高考物理一轮复习第五章第4讲功能关系能量守恒定律课件高三全册物理课件

1 第4课时 功能关系 能量守恒定律

考纲解读1.知道功是能量转化的量度，掌握重力的功、弹力的功、合力的功与对应的能量转化关系.2.知道自然界中的能量转化，理解能量守恒定律，并能用来分析有关问题．

1．[功能关系的理解]用恒力F向上拉一物体，使其由地面处开始加速上升到某一高度．若该过程空气阻力不能忽略，则下列说法中正确的是 ( )

A．力F做的功和阻力做的功之和等于物体动能的增量

B．重力所做的功等于物体重力势能的增量

C．力F做的功和阻力做的功之和等于物体机械能的增量

D．力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于物体机械能的增量

答案 C

2．[能的转化与守恒定律的理解]如图1所示，美国空军X－37B无人航天飞机于2010年4月首飞，在X－37B由较低轨道飞到较高轨道的过程中 (

)

图1

A．X－37B中燃料的化学能转化为X－37B的机械能

B．X－37B的机械能要减少

C．自然界中的总能量要变大

D．如果X－37B在较高轨道绕地球做圆周运动，则在此轨道上其机械能不变

答案 AD

解析 在X－37B由较低轨道飞到较高轨道的过程中，必须启动助推器，对X－37B做正功，X－37B的机械能增大，A对，B错．根据能量守恒定律，C错．X－37B在确定轨道上绕地球做圆周运动，其动能和重力势能都不会发生变化，所以机械能不变，D对．

3．[能量守恒定律的应用]如图2所示，ABCD是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，B、C在水平线上，其距离d＝0.5 m．盆边缘的高度为h＝0.3 m．在A处放一个质量为m的小物块并让其由静止下滑．已知盆内侧壁是光滑

2 的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为μ＝0.1.小物块在盆内来回滑动，最后停

下来，则停下的位置到B的距离为 (

)

图2

A．0.5 m B．0.25 m C．0.1 m D．0

第4讲 功能关系 能量守恒定律

板块一 主干梳理·夯实基础

【知识点1】 功能关系 Ⅱ

1．能的概念：一个物体能对外做功，这个物体就具有能量。

2．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，而且能量转化必通过做功来实现。

【知识点2】 能量守恒定律 Ⅱ

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，在转化和转移的过程中，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，增加的能量总和等于减少的能量总和。

板块二 考点细研·悟法培优

考点1 功能关系的理解和应用 [深化理解]

1．对功能关系的进一步理解

(1)做功的过程就是能量转化的过程。不同形式的能量发生相互转化是通过做功来实现的。

(2)功是能量转化的量度，功和能的关系，一是体现在不同的力做功，对应不同形式的能转化，具有一一对应关系，二是做功的多少与能量转化的多少在数值上相等。

2．几种常见的功能关系及其表达式

力做功 能的变化 定量关系

合力的功 动能变化 W＝Ek2－Ek1＝ΔEk

重力的功 重力势

能变化 (1)重力做正功，重力势能减少

(2)重力做负功，重力势能增加

(3)WG＝－ΔEp＝Ep1－Ep2

弹簧弹力的功 弹性势

能变化 (1)弹力做正功，弹性势能减少

(2)弹力做负功，弹性势能增加

(3)WF＝－ΔEp＝Ep1－Ep2

续表

力做功 能的变化 定量关系

除重力和弹簧弹力之外的其他力做的功 机械能

变化 (1)其他力做多少正功，物体的机械能就增加多少 (2)其他力做多少负功，物体的机械能就减少多少

(3)W＝ΔE

一对相互作用的滑动摩擦力的总功 内能变化 (1)作用于系统的一对滑动摩擦力总功一定为负值，系统内能增加

第四章 功和能 机械能守恒定律

【知识建构】

第一节 功 功率

【考情分析】

考试大纲 大纲解读

.功和功率 II

.功、功率是高考的必考内容，其知识覆盖面广，题型全，从选择题到解答题无不触及，题目难度较大，未来高考中与其他知识点结合命题的可能性较大

机械能 功 功 做功的两个必要因素

恒力做功：cosFsW

变力做功

功率 平均功率：tWP或cosvFP

瞬时功率：cosFvP

机车的两种启动方式 以恒定的功率启动

以恒定的加速度启动

机械能 动能：2k21mvE

重力势能：mghEp

弹性势能：)(212仅适用于弹簧kxEp

机械能：pkEEE

基本规律 功能关系：EW

动能定理：12kkEEW

机械能守恒定律：p2k2p1k1EEEE

能量转化和守恒定律 【考点知识梳理】

一．功

1.概念：一个物体

，如果在力的方向上

，物理学中就说这个力对物体做了功．

2. 做功的两个必要因素： 和物体在力的方向上发生的

3. 公式：

，仅适用于__________做功，其中α是F和l的夹角．

4. 功是标量但有正负：

（1）当0≤＜90°时，0＜cos≤1，则力对物体做 ，即外界给物体 能量，力是动力；

（2）当090时，cos0，0W，则力对物体 ，即外界和物体间无能量交换．

（3）当90o＜α≤180o时，-1≤cos＜0，则力对物体做 ，即物体向外界 能量，力是阻力．

5.合力的功：各个力分别对物体所做功的

二．功率

1. 定义：功跟完成这些功所用时间的 ，叫做功率．单位： ，符号： ．

2. 物理意义：功率是描述力对物体做功 的物理量.

1 双基限时练(六) 习题课

1．如图所示，在光滑水平面上，用等大异向的F1、F2分别同时作用于A、B两个静止的物体上，已知mA＜mB，经过相同的时间后同时撤去两力，以后两物体相碰并粘为一体，则粘合体最终将( )

A．静止 B．向右运动

C．向左运动 D．无法确定

解析 选取A、B两个物体组成的系统为研究对象，根据动量定理，整个运动过程中，系统所受的合外力为零，所以动量改变量为零，初始时刻系统静止，总动量为零，最后粘合体的动量也为零，即粘合体静止，所以选项A正确．

答案 A

2．一弹簧枪可射出速度为10 m/s的铅弹，现对准以6 m/s的速度沿光滑桌面迎面滑来的木块发射一颗铅弹，铅弹射入木块后未穿出，木块继续向前运动，速度变为5 m/s.如果想让木块停止运动，并假定铅弹射入木块后都不会穿出，则应再向木块迎面射入的铅弹数为( )

A．5颗 B．6颗

C．7颗 D．8颗

解析 第一颗铅弹射入，有m1v0－m2v＝(m1＋m2)v1，代入数据可得m1＝15m2，设再射入n颗铅弹木块停止，有(m1＋m2)v1－nm2v＝0，解得n＝8.

答案

D

3．如图所示，两辆质量相同的小车置于光滑的水平面上，有一人静止站在A车上，两车静止，若这个人自A车跳到B车上，接着又跳回A车，静止于A车上，则A车的速率( )

A．等于零

B．小于B车的速率

C．大于B车的速率

2 D．等于B车的速率

解析 以A、B两车和人整体为研究对象，以A车最终速度方向为正方向，由动量守恒定律得：

(m＋M)vA－MvB＝0，解得vAvB＝Mm＋M，所以vA

答案 B

4．(多选题)质量为M的物块以速度v运动，与质量为m的静止物块发生正撞，碰撞后两者的动量正好相等，两者质量之比M/m可能为( )

A．2 B．3

C．4 D．5

解析 根据动量守恒和能量守恒得碰撞后两者的动量都为p，则总动量为2p，根据p2＝2mEk，以及能量的关系得4p22M≥p22m＋p22M，所以Mm≤3，故A、B正确．