高三物理二輪復習課件：專題六能量轉(zhuǎn)化與守恒

專題六│能量轉(zhuǎn)化與守恒專題六能量轉(zhuǎn)化與守恒專題六│能量轉(zhuǎn)化與守恒專題六能量轉(zhuǎn)化與守恒考情分析預測專題六

│考情分析預測

2010年2009年2008年功能關(guān)系上海卷8，山東卷22江蘇卷9，山東卷22，安徽卷18，天津卷4等廣東卷3，海南卷3機械能守恒定律上海理綜卷5，安徽卷14，江蘇卷14，重慶卷24，北京卷22等浙江卷24，山東卷24上海卷8，全國卷Ⅱ18考情分析預測專題六│考情分析預測2010年2009年2

1.能的轉(zhuǎn)化和守恒定律不僅為力學問題開辟了一條重要途徑，也是分析、解決電學、熱學問題的重要方法。機械能守恒定律更是高中物理的主干知識和重要規(guī)律，本部分知識密切聯(lián)系生產(chǎn)生活實際及現(xiàn)代科學技術(shù)，常與牛頓定律、曲線運動、電磁學問題綜合考查。是高考的命題重點。

2．從近年來的高考題可看出，對本講的考查，題型一般有“選擇題”、“計算題”，計算題考查的知識點覆蓋面全，頻率高，題型全，難度中等偏上。

3．預計2011年高考涉及本講的考點應是：

(1)考查功能關(guān)系的問題；

(2)動能定理、機械能守恒定律綜合應用的問題；

(3)能量守恒定律綜合應用問題。專題六│考情分析預測

1.能的轉(zhuǎn)化和守恒定律不僅為力學問題開辟了一條重要途徑，主干知識整合專題六

│主干知識整合一、機械能守恒定律與能量守恒定律的比較機械能守恒定律能量守恒定律內(nèi)容在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能可以互相轉(zhuǎn)化，而總的機械能保持不變能量既不會消滅，也不會創(chuàng)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變條件1.做功角度：只有重力或彈力做功。(1)只受重力或彈力；(2)雖受其他力，但其他力不做功；(3)有其他力做功，但其他力做功的代數(shù)和為零。2.能量角度：只有動能與勢能互相轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)與外界無能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移能量守恒無條件，能量守恒是自然界普遍存在的自然規(guī)律表達式1.守恒的角度：E1＝E2或Ek1＋Ep1＝Ep2

＋Ek2；2.轉(zhuǎn)化角度：ΔEk＋ΔEp＝0；3.轉(zhuǎn)移角度：ΔEA＋ΔEB＝01.系統(tǒng)初、末態(tài)總能量相等，即E初＝E末；2.系統(tǒng)某幾種能量的增加等于其他能量的減少，即ΔEn增＝－ΔEm減。聯(lián)系能量守恒定律在不同條件下有不同的表現(xiàn)，例如只有重力或彈簧彈力做功時就表現(xiàn)為機械能守恒定律主干知識整合專題六│主干知識整合一、機械能守恒定律與能量專題六

│主干知識整合二、涉及彈性勢能的機械能守恒問題專題六│主干知識整合二、涉及彈性勢能的機械能守恒問題專題六

│主干知識整合三、機械能的變化問題專題六│主干知識整合三、機械能的變化問題專題六

│主干知識整合專題六│主干知識整合要點熱點探究專題六

│要點熱點探究?探究一機械能守恒定律的綜合應用問題要點熱點探究專題六│要點熱點探究?探究一機械能守恒定專題六

│要點熱點探究

例1

光滑的長軌道形狀如圖2－6－1所示，底部為半圓形，半徑R，固定在豎直平面內(nèi)。A、B兩質(zhì)量相同的小環(huán)用長為R的輕桿連接在一起，套在軌道上(角度可變)。將A、B兩環(huán)從圖示位置靜止釋放，A環(huán)距離底部2R。不考慮輕桿和軌道的接觸，即忽略系統(tǒng)機械能的損失，求：

(1)A、B兩環(huán)都未進入半圓形底部前，桿上的作用力。

(2)A環(huán)到達最低點時，兩環(huán)速度大小。專題六│要點熱點探究例1光滑的長軌道形狀如圖2專題六

│要點熱點探究專題六│要點熱點探究專題六

│要點熱點探究專題六│要點熱點探究專題六

│要點熱點探究變式題專題六│要點熱點探究變式題專題六

│要點熱點探究專題六│要點熱點探究專題六

│要點熱點探究專題六│要點熱點探究要點熱點探究專題六

│要點熱點探究?探究點二綜合應用能量守恒定律的問題

要點熱點探究專題六│要點熱點探究?探究點二綜合應用能專題六

│要點熱點探究專題六│要點熱點探究專題六

│要點熱點探究

【點撥】由題意知物塊向右做勻加速運動，木板先向左做勻減速運動，再向右做勻加速運動，最后二者達到共同速度。物塊相對木板一直向右運動。專題六│要點熱點探究【點撥】由題意知物塊向右做勻加專題六

│要點熱點探究專題六│要點熱點探究專題六

│要點熱點探究

【點評】該例題是含內(nèi)能的能量守恒問題，下面的變式題則是一道含電能的能量守恒問題。專題六│要點熱點探究【點評】該例題是含內(nèi)能的能量守

圖2－6－4中虛線表示勻強電場的等勢面1、2、3、4，一帶正電的粒子只在電場力的作用下從電場中的a點運動到b點，軌跡如圖中曲線所示，由此可判斷(

)

A．等勢面1的電勢最高

B．粒子從a運到b，動能減小

C．粒子從a運到b，動能增大

D．粒子從a運到b，電勢能增大專題六

│要點熱點探究變式題圖2－6－4中虛線表示勻強電場的等勢面1、2、3、專題六

│要點熱點探究

AC

【解析】曲線運動的軌跡位于速度與合力的夾角之間，向合力的一側(cè)彎。又電場線垂直等勢面，故電場力垂直等勢面向右。又因為粒子帶正電，故電場線垂直等勢面向右，電場線的方向是電勢降落的方向，所以A對；粒子從a運到b，電場力做正功，電勢能減少。只在電場力的作用下，動能與電勢能之和保持不變，故動能增大，所以C對、BD錯。專題六│要點熱點探究AC【解析】曲線運動的軌跡位要點熱點探究專題六

│要點熱點探究?探究點三功能關(guān)系的應用問題1．功是能量轉(zhuǎn)化的量度。

2．常見功能關(guān)系的對比：功能量變化表達式合力做功等于動能的增加W合＝Ek2－Ek1重力做功等于重力勢能的減少WG＝Ep1－Ep2彈力(彈簧類)做功等于彈性勢能的減少W彈＝Ep1－Ep2分子力做功等于分子勢能的減少W分子＝Ep1－Ep2電場力(或電流)做功等于電能(電勢能)的減少W電＝Ep1－Ep2安培力做功等于電能(電勢能)的減少W安＝Ep1－Ep2除了重力和彈力之外的其他力做功等于機械能的增加W其＝E2－E1系統(tǒng)克服一對滑動摩擦力或介質(zhì)阻力做功等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加QQ＝fx相對說明：“增加”是末態(tài)量減初態(tài)量；“減少”是初態(tài)量減末態(tài)量。

要點熱點探究專題六│要點熱點探究?探究點三功能關(guān)系的專題六

│要點熱點探究

例３

[2010·山東卷]如圖2－6－5所示，傾角θ＝30°的粗糙斜面固定在地面上，長為l、質(zhì)量為m、粗細均勻、質(zhì)量分布均勻的軟繩置于斜面上，其上端與斜面頂端齊平。用細線將物塊與軟繩連接，物塊由靜止釋放后向下運動，直到軟繩剛好全部離開斜面(此時物塊未到達地面)，在此過程中(

)專題六│要點熱點探究例３[2010·山東卷]專題六

│要點熱點探究專題六│要點熱點探究專題六

│要點熱點探究

【點評】對選項C的分析是從做功的角度進行分析的，如果從能量守恒的角度分析，則很難得出答案。專題六│要點熱點探究【點評】對選項C的分析是從做功專題六

│要點熱點探究變式題專題六│要點熱點探究變式題專題六

│要點熱點探究專題六│要點熱點探究專題六

│要點熱點探究專題六│要點熱點探究專題六

│要點熱點探究專題六│要點熱點探究

教師備用題專題六

│教師備用題

1．(基礎(chǔ)題)

高臺滑雪運動員騰空躍下，如果不考慮空氣阻力，則下落過程中該運動員機械能的轉(zhuǎn)換關(guān)系是(

)

A．動能減少，重力勢能減少

B．動能減少，重力勢能增加

C．動能增加，重力勢能減少

D．動能增加，重力勢能增加教師備用題專題六│教師備用題1．(基礎(chǔ)題)高臺滑專題六

│教師備用題

C

【解析】運動員騰空躍下，不考慮空氣阻力，則該運動員下落過程中機械能守恒且重力勢能逐漸轉(zhuǎn)化為動能。也可從運動員下落過程中，速度變大，高度變小得出動能增加，重力勢能減少的結(jié)論。專題六│教師備用題C【解析】運動員騰空躍下，不考專題六

│教師備用題

2．(基礎(chǔ)題)

伽利略曾設(shè)計如圖所示的一個實驗，將擺球拉至M點放開，擺球會達到同一水平高度上的N點。如果在E或F處釘子，擺球?qū)⒀夭煌膱A弧達到同一高度的對應點；反過來，如果讓擺球從這些點下落，它同樣會達到原水平高度上的M點。這個實驗可以說明，物體由靜止開始沿不同傾角的光滑斜面(或弧線)下滑時，其末速度的大小(

)

A．只與斜面的傾角有關(guān)

B．只與斜面的長度有關(guān)

C．只與下滑的高度有關(guān)

D．只與物體的質(zhì)量有關(guān)專題六│教師備用題2．(基礎(chǔ)題)伽利略曾設(shè)計如圖所專題六

│教師備用題專題六│教師備用題專題六

│教師備用題專題六│教師備用題專題六

│教師備用題專題六│教師備用題專題六

│教師備用題專題六│教師備用題專題六

│教師備用題

4．(能力題)

如圖所示，在距水平地面高為0.4m處，水平固定一根長直光滑桿，桿上P處固定一定滑輪，滑輪可繞水平軸無摩擦轉(zhuǎn)動，在P點的右邊，桿上套一質(zhì)量m＝3kg的滑塊A。半徑R＝0.3m的光滑半圓形豎直軌道固定在地面，其圓心O在P點的正下方，在軌道上套有一質(zhì)量m＝3kg的小球B。用一條不可伸長的柔軟細繩，通過定滑輪將A、B連接起來。桿和半圓形軌道在同一豎直面內(nèi)，滑動和小球均可看作質(zhì)點，且不計滑輪大小的影響?，F(xiàn)給滑塊A施加一個水平向右、大小為F＝60N的恒力，求：

(1)把小球B從地面沿半圓形軌道拉到頂點C的過程中F做的功；

(2)小球B運動到C處時所受的向心力的大小；

(3)小球B被拉到離地多高時滑塊A與小球B的速度大小相等？專題六│教師備用題4．(能力題)如圖所示，在距水平專題六

│教師備用題專題六│教師備用題專題六

│教師備用題

(2)由于B球到達C處時，已無沿繩的分速度，所以此時滑塊A的速度為零，考察兩球及繩子組成的系統(tǒng)的能量變化過程，由功能關(guān)系專題六│教師備用題(2)由于B球到達C處時，已無沿繩專題六

│教師備用題專題六│教師備用題專題六

│教師備用題專題六│教師備用題專題六

│教師備用題專題六│教師備用題專題六

│教師備用題專題六│教師備用題專題六│能量轉(zhuǎn)化與守恒專題六能量轉(zhuǎn)化與守恒專題六│能量轉(zhuǎn)化與守恒專題六能量轉(zhuǎn)化與守恒考情分析預測專題六

│考情分析預測

2010年2009年2008年功能關(guān)系上海卷8，山東卷22江蘇卷9，山東卷22，安徽卷18，天津卷4等廣東卷3，海南卷3機械能守恒定律上海理綜卷5，安徽卷14，江蘇卷14，重慶卷24，北京卷22等浙江卷24，山東卷24上海卷8，全國卷Ⅱ18考情分析預測專題六│考情分析預測2010年2009年2

1.能的轉(zhuǎn)化和守恒定律不僅為力學問題開辟了一條重要途徑，也是分析、解決電學、熱學問題的重要方法。機械能守恒定律更是高中物理的主干知識和重要規(guī)律，本部分知識密切聯(lián)系生產(chǎn)生活實際及現(xiàn)代科學技術(shù)，常與牛頓定律、曲線運動、電磁學問題綜合考查。是高考的命題重點。

2．從近年來的高考題可看出，對本講的考查，題型一般有“選擇題”、“計算題”，計算題考查的知識點覆蓋面全，頻率高，題型全，難度中等偏上。

3．預計2011年高考涉及本講的考點應是：

(1)考查功能關(guān)系的問題；

(2)動能定理、機械能守恒定律綜合應用的問題；

(3)能量守恒定律綜合應用問題。專題六│考情分析預測

1.能的轉(zhuǎn)化和守恒定律不僅為力學問題開辟了一條重要途徑，主干知識整合專題六

│主干知識整合一、機械能守恒定律與能量守恒定律的比較機械能守恒定律能量守恒定律內(nèi)容在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能可以互相轉(zhuǎn)化，而總的機械能保持不變能量既不會消滅，也不會創(chuàng)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變條件1.做功角度：只有重力或彈力做功。(1)只受重力或彈力；(2)雖受其他力，但其他力不做功；(3)有其他力做功，但其他力做功的代數(shù)和為零。2.能量角度：只有動能與勢能互相轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)與外界無能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移能量守恒無條件，能量守恒是自然界普遍存在的自然規(guī)律表達式1.守恒的角度：E1＝E2或Ek1＋Ep1＝Ep2

＋Ek2；2.轉(zhuǎn)化角度：ΔEk＋ΔEp＝0；3.轉(zhuǎn)移角度：ΔEA＋ΔEB＝01.系統(tǒng)初、末態(tài)總能量相等，即E初＝E末；2.系統(tǒng)某幾種能量的增加等于其他能量的減少，即ΔEn增＝－ΔEm減。聯(lián)系能量守恒定律在不同條件下有不同的表現(xiàn)，例如只有重力或彈簧彈力做功時就表現(xiàn)為機械能守恒定律主干知識整合專題六│主干知識整合一、機械能守恒定律與能量專題六

│主干知識整合二、涉及彈性勢能的機械能守恒問題專題六│主干知識整合二、涉及彈性勢能的機械能守恒問題專題六

│主干知識整合三、機械能的變化問題專題六│主干知識整合三、機械能的變化問題專題六

│主干知識整合專題六│主干知識整合要點熱點探究專題六

│要點熱點探究?探究一機械能守恒定律的綜合應用問題要點熱點探究專題六│要點熱點探究?探究一機械能守恒定專題六

│要點熱點探究

例1

光滑的長軌道形狀如圖2－6－1所示，底部為半圓形，半徑R，固定在豎直平面內(nèi)。A、B兩質(zhì)量相同的小環(huán)用長為R的輕桿連接在一起，套在軌道上(角度可變)。將A、B兩環(huán)從圖示位置靜止釋放，A環(huán)距離底部2R。不考慮輕桿和軌道的接觸，即忽略系統(tǒng)機械能的損失，求：

(1)A、B兩環(huán)都未進入半圓形底部前，桿上的作用力。

(2)A環(huán)到達最低點時，兩環(huán)速度大小。專題六│要點熱點探究例1光滑的長軌道形狀如圖2專題六

│要點熱點探究專題六│要點熱點探究專題六

│要點熱點探究專題六│要點熱點探究專題六

│要點熱點探究變式題專題六│要點熱點探究變式題專題六

│要點熱點探究專題六│要點熱點探究專題六

│要點熱點探究專題六│要點熱點探究要點熱點探究專題六

│要點熱點探究?探究點二綜合應用能量守恒定律的問題

要點熱點探究專題六│要點熱點探究?探究點二綜合應用能專題六

│要點熱點探究專題六│要點熱點探究專題六

│要點熱點探究

【點撥】由題意知物塊向右做勻加速運動，木板先向左做勻減速運動，再向右做勻加速運動，最后二者達到共同速度。物塊相對木板一直向右運動。專題六│要點熱點探究【點撥】由題意知物塊向右做勻加專題六

│要點熱點探究專題六│要點熱點探究專題六

│要點熱點探究

【點評】該例題是含內(nèi)能的能量守恒問題，下面的變式題則是一道含電能的能量守恒問題。專題六│要點熱點探究【點評】該例題是含內(nèi)能的能量守

圖2－6－4中虛線表示勻強電場的等勢面1、2、3、4，一帶正電的粒子只在電場力的作用下從電場中的a點運動到b點，軌跡如圖中曲線所示，由此可判斷(

)

A．等勢面1的電勢最高

B．粒子從a運到b，動能減小

C．粒子從a運到b，動能增大

D．粒子從a運到b，電勢能增大專題六

│要點熱點探究變式題圖2－6－4中虛線表示勻強電場的等勢面1、2、3、專題六

│要點熱點探究

AC

【解析】曲線運動的軌跡位于速度與合力的夾角之間，向合力的一側(cè)彎。又電場線垂直等勢面，故電場力垂直等勢面向右。又因為粒子帶正電，故電場線垂直等勢面向右，電場線的方向是電勢降落的方向，所以A對；粒子從a運到b，電場力做正功，電勢能減少。只在電場力的作用下，動能與電勢能之和保持不變，故動能增大，所以C對、BD錯。專題六│要點熱點探究AC【解析】曲線運動的軌跡位要點熱點探究專題六

│要點熱點探究?探究點三功能關(guān)系的應用問題1．功是能量轉(zhuǎn)化的量度。

2．常見功能關(guān)系的對比：功能量變化表達式合力做功等于動能的增加W合＝Ek2－Ek1重力做功等于重力勢能的減少WG＝Ep1－Ep2彈力(彈簧類)做功等于彈性勢能的減少W彈＝Ep1－Ep2分子力做功等于分子勢能的減少W分子＝Ep1－Ep2電場力(或電流)做功等于電能(電勢能)的減少W電＝Ep1－Ep2安培力做功等于電能(電勢能)的減少W安＝Ep1－Ep2除了重力和彈力之外的其他力做功等于機械能的增加W其＝E2－E1系統(tǒng)克服一對滑動摩擦力或介質(zhì)阻力做功等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加QQ＝fx相對說明：“增加”是末態(tài)量減初態(tài)量；“減少”是初態(tài)量減末態(tài)量。

要點熱點探究專題六│要點熱點探究?探究點三功能關(guān)系的專題六

│要點熱點探究

例３

[2010·山東卷]如圖2－6－5所示，傾角θ＝30°的粗糙斜面固定在地面上，長為l、質(zhì)量為m、粗細均勻、質(zhì)量分布均勻的軟繩置于斜面上，其上端與斜面頂端齊平。用細線將物塊與軟繩連接，物塊由靜止釋放后向下運動，直到軟繩剛好全部離開斜面(此時物塊未到達地面)，在此過程中(

)專題六│要點熱點探究例３[2010·山東卷]專題六

│要點熱點探究專題六│要點熱點探究專題六

│要點熱點探究

【點評】對選項C的分析是從做功的角度進行分析的，如果從能量守恒的角度分析，則很難得出答案。專題六│要點熱點探究【點評】對選項C的分析是從做功專題六

│要點熱點探究變式題專題六│要點熱點探究變式題專題六

│要點熱點探究專題六│要點熱點探究專題六

│要點熱點探究專題六│要點熱點探究專題六

│要點熱點探究專題六│要點熱點探究

教師備用題專題六

│教師備用題

1．(基礎(chǔ)題)

高臺滑雪運動員騰空躍下，如果不考慮空氣阻力，則下落過程中該運動員機械能的轉(zhuǎn)換關(guān)系是(

)

A．動能減少，重力勢能減少

B．動能減少，重力勢能增加

C．動能增加，重力勢能減少

D．動能增加，重力勢能增加教師備用題專題六│教師備用題1．(基礎(chǔ)題)高臺滑專題六

│教師備用題

C

【解析】運動員騰空躍下，不考慮空氣阻力，則該運動員下落過程中機械能守恒且重力勢能逐漸轉(zhuǎn)化為動能。也可從運動員下落過程中，速度變大，高度變小得出動能增加，重力勢能減少的結(jié)論。專題六│教師備用題C【解析】運動員騰空躍下，不考專題六

│教師備用題

2．(基礎(chǔ)題)

伽利略曾設(shè)計如圖所示的一個實驗，將擺球拉至M點放開，擺球會達到同一水平高度上的N點。如果在E