2024年高考物理一輪總復習第六章機械能守恒定律第4講功能關系能量守恒定律課件

第4講功能關系能量守恒定律課

程

標

準1.了解自然界中存在多種形式的能量．知道不同形式的能量可以相互轉化，在轉化過程中能量總量保持不變，能量轉化是有方向性的．2．知道利用能量是人類生存和社會發(fā)展的必要條件之一．3．知道合理使用能源的重要性，具有可持續(xù)發(fā)展觀念，養(yǎng)成節(jié)能的習慣．

素

養(yǎng)

目

標物理觀念：了解常見的幾種功能關系，知道能量守恒定律的內容．科學思維：掌握應用功能關系或能量守恒定律解決問題的能力．科學態(tài)度與責任：應用能量觀念分析生產、生活中的實際問題．必備知識·自主落實關鍵能力·精準突破必備知識·自主落實一、功能關系1．對功能關系的理解(1)做功的過程就是________的過程，不同形式的能量發(fā)生相互轉化是通過做功來實現的．(2)功是能量轉化的________．功和能的關系，體現在：①不同的力做功，對應不同形式的能轉化；具有一一對應關系②是做功的多少與能量轉化的多少在數值上相等．能量轉化量度2．常見的功能關系能量功能關系表達式勢能重力做功等于重力勢能減少量W＝Ep1－Ep2＝－ΔEp彈力做功等于彈性勢能減少量靜電力做功等于電勢能減少量分子力做功等于分子勢能減少量動能合外力做功等于物體動能變化量機械能除重力和彈力之外的其他力做功等于機械能變化量W其他＝E2－E1＝ΔE摩擦產生的內能一對相互作用的滑動摩擦力做功之和的絕對值等于產生的內能Q＝Ff·x相對指相對路程不是相對位移電能克服安培力做功等于電能增加量W電能＝E2－E1＝ΔE二、能量守恒定律1．內容：能量既不會憑空________，也不會憑空消失，它只能從一種形式________為其他形式，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：ΔE減＝ΔE增．產生轉化轉移保持不變走進生活在電影《飛屋環(huán)游記》中，主角用一簇氣球使他的房子成功升空．小屋從地面靜止出發(fā)做勻加速運動，它加速上升到h處時，速度達到了v，不計小屋受到的浮力和空氣阻力，則在這一過程中(1)繩對小屋的拉力等于小屋的重力．(

)(2)繩對小屋的拉力做的功等于小屋動能的增量．(

)(3)繩對小屋的拉力做的功等于小屋機械能的增量．(

)(4)繩對小屋的拉力和小屋重力對小屋做的總功等于小屋機械能的增量．(

)××√×關鍵能力·精準突破考點一功能關系的理解和應用1．功能關系的理解一是不同的力做功，對應不同形式能量的轉化，具有一一對應關系；二是力做功的多少與能量轉化的多少在數值上相等．解題時功能關系的選用原則如下．問題描述處理方法涉及動能的變化用動能定理分析涉及重力勢能的變化用重力做功與重力勢能變化的關系分析涉及機械能的變化用除重力和系統內彈力之外的力做功與機械能變化的關系分析涉及電勢能的變化用電場力做功與電勢能變化的關系分析2.摩擦力做功的特點(1)一對靜摩擦力所做功的代數和總等于零；(2)－對滑動摩擦力做功的代數和總是負值，差值為機械能轉化為內能的部分，也就是系統機械能的損失量．考向1功能關系的理解例1[2023·山東棗莊模擬]如圖所示，用輕繩拴一物體，使物體以恒定加速度向下做減速運動，不計空氣阻力，下列說法正確的是(

)A．物體所受合力對其做正功B．物體的機械能增加C．重力對物體做的功小于物體克服拉力做的功D．物體減少的重力勢能一定等于其減少的動能答案：C解析：物體在拉力作用下，豎直向下做勻減速直線運動．受力分析可知物體受兩個力，重力G及拉力FT，且拉力FT大于重力G，合力F合

＝FT－G，方向豎直向上．由功的定義式W＝

Flcosα可知，合力對其做負功，W合<0，A錯誤．物體以恒定加速度向下做減速運動的過程中，“其他力”即拉力FT對物體做負功，物體的機械能減小，B錯誤．因G<FT，易知WG<|WFT|，即重力對物體做的功小于物體克服拉力做的功，C正確．物體減小的重力勢能等于重力所做的功，而減小的動能等于克服合力所做的功．由于物體的加速度未知，合力與重力的大小關系無法確定，所以物體減小的重力勢能與減小的動能間的大小關系無法確定，D錯誤．[教你解決問題]

考向2功能關系與圖像結合問題例2(多選)一物塊在高3.0m、長5.0m的斜面頂端從靜止開始沿斜面下滑，其重力勢能和動能隨下滑距離s的變化如圖中直線Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取10m/s2.則(

)A．物塊下滑過程中機械能不守恒B．物塊與斜面間的動摩擦因數為0.5C．物塊下滑時加速度的大小為6.0m/s2D．當物塊下滑2.0m時機械能損失了12J答案：AB

規(guī)律方法求解功能關系與圖像的綜合問題的關鍵求解功能關系與圖像的綜合問題時，不但要熟記常用的功能關系，而且要在“數形結合”思想的引導下，抓住圖像“軸、線、斜率、截距、面積、點”六個要素的物理意義．考向3摩擦力做功與能量轉化例3(多選)如圖所示，質量為M＝2kg、長為L＝2m的木板靜止放置在光滑水平面上，在其左端放置一質量為m＝1kg的小木塊(可視為質點)，小木塊與長木板之間的動摩擦因數μ＝0.2，先相對靜止，后用一水平向右的力F＝4N作用在小木塊上，經過一段時間小木塊從木板另一端滑下，g取10m/s2，則(

)A．小木塊在長木板上滑行的時間t＝2sB．在整個運動過程中由于摩擦產生的熱量為8JC．小木塊脫離長木板的瞬間，拉力F的瞬時功率為16WD．小木塊在運動過程中獲得的動能為12J答案：AC

針

對

訓

練1.[2023·山東泰安模擬](多選)如圖所示，滑塊以一定的初速度沖上足夠長的光滑固定斜面，取斜面底端O點為運動的起點，且滑塊在O點的重力勢能為零，并以滑塊由O點出發(fā)時為t＝0時刻．在滑塊運動到最高點的過程中，下列描述滑塊的動能Ek、重力勢能Ep、機械能E隨位移x、時間t變化的圖像中，正確的是(

)答案：ABD

答案：BCD

考點二能量守恒定律的理解和應用1．能量守恒定律的兩點理解(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．2．應用能量守恒定律解題的基本步驟

答案：AD

針

對

訓

練3.如圖所示，在光滑水平地面上放置質量M＝2kg的長木板，木板上表面與固定的豎直弧形軌道相切．一質量m＝1kg的小滑塊