高考物理總復(fù)習(xí) 第5章 第4課時(shí) 功能關(guān)系、能量轉(zhuǎn)化和守恒定律課件公開(kāi)課一等獎(jiǎng)省優(yōu)質(zhì)課大賽獲獎(jiǎng)?wù)n件

第4課時(shí)功效關(guān)系、能量轉(zhuǎn)化和守恒定律【導(dǎo)學(xué)目標(biāo)】1.掌握功和能關(guān)系，尤其是協(xié)力功、重力功、彈力功以及除重力、彈力外其它力功分別所對(duì)應(yīng)能量轉(zhuǎn)化關(guān)系.2.了解能量守恒定律，并能分析處理相關(guān)問(wèn)題．[知識(shí)梳理]1．能概念：一個(gè)物體能對(duì)外做功，這個(gè)物體就含有能量．2．功效關(guān)系(1)功是__________量度，即做了多少功就有__________發(fā)生了轉(zhuǎn)化．(2)做功過(guò)程一定伴伴隨________________，而且________________必經(jīng)過(guò)做功或熱傳遞來(lái)實(shí)現(xiàn)．能量轉(zhuǎn)化多少能量能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化3．功與對(duì)應(yīng)能量改變關(guān)系功能量改變合外力做正功________增加重力做正功________降低彈簧彈力做正功________降低電場(chǎng)力做正功________降低其它力(除重力、彈力外)做正功________增加動(dòng)能重力勢(shì)能彈性勢(shì)能電勢(shì)能機(jī)械能二、能量轉(zhuǎn)化與守恒定律[基礎(chǔ)導(dǎo)引]說(shuō)明以下相關(guān)能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題中，分別是什么能向什么能轉(zhuǎn)化．(1)列車剎車時(shí)由運(yùn)動(dòng)變?yōu)殪o止(2)太陽(yáng)能電池發(fā)電(3)風(fēng)力發(fā)電(4)潮汐發(fā)電(5)太陽(yáng)能熱水器工作時(shí)(6)汽車由靜止開(kāi)啟【答案】(1)動(dòng)能→內(nèi)能(2)太陽(yáng)能→電能(3)風(fēng)能(空氣動(dòng)能)→電能(4)水勢(shì)能→電能(5)太陽(yáng)能→內(nèi)能(6)化學(xué)能→動(dòng)能[知識(shí)梳理]1．內(nèi)容：能量既不會(huì)____________，也不會(huì)憑空消失，它只能從一個(gè)形式________為另一個(gè)形式，或者從一個(gè)物體________到另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過(guò)程中其總量____________．2．表示式：ΔE減＝________.憑空產(chǎn)生轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移保持不變?chǔ)增【答案】利用能源過(guò)程，實(shí)質(zhì)上就是能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程．在能源利用過(guò)程中，流散到周圍環(huán)境中內(nèi)能無(wú)法搜集重新利用，這種現(xiàn)象稱為能量耗散．能量耗散表明，宏觀利用能源過(guò)程含有方向性，即使能量并沒(méi)有降低，但在能夠利用品質(zhì)上降低了，從便于使用到不便于使用．【考點(diǎn)解讀】1．搞清力對(duì)“誰(shuí)”做功：對(duì)“誰(shuí)”做功就對(duì)應(yīng)“誰(shuí)”位移，引發(fā)“誰(shuí)”能量改變．如子彈物塊模型中，摩擦力對(duì)子彈功必須用子彈位移去求解，這個(gè)功引發(fā)子彈動(dòng)能改變．考點(diǎn)一功效關(guān)系應(yīng)用2．搞清不一樣力做功對(duì)應(yīng)不一樣形式能改變不一樣力做功對(duì)應(yīng)不一樣形式能改變定量關(guān)系合外力功(全部外力功)動(dòng)能改變合外力對(duì)物體做功等于物體動(dòng)能增量W合＝Ek2－Ek1重力功重力勢(shì)能改變重力做正功，重力勢(shì)能降低；重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加WG＝－ΔEp＝Ep1－Ep2彈簧彈力功彈性勢(shì)能改變彈力做正功，彈性勢(shì)能降低；彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加W彈＝－ΔEp＝Ep1－Ep2只有重力、彈簧彈力功不引發(fā)機(jī)械能改變機(jī)械能守恒ΔE＝0不一樣力做功對(duì)應(yīng)不一樣形式能改變定量關(guān)系除重力和彈力之外力做功W機(jī)械能改變除重力和彈力之外力做多少正功，物體機(jī)械能就增加多少；除重力和彈力之外力做多少負(fù)功，物體機(jī)械能就降低多少W＝ΔE電場(chǎng)力功電勢(shì)能改變電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能降低；電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加W電＝－ΔEp一對(duì)滑動(dòng)摩擦力總功內(nèi)能改變作用于系統(tǒng)一對(duì)滑動(dòng)摩擦力一定做負(fù)功，系統(tǒng)內(nèi)能增加Q＝f·s相對(duì)【典例剖析】例1

(·煙臺(tái)測(cè)試)升降機(jī)底板上放一質(zhì)量為100kg物體，物體隨升降機(jī)由靜止開(kāi)始豎直向上移動(dòng)5m時(shí)速度到達(dá)4m/s，則此過(guò)程中(g取10m/s2)()A．升降機(jī)對(duì)物體做功5800JB．合外力對(duì)物體做功5800JC．物體重力勢(shì)能增加500JD．物體機(jī)械能增加800J答案

A方法提煉直接判斷法解答選擇題對(duì)于考查概念或規(guī)律了解選擇題，普通可用直接判斷方法進(jìn)行選擇，但這應(yīng)建立在對(duì)概念和規(guī)律正確了解基礎(chǔ)上，不然就會(huì)把握不準(zhǔn)．針對(duì)本題，要正確解答，就要對(duì)各種功效關(guān)系熟記于心．力學(xué)范圍內(nèi)，應(yīng)牢靠掌握以下三條功效關(guān)系：(1)重力功等于重力勢(shì)能改變，彈力功等于彈性勢(shì)能改變；(2)合外力功等于動(dòng)能改變；(3)除重力、彈力外，其它力功等于機(jī)械能改變．利用功效關(guān)系解題時(shí)，應(yīng)搞清楚重力做什么功，合外力做什么功，除重力、彈力外力做什么功，從而判斷重力勢(shì)能或彈性勢(shì)能、動(dòng)能、機(jī)械能改變．跟蹤訓(xùn)練1

(·瓊海模擬)短跑比賽時(shí)，運(yùn)動(dòng)員采取蹲踞式起跑，在發(fā)令槍響后，左腳快速蹬離起跑器，在向前加速同時(shí)提升身體重心，示意圖如圖2.假設(shè)質(zhì)量為m運(yùn)動(dòng)員，在起跑時(shí)前進(jìn)距離s內(nèi)，重心升高h(yuǎn)，取得速度為v，阻力做功為W阻，則在此過(guò)程中()圖2

【答案】BD【考點(diǎn)解讀】列能量守恒定律方程兩條基本思緒：(1)某種形式能降低，一定存在其它形式能增加，且降低許和增加量一定相等；(2)某個(gè)物體能量降低，一定存在其它物體能量增加且降低許和增加量一定相等．考點(diǎn)二對(duì)能量守恒定律了解和應(yīng)用【典例剖析】例2如圖3所表示，光滑坡道頂端距水平面高度為h，質(zhì)量為m小物塊A從坡道頂端由靜止滑下，進(jìn)入水平面上滑道時(shí)無(wú)機(jī)械能損失．為使A制動(dòng)，將輕彈簧一端固定在水平滑道延長(zhǎng)線M處墻上，另一端恰位于坡道底端O點(diǎn)．已知在OM段，物塊A與水平面間動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，其余各處摩擦不計(jì)，重力加速度為g，求：圖3

(1)物塊滑到O點(diǎn)時(shí)速度大?。?2)彈簧為最大壓縮量d時(shí)彈性勢(shì)能(設(shè)彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)彈性勢(shì)能為零)；(3)若物塊A能夠被彈回到坡道上，則它能夠上升最大高度是多少？方法提煉應(yīng)用能量守恒定律解題步驟1．分清有多少形式能[如動(dòng)能、勢(shì)能(包含重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、電勢(shì)能)、內(nèi)能等]在改變；2．明確哪種形式能量增加，哪種形式能量降低，而且列出降低能量ΔE減和增加能量ΔE增表示式；3．列出能量守恒關(guān)系式：ΔE減＝ΔE增．尤其提醒1.應(yīng)用能量守恒定律處理相關(guān)問(wèn)題，要分析全部參加改變能量．2．高考考查該類問(wèn)題，常綜合平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)以及電磁學(xué)等知識(shí)考查判斷、推理及綜合分析能力．跟蹤訓(xùn)練2如圖4所表示，A、B、C質(zhì)量分別為mA＝0.7kg，mB＝0.2kg，mC＝0.1kg，B為套在細(xì)繩上圓環(huán)，A與水平桌面動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，另一圓環(huán)D固定在桌邊，離地面高h(yuǎn)2＝0.3m．當(dāng)B、C從靜止下降h1＝0.3m后，C穿環(huán)而過(guò)，B被D擋住，不計(jì)繩子質(zhì)量和滑輪摩擦，取g＝10m/s2，若開(kāi)始時(shí)A離桌邊足夠遠(yuǎn)．試求：圖4

(1)物體C穿環(huán)瞬間速度．(2)物體C能否抵達(dá)地面？假如能抵達(dá)地面，其速度多大？(結(jié)果可用根號(hào)表示)【考點(diǎn)解讀】考點(diǎn)三摩擦力做功特點(diǎn)及應(yīng)用比較類別靜摩擦力滑動(dòng)摩擦力不同點(diǎn)能量轉(zhuǎn)化方面在靜摩擦力做功過(guò)程中，只有機(jī)械能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體(靜摩擦力起著傳遞機(jī)械能作用)，而沒(méi)有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其它形式能量1.相互摩擦物體經(jīng)過(guò)摩擦力做功，將部分機(jī)械能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體2．部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此部分能量就是系統(tǒng)機(jī)械能損失量一對(duì)摩擦力做功方面一對(duì)靜摩擦力所做功代數(shù)和等于零一對(duì)相互作用滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體系統(tǒng)所做總功總為負(fù)值，系統(tǒng)損失機(jī)械能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能相同點(diǎn)做功方面兩種摩擦力都能夠?qū)ξ矬w做正功、做負(fù)功，還能夠不做功【典例剖析】例3如圖5所表示，A物體放在B物體左側(cè)，用水平恒力F將A拉至B右端．第一次B固定在地面上，F(xiàn)做功為W1，產(chǎn)生熱量Q1；第二次讓B在光滑地面上自由滑動(dòng)，F(xiàn)做功為W2，產(chǎn)生熱量為Q2.則應(yīng)有()A．W1＜W2，Q1＝Q2

B．W1＝W2，Q1＝Q2C．W1＜W2，Q1＜Q2

D．W1＝W2，Q1＜Q2圖5

解析

當(dāng)B固定時(shí)，W1＝FL，Q1＝fL＝μmgL當(dāng)B不固定時(shí)，木塊A、B位移關(guān)系為sA－sB＝LW2＝FsA＝F(L＋sB)＞W(wǎng)1對(duì)A應(yīng)用動(dòng)能定理：(F－f)sA＝ΔEkA對(duì)B應(yīng)用動(dòng)能定理：fsB＝ΔEkB兩式相加得：FsA－fsA＋fsB＝ΔEkA＋ΔEkB所以Q2＝FsA－ΔEkA－ΔEkB＝f(sA－sB)＝fL＝Q1.答案

A跟蹤訓(xùn)練3將三塊木板1、2、3固定在墻角，木板與墻壁和地面組成了三個(gè)不一樣三角形，如圖6所表示，其中1與2底邊相同，2和3高度相同．現(xiàn)將一個(gè)能夠視為質(zhì)點(diǎn)物塊分別從三塊木板頂端由靜止釋放，并沿木板下滑到底端，物塊與木板之間動(dòng)摩擦因數(shù)μ均相同．在這三個(gè)過(guò)程中，以下說(shuō)法正確是()圖6

A．沿著1和2下滑到底端時(shí)，物塊速度不一樣；沿著2和3下滑到底端時(shí)，物塊速度相同B．沿著2下滑到底端時(shí)，物塊速度最大C．物塊沿著3下滑到底端過(guò)程中，產(chǎn)生熱量是最多D．物塊沿著1和2下滑到底端過(guò)程中，產(chǎn)生熱量相同【答案】CD15.應(yīng)用綜正當(dāng)處理能量問(wèn)題題后感悟1．分析和綜合關(guān)系：有分有合、交叉地使用分析與綜合方法，才能對(duì)客觀事物有一個(gè)全方面深刻認(rèn)識(shí)．在研究和求解中學(xué)物理問(wèn)題時(shí)，一樣需要采取這種有分有合思維方法．2．從能量角度綜合：能量是溝通各個(gè)物理現(xiàn)象和物理過(guò)程最根本屬性，直接從整個(gè)過(guò)程能轉(zhuǎn)化和守恒觀點(diǎn)出發(fā)，可免去許多對(duì)復(fù)雜細(xì)節(jié)改變處理，直達(dá)問(wèn)題癥結(jié)所在．這是綜合思想又一詳細(xì)表達(dá)．跟蹤訓(xùn)練4如圖8所表示，質(zhì)量為m滑塊，放在光滑