diǎn)與AF所在直線的高度差h2＝0.40m.當(dāng)彈簧壓縮量為d時(shí)，恰能使質(zhì)量m＝0.05kg的滑塊沿軌道Ⅰ上升到B點(diǎn)，當(dāng)彈簧壓縮量為2d時(shí)，恰能使滑塊沿軌道Ⅱ上升到B點(diǎn)，滑塊兩次到達(dá)B點(diǎn)處均被裝置鎖定不再運(yùn)動(dòng).已知彈簧彈性勢(shì)能Ep與彈簧壓縮量x的平方成正比，彈簧始終處于彈性限度范圍內(nèi)，不考慮滑塊與發(fā)射器之間的摩擦，重力加速度g＝10m/s2.圖5例3(2017·鎮(zhèn)江市一模)如圖5所示的裝置由水平彈簧發(fā)射(1)當(dāng)彈簧壓縮量為d時(shí)，求彈簧的彈性勢(shì)能及滑塊離開彈簧瞬間的速度大??；答案0.1J

2m/s

解析當(dāng)彈簧壓縮量為d時(shí)，恰能使質(zhì)量m＝0.05kg的滑塊沿軌道Ⅰ上升到B點(diǎn)，所以根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律得：彈簧彈性勢(shì)能Ep1＝mgh1解得：Ep1＝0.1J又對(duì)滑塊由靜止到離開彈簧過程由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律得：Ep1＝

mv2，解得：v＝2m/s答案解析(1)當(dāng)彈簧壓縮量為d時(shí)，求彈簧的答案0.1J2m/(2)求滑塊經(jīng)過最高點(diǎn)F處時(shí)對(duì)軌道的壓力大?。淮鸢?.5N解析根據(jù)題意，彈簧彈性勢(shì)能Ep與彈簧壓縮量x的平方成正比，所以彈簧壓縮量為2d時(shí)，彈簧彈性勢(shì)能為Ep2＝0.4J根據(jù)Ep2＝

mv′2，滑塊到達(dá)F點(diǎn)處的速度v′＝4m/s解得：FN＝3.5N根據(jù)牛頓第三定律：滑塊經(jīng)過F處時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為3.5N.答案解析(2)求滑塊經(jīng)過最高點(diǎn)F處時(shí)對(duì)軌道答案3.5N解析根據(jù)(3)求滑塊通過GB段過程中克服摩擦力所做的功.答案0.3J解析滑塊通過GB段過程，根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律得Ep2＝mgh1＋Q解得：Q＝0.3J又Q＝W克所以滑塊通過GB段過程中克服摩擦力所做的功W克＝0.3J答案解析(3)求滑塊通過GB段過程中克服答案0.3J解析滑塊通變式3

(2017·南京市、淮安市5月模擬)一顆小鋼珠從水面上方由靜止釋放，落入水中，濺起的小水珠跳得比鋼珠釋放時(shí)的位置還高，如圖6所示，對(duì)這種現(xiàn)象，下列說法中正確的是

A.小水珠濺起的高度超過鋼珠下落時(shí)的高度，違背了能量守恒定律B.小鋼珠下落時(shí)具有的重力勢(shì)能小于濺起的水珠在最高

點(diǎn)的重力勢(shì)能C.小鋼珠下落時(shí)具有的重力勢(shì)能等于濺起的水珠在最高

點(diǎn)的重力勢(shì)能D.小鋼珠下落時(shí)具有的重力勢(shì)能大于濺起的水珠在最高

點(diǎn)的重力勢(shì)能√圖6答案解析變式3(2017·南京市、淮安市5月模擬)一顆小鋼珠從水面解析小鋼珠下降的過程中，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小鋼珠的動(dòng)能，最后轉(zhuǎn)化成小水珠的動(dòng)能，小水珠升高的過程中，動(dòng)能又轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能(即表現(xiàn)為小水珠的高度)，在這一過程中，水的總動(dòng)能要小于小鋼珠的動(dòng)能，但是，各個(gè)水珠的質(zhì)量都比較小，因此，小水珠跳起的高度存在多種可能性.當(dāng)小鋼珠的質(zhì)量又比較大的時(shí)候，完全有可能出現(xiàn)個(gè)別小水珠跳起的高度較高的情況，甚至可以超過小鋼珠下落的高度.故D正確，A、B、C都錯(cuò)誤.解析小鋼珠下降的過程中，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小鋼珠的動(dòng)能，最后轉(zhuǎn)隨堂測(cè)試隨堂測(cè)試1.(2018·淮安市一模)風(fēng)洞飛行體驗(yàn)是運(yùn)用先進(jìn)的科技手段實(shí)現(xiàn)高速風(fēng)力將人吹起并懸浮于空中，如圖7所示.若在人處于懸浮狀態(tài)時(shí)增加風(fēng)力，則體驗(yàn)者在加速上升過程中

A.處于失重狀態(tài)，機(jī)械能增加B.處于失重狀態(tài)，機(jī)械能減少C.處于超重狀態(tài)，機(jī)械能增加D.處于超重狀態(tài)，機(jī)械能減少答案1234√圖7解析由題意可知，人加速向上運(yùn)動(dòng)，故人的加速度向上，處于超重狀態(tài)；由于風(fēng)力對(duì)人做正功，故人的機(jī)械能增加；故C正確，A、B、D錯(cuò)誤.解析1.(2018·淮安市一模)風(fēng)洞飛行體驗(yàn)是運(yùn)用先進(jìn)的科技手段2.(2017·揚(yáng)州中學(xué)5月考)如圖8所示，一根輕質(zhì)彈簧的一端固定在O點(diǎn)，另一端連接一個(gè)質(zhì)量為m的小球，當(dāng)小球靜止時(shí)，球心到O點(diǎn)的距離為l，圖中的實(shí)線是以O(shè)為圓心，l為半徑的圓弧，用水平力F拉球，使球緩慢上升，則

A.小球可能沿弧線a向上運(yùn)動(dòng)B.彈簧彈力的大小可能不變C.水平拉力做的功大于小球重力勢(shì)能的增加D.水平拉力做的功等于小球重力勢(shì)能的增加答案123解析4圖8√2.(2017·揚(yáng)州中學(xué)5月考)如圖8所示，一根輕質(zhì)彈簧的一解析開始時(shí)，彈簧彈力等于重力，用水平力F拉球，使球緩慢上升時(shí)，由平衡條件可知彈力大于重力，彈簧要伸長，不可能沿弧線a向上運(yùn)動(dòng)；由功能關(guān)系知，水平拉力做的功等于小球重力勢(shì)能的增加量和彈簧彈性勢(shì)能增量之和.1234解析開始時(shí)，彈簧彈力等于重力，用水平力F拉球，使球緩慢上升3.(多選)(2017·射陽二中模擬)如圖9所示，將一輕彈簧固定在傾角為30°的斜面底端，現(xiàn)用一質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮鎖定在A點(diǎn)，解除鎖定后，物體將沿斜面上滑，物體在運(yùn)動(dòng)過程中所能到達(dá)的最高點(diǎn)B距A點(diǎn)的豎直高度為h，物體離開彈簧后沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的加速度大小等于重力加速度g.則下列說法正確的是

A.彈簧的最大彈性勢(shì)能為mghB.物體從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中系統(tǒng)損失的

機(jī)械能為mghC.物體的最大動(dòng)能等于彈簧的最大彈性勢(shì)能D.物體最終靜止在B點(diǎn)√圖9123答案4√3.(多選)(2017·射陽二中模擬)如圖9所示，將一輕彈簧12344.(多選)(2017·宜興市下學(xué)期初考)如圖10所示，足夠長的傳送帶與水平方向的傾角為θ，物塊a通過平行于傳送帶的輕繩跨過光滑輕滑輪與物塊b相連，b的質(zhì)量為m.開始時(shí)，a、b及傳送帶均靜止，且a不受傳送帶摩擦力作用，現(xiàn)讓傳送帶逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則在b上升h高度(未與滑輪相碰)過程中

A.物塊a的重力勢(shì)能減少mghB.摩擦力對(duì)a做的功等于a機(jī)械能的增量C.摩擦力對(duì)a做的功等于物塊a、b動(dòng)能增量之和D.任意時(shí)刻，重力對(duì)a、b做功的瞬時(shí)功率大小相等圖10答案解析√√√12344.(多選)(2017·宜興市下學(xué)期初考)如圖10所根據(jù)能量守恒定律得，摩擦力對(duì)a做的功等于a、b系統(tǒng)機(jī)械能的增量，因?yàn)橄到y(tǒng)重力勢(shì)能不變，所以摩擦力對(duì)a做的功等于系統(tǒng)動(dòng)能的增量，故B錯(cuò)誤，C正確；任意時(shí)刻a、b的速率相等，對(duì)b，克服重力做功的瞬時(shí)功率Pb＝mgv，對(duì)a有：Pa＝magvsinθ＝mgv，所以重力對(duì)a、b做功的瞬時(shí)功率大小相等，故D正確.1234根據(jù)能量守恒定律得，摩擦力對(duì)a做的功等于a、b系統(tǒng)機(jī)械能的增課時(shí)作業(yè)課時(shí)作業(yè)1.(多選)(2017·小海中學(xué)期中)質(zhì)量為m的物體從靜止出發(fā)以

的加速度豎直下降h，下列說法中正確的是

A.物體的機(jī)械能減少

mghB.物體的重力勢(shì)能減少

mghC.物體的動(dòng)能增加

mghD.重力做功mgh答案12345678910雙基鞏固練√√√1.(多選)(2017·小海中學(xué)期中)質(zhì)量為m的物體從靜止出2.(多選)(2017·淮海中學(xué)第二次測(cè)試)如圖1所示，質(zhì)量為M的電梯底板上放置一質(zhì)量為m的物體，鋼索拉著電梯由靜止開始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)上升高度為H時(shí)，速度達(dá)到v，不計(jì)空氣阻力，則A.物體所受合力做的功等于

mv2＋mgHB.底板對(duì)物體的支持力做的功等于mgH＋

mv2C.鋼索的拉力做的功等于

Mv2＋MgHD.鋼索的拉力、電梯的重力及物體對(duì)底板的壓力對(duì)

電梯M做的總功等于

Mv2

答案12345678910√圖1√解析2.(多選)(2017·淮海中學(xué)第二次測(cè)試)如圖1所示，質(zhì)量123456789101234567891012345678910123456789103.如圖2所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓弧形軌道，半徑OA水平、OB豎直，一個(gè)質(zhì)量為m的小球自A的正上方P點(diǎn)由靜止開始自由下落，小球沿軌道到達(dá)最高點(diǎn)B時(shí)恰好對(duì)軌道沒有壓力.已知AP＝2R，重力加速度為g，則小球從P至B的運(yùn)動(dòng)過程中

A.重力做功2mgRB.機(jī)械能減少mgRC.合外力做功mgR答案12345678910√圖23.如圖2所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓弧形軌道，半徑O4.(2018·揚(yáng)州市一模)如圖3所示，勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧一端固定于O點(diǎn)，另一端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球.將小球拉至A點(diǎn)處時(shí)，彈簧恰好無形變.現(xiàn)將小球從A點(diǎn)處由靜止釋放，小球運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)正下方B點(diǎn)時(shí)速度大小為v.A、B兩位置間的高度差為h.不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g.則

A.由A到B的過程中，小球克服彈簧彈力所做的功為mghB.由A到B的過程中，小球重力所做的功為mghC.由A到B的過程中，彈性勢(shì)能增加量為mgh－mv2D.小球到達(dá)B點(diǎn)處時(shí)，其加速度的方向?yàn)樨Q直向上答案12345678910√圖3解析4.(2018·揚(yáng)州市一模)如圖3所示，勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈解析小球由A到B的過程中，重力做功為mgh，其重力勢(shì)能減少mgh.小球在下降過程中，小球的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能和彈簧的彈性勢(shì)能，所以彈簧彈性勢(shì)能的增加量小于mgh，則小球克服彈簧彈力所做的功小于mgh，故A錯(cuò)誤，B正確；12345678910小球到達(dá)B點(diǎn)處時(shí)，彈簧的彈力大小與小球的重力大小關(guān)系無法判斷，故D錯(cuò)誤.解析小球由A到B的過程中，重力做功為mgh，其重力勢(shì)能減少5.(多選)(2017·江蘇省聯(lián)盟2月大聯(lián)考)如圖4所示，質(zhì)量相同的小物塊A、B用輕細(xì)繩接在光滑輕質(zhì)定滑輪兩側(cè)，小物塊B放在粗糙水平桌面上，初始時(shí)用手托住物塊A使系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)將手拿開，物塊A將開始運(yùn)動(dòng)，若物塊B始終沒有離開桌面，則在物塊下降的過程中

A.物塊A的速度小于物塊B的速度B.繩的拉力對(duì)A所做的功與對(duì)B做的功的代數(shù)和為零C.繩的拉力對(duì)物塊B所做的功等于物塊B機(jī)械能的增加量D.若運(yùn)動(dòng)過程中某時(shí)刻輕細(xì)繩與桌面的夾角為30°，物

塊B對(duì)桌面的壓力為其所受重力的

，則此時(shí)物塊A下

降的加速度大小為重力加速度的答案解析12345678910圖4√√√5.(多選)(2017·江蘇省聯(lián)盟2月大聯(lián)考)如圖4所示，質(zhì)12345678910解析把B的速度分解到沿繩和垂直于繩兩個(gè)方向，其中沿繩方向的分速度等于物塊A的速度，所以B的速度大于A的速度，故A正確；根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況知，繩的拉力對(duì)A做負(fù)功，對(duì)B做正功，代數(shù)和為零，所以B正確；繩的拉力對(duì)物塊B所做的功與摩擦力對(duì)B做功的代數(shù)和等于物塊B機(jī)械能的增加量，故C錯(cuò)誤；12345678910解析把B的速度分解到沿繩和垂直于繩兩6.(多選)(2017·無錫市期末)如圖5甲所示，對(duì)離地一定高度的物體施加一個(gè)豎直向上的拉力，物體在豎直方向上運(yùn)動(dòng)，其速率—時(shí)間關(guān)系大致圖線如圖乙，以地面為零勢(shì)能面，忽略空氣阻力，物體的機(jī)械能隨運(yùn)動(dòng)距離的變化關(guān)系大致圖線可能是下圖中的

答案12345678910解析圖5綜合提升練√√6.(多選)(2017·無錫市期末)如圖5甲所示，對(duì)離地一定12345678910解析根據(jù)題圖乙可知，加速度不斷減小.若物體向上運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得：F－mg＝ma，得F＝mg＋ma，可知F不斷減小.F對(duì)物體做正功，由功能原理知物體的機(jī)械能增大.根據(jù)功能關(guān)系有：ΔE＝FΔx，可知，E－x圖象的斜率大小等于拉力，F(xiàn)減小，E－x圖象的斜率不斷減小，故D圖是可能的.若物體向下運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得：mg－F＝ma，得F＝mg－ma，a減小，可知F不斷增大，F(xiàn)對(duì)物體做負(fù)功，由功能原理知物體的機(jī)械能減少.F增大，E－x圖象的斜率不斷增大，故C圖是可能的.故A、B錯(cuò)誤，C、D正確.12345678910解析根據(jù)題圖乙可知，加速度不斷減小.7.(多選)(2018·響水中學(xué)模擬)如圖6所示，質(zhì)量相等的物體A、B通過一輕質(zhì)彈簧相連，開始時(shí)B放在地面上，A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)通過細(xì)繩將A向上緩慢拉起，第一階段拉力做功為W1時(shí)，彈簧變?yōu)樵L；第二階段拉力再做功W2時(shí)，B剛要離開地面，彈簧一直在彈性限度內(nèi)，則

A.兩個(gè)階段拉力做的功相等B.拉力做的總功等于A的重力勢(shì)能的增加量C.第一階段，拉力做的功大于A的重力勢(shì)能的增加量D.第二階段，拉力做的功大于A的重力勢(shì)能的增加量√答案12345678910圖6解析√7.(多選)(2018·響水中學(xué)模擬)如圖6所示，質(zhì)量相等的解析開始時(shí)A壓縮彈簧，形變量為x1＝

；要使B剛要離開地面，則彈力應(yīng)等于B的重力，即kx2＝mg，故形變量x2＝

，則x1＝x2＝x，緩慢提升物體A，物體A的動(dòng)能不變，第一階段與第二階段彈簧的形變量相同，彈簧的彈性勢(shì)能Ep相同，由動(dòng)能定理得：W1＋Ep－mgx＝0，W2－Ep－mgx＝0，W1＝mgx－Ep，W2＝mgx＋Ep，則：W1<W2，故A錯(cuò)誤；由于在整個(gè)過程中，彈簧的彈性勢(shì)能不變，物體A、B的動(dòng)能不變，B的重力勢(shì)能不變，由能量守恒定律可知，拉力做的功轉(zhuǎn)化為A的重力勢(shì)能，拉力做的總功等于A的重力勢(shì)能的增加量，故B正確；12345678910解析開始時(shí)A壓縮彈簧，形變量為x1＝；要使B剛要離由于W1＝mgx－Ep，則第一階段，拉力做的功小于A的重力勢(shì)能的增加量mgx，故C錯(cuò)誤；由于W2＝mgx＋Ep，則第二階段拉力做的功大于A的重力勢(shì)能的增加量mgx，故D正確.12345678910由于W1＝mgx－Ep，