《高考風(fēng)向標(biāo)》年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題五 第4講 功能關(guān)系、能的轉(zhuǎn)化和守恒定律

第4講功能關(guān)系、能的轉(zhuǎn)化和守恒定律考點(diǎn)1能量轉(zhuǎn)化和守恒定律轉(zhuǎn)移不變

1．內(nèi)容：能量既不會(huì)消失，也不會(huì)創(chuàng)生．它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體_____到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量保持_____． 2．能量轉(zhuǎn)化及守恒的兩種表述 (1)某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加，且減少量等于增加量．

(2)某個(gè)物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量等于增加量． 3．對(duì)能量轉(zhuǎn)化及守恒的理解：每一種運(yùn)動(dòng)形式都對(duì)應(yīng)一種能量形式，通過(guò)力做功，不同形式的能可以相互轉(zhuǎn)化． 1．(雙選)行駛中的汽車制動(dòng)后滑行一段距離，最后停下；流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的光焰；降落傘在空中勻速下降；條形磁鐵在下落過(guò)程中穿過(guò)閉合線圈，線圈中產(chǎn)生電流．上述不同現(xiàn)象中所包含的相同的物理過(guò)程是()A．物體克服阻力做功B．物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量C．物體的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量D．物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量

解析：汽車制動(dòng)，受摩擦阻力減速，克服摩擦力做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化而內(nèi)能．流星墜落，受空氣阻力，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．降落傘在空中勻速下降，受空氣阻力，重力勢(shì)能減小，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．條形磁鐵在下落過(guò)程中穿過(guò)閉合線圈，由于電磁感應(yīng)，受到磁場(chǎng)力的阻礙作用，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能．所以A、D兩項(xiàng)正確．答案：AD功能量變化功能關(guān)系重力做功WG＝mgh重力勢(shì)能變化ΔEpWG＝－ΔEp彈簧彈力做功WN彈性勢(shì)能變化ΔEpWN＝－ΔEp其他力做功W總機(jī)械能變化ΔEW總＝ΔE合外力做功W合動(dòng)能變化ΔEkW合＝ΔEk電場(chǎng)力做功WE＝qUAB電勢(shì)能變化ΔEpWE＝－ΔEp考點(diǎn)2功和能的關(guān)系

1．功是能量轉(zhuǎn)化的量度，做功的過(guò)程是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，做了多少功，就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化；反之，轉(zhuǎn)化多少能量就說(shuō)明做了多少功． 2．常見的功與能的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下表所示：

2．(單選)(2010年佛山模擬)在奧運(yùn)比賽項(xiàng)目中，高臺(tái)跳水是我國(guó)運(yùn)動(dòng)員的強(qiáng)項(xiàng)．質(zhì)量為m的跳水運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入水中后受到水的阻力而做減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)水對(duì)他的阻力大小恒為F，那么在他減速下降高度為h的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?()D

A．他的動(dòng)能減少了Fh

B．他的重力勢(shì)能增加了mgh

C．他的機(jī)械能減少了(F－mg)h

D．他的機(jī)械能減少了Fh

解析：由動(dòng)能定理，ΔEk＝mgh－Fh，動(dòng)能減少了Fh－mgh，A不正確；他的重力勢(shì)能減少了mgh，B錯(cuò)誤；他的機(jī)械能減少了ΔE＝Fh，C錯(cuò)誤、D正確．考點(diǎn)3摩擦力做功與機(jī)械能、內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系

1．靜摩擦力做功的特點(diǎn) (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． (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，另外部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能． (3)摩擦生熱的計(jì)算：Q＝Ffs相對(duì)．

3．一木塊靜止在光滑水平面上，被水平方向飛來(lái)的子彈擊中，子彈進(jìn)入木塊的深度為2cm，木塊相對(duì)于桌面移動(dòng)了1cm，設(shè)木塊對(duì)子彈的阻力恒定，則產(chǎn)生的熱能和子彈損失的動(dòng)能之比是多少？

熱點(diǎn)1判斷過(guò)程中力做功和能量轉(zhuǎn)化

【例1】一質(zhì)量為

M＝2.0kg的小物塊隨足夠長(zhǎng)的水平傳送帶一起運(yùn)動(dòng)，被一水平向左飛來(lái)的子彈擊中并從物塊中穿過(guò)，如圖5－4－1甲所示．地面觀察者紀(jì)錄了小物塊被擊中后的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示(圖中取向右運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎较?．已知傳送帶的速度保持不變，g取10m/s2. 甲乙圖5－4－1(1)指出傳送帶速度v的方向及大小，說(shuō)明理由．(2)計(jì)算物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ.

(3)計(jì)算傳送帶對(duì)外做了多少功？子彈射穿物塊后系統(tǒng)有多少能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能？

解決這類問(wèn)問(wèn)題一定要要審清題意意，分析清清楚物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程程，以及過(guò)過(guò)程中力做做功的情況況．明確力力做功對(duì)應(yīng)應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化，以以及能量轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化中什么么能轉(zhuǎn)化為為什么能．．例如：自自由落體運(yùn)動(dòng)中，，重力對(duì)物物體做正功功，重力勢(shì)勢(shì)能減少；；物體受的的合外力即是重力力，合外力力做功對(duì)應(yīng)應(yīng)動(dòng)能的增增加，所以以重力做多多少功，則動(dòng)能增加加多少．從從能轉(zhuǎn)化來(lái)來(lái)看是重力力做功把重重力勢(shì)能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，而總總的機(jī)械能能不變．B．軟繩重重力勢(shì)能共共減少了mgl1．(雙選)(2010年山東卷)如圖5－4－2所示，傾角θ＝30°的粗糙斜面面固定在地地面上，長(zhǎng)長(zhǎng)為l、質(zhì)量為m、粗細(xì)均勻勻、質(zhì)量分布均勻的的軟繩置于于斜面上，，其上端與斜面頂端端齊平．用用細(xì)線將物塊與軟軟繩連接，，物塊由靜靜止釋放后后向下運(yùn)動(dòng)動(dòng)，直到軟軟繩剛)BD好全部離開開斜面(此此時(shí)物塊未未到達(dá)地面面)，在此此過(guò)程中(A．物塊的的機(jī)械能逐逐漸增加C．物塊重重力勢(shì)能的的減少等于于軟繩克服摩擦力所做的的功D．軟繩重重力勢(shì)能的的減少小于于其動(dòng)能的增加與克克服摩擦力力所做功之之和圖5－4－2熱點(diǎn)2能量轉(zhuǎn)化中中的多過(guò)程程問(wèn)題(1)滑環(huán)環(huán)第一次通通過(guò)圓弧軌軌道O2的最低點(diǎn)F時(shí)對(duì)軌道的的壓力；(2)滑環(huán)環(huán)通過(guò)圓弧弧軌道O1最高點(diǎn)A的次數(shù)；(3)滑環(huán)環(huán)克服摩擦擦力做功所所通過(guò)的總路路程．圖5－4－3(3)由題意可知知得：滑環(huán)環(huán)最終只能能在圓弧軌軌道O2的D點(diǎn)下方來(lái)回運(yùn)動(dòng)動(dòng)，即到達(dá)達(dá)D點(diǎn)速度為零零，由能量量守恒得：：解得滑環(huán)克克服摩擦力力做功所通通過(guò)的路程程s＝78m.這類問(wèn)題審審題要求高高，一定要要分清有哪哪些過(guò)程，明確過(guò)過(guò)程中力對(duì)對(duì)什么做了了功，引起起了哪種能能的轉(zhuǎn)化，，物體系統(tǒng)中存在在哪些能量量形式，在在轉(zhuǎn)化中是是哪種能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為哪種種能．即明確研究究對(duì)象的能能量來(lái)源與與去向，根根據(jù)能量守守恒來(lái)列方方程．這類問(wèn)題雖雖然過(guò)程多多，但分清清了過(guò)程中中的能量，，對(duì)每一過(guò)過(guò)程列方程，再聯(lián)聯(lián)立方程求求解，問(wèn)題題就不會(huì)那那么難．2．(2009年寧夏卷)兩質(zhì)量分別別為M1和M2的劈A和B，高度相同，，放在光光滑水平平面上，，A和B的傾斜面面都是光光滑曲面面，曲面下端端與水平平面相切切，如圖圖5－－4－4所示示，一質(zhì)質(zhì)量為m的物塊位于劈劈A的傾斜面面上，距距水平面面的高度度為h.物塊從從靜止滑滑下，然后又滑滑上劈B.求物塊塊在B上能夠達(dá)達(dá)到的最最大高度度．圖5－－4－4易錯(cuò)點(diǎn)：：滑動(dòng)摩摩擦力做做功轉(zhuǎn)化化為內(nèi)能能的問(wèn)題題【例1】(雙選)如圖5－4－－5所所示，質(zhì)質(zhì)量為m的物體在在水平傳送帶上上由靜止止釋放，，傳送帶帶由電動(dòng)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)動(dòng)，始終終保持以以速度v勻速運(yùn)動(dòng)動(dòng)，物體體與傳送帶間間的動(dòng)摩摩擦因數(shù)數(shù)為μ，物體過(guò)過(guò)一會(huì)兒兒能保持與傳傳送帶相相對(duì)靜止止，對(duì)于于物體從從靜止釋釋放到相相對(duì)靜止止這一過(guò)程下列列說(shuō)法正正確的是是()圖5－4－－5答案：BD相對(duì)滑動(dòng)的物物體中，一對(duì)對(duì)滑動(dòng)摩擦力力做功對(duì)兩個(gè)物體的位移移不同，對(duì)兩兩個(gè)物體做功功也就不同，，摩擦力乘以以相對(duì)位移等于摩摩擦中產(chǎn)生的的內(nèi)能．在運(yùn)運(yùn)用功能原理理時(shí)要選定好好對(duì)象，并且分析析清楚能量的的來(lái)源與去向向才不致出錯(cuò)錯(cuò)．1．飛機(jī)場(chǎng)上上運(yùn)送行李的的裝置為一水水平放置的環(huán)環(huán)形傳送帶，，傳送帶的總質(zhì)質(zhì)量為M，其俯視圖如如圖5