高考物理一轮复习第五单元机械能第4讲功能关系能量守恒定律学案新人教版.doc

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第4讲功能关系能量守恒定律

考纲考情

核心素养

?功能关系Ⅱ

?几种常见的功能关系和能量守恒定律.

物理观念

全国卷5年4考

高考指数★★★★★

?利用功能关系进行相关计算．

?能量转化问题的解题思路.

科学思维

知识点一功能关系

1．功是能量转化的量度,即做了多少功就有多少能量发生了转化．

2．做功的过程一定伴随着能量的转化,而且能量的转化必须通过做功来实现．

3．做功对应变化的能量形式

(1)合外力的功影响物体的动能的变化．

(2)重力的功影响物体重力势能的变化．

(3)弹簧弹力的功影响弹性势能的变化．

(4)除重力或系统内弹力以外的力做功影响物体机械能的变化．

(5)滑动摩擦力的功影响内能的变化．

(6)电场力的功影响电势能的变化．

知识点二能量守恒定律

1．内容：能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变．

2．适用范围：能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律,是各种自然现象中普遍适用的一条规律．

3．表达式

(1)E初＝E末,初状态各种能量的总和等于末状态各种能量的总和．

(2)ΔE增＝ΔE减,增加的那些能量的增加量等于减少的那些能量的减少量．

1．思考判断

(1)力对物体做了多少功,物体就具有多少能．(×)

(2)力对物体做正功,物体的机械能不一定增加．(√)

(3)能量在转化或转移的过程中,其总量会不断减少．(×)

(4)物体的机械能减少的过程中,动能有可能是增大的．(√)

(5)能量在转移或转化过程中守恒,因此没有必要节约能源．(×)

2．韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员．他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离,重力对他做功1900J,他克服阻力做功100J．韩晓鹏在此过程中(C)

A．动能增加了1900J B．动能增加了2000J

C．重力势能减小了1900J D．重力势能减小了2000J

解析：根据动能定理得韩晓鹏动能的变化ΔE＝WG＋Wf＝1900J－100J＝1800J0,故其动能增加了1800J,选项A、B错误；根据重力做功与重力势能变化的关系WG＝－ΔEp,所以ΔEp＝－WG＝－1900J0,故韩晓鹏的重力势能减小了1900J,选项C正确,选项D错误．

3.质量为m的物体以初速度v0沿水平面向左开始运动,起始点A与一轻弹簧O端相距s,如图所示．已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ,物体与弹簧相碰后,弹簧的最大压缩量为x.则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短,物体克服弹簧弹力所做的功为(A)

A.eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－μmg(s＋x) B.eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－μmgx

C．μmgs D．μmg(s＋x)

解析：由能量守恒定律可知,物体的初动能eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)一部分用于克服弹簧弹力做功,另一部分用于克服摩擦力做功,故物体克服弹簧弹力所做的功为eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－μmg(s＋x),故选项A正确．

4．(多选)一个质量为m的物体以a＝2g的加速度竖直向下运动,则在此物体下降h高度的过程中,物体的(BD)

A．重力势能减少了2mgh

B．动能增加了2mgh

C．机械能保持不变

D．机械能增加了mgh

解析：下降h高度,则重力做正功mgh,所以重力势能减小mgh,A错误；根据动能定理可得F合h＝ΔEk,又F合＝ma＝2mg,故ΔEk＝2mgh,B正确；重力势能减小mgh,而动能增大2mgh,所以机械能增加mgh,C错误,D正确．

5．足够长的水平传送带以恒定速度v匀速运动,某时刻一个质量为m的小物块以大小也是v、方向与传送带运动方向相反的初速度冲上传送带,最后小物块的速度与传送带的速度相同．在小物块与传送带间有相对运动的过程中,滑动摩擦力对小物块做的功为W,小物块与传送带间因摩擦产生的热量为Q,则下列判断中正确的是(B)

A．W＝0,Q＝mv2 B．W＝0,Q＝2mv2

C．W＝eq\f(mv2,2),Q＝mv2 D．W＝mv2,Q＝2mv2

解析：对小物块,由动能定理有W＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mv2＝0,设小物块与传送带间的动摩擦因数为μ,则小物块与传送带间的相对路程x相对＝eq\f(2v2,μg),这段时间内因摩擦产生的热量Q＝μmg·x相对＝2mv2,选项B正确．

考点1功能关系

1．对功能关系的进一