2013版物理一轮精品复习学案 5.4 功能关系 能量守恒定律（必修2）

2013版物理一轮精品复习学案 5.4 功能关系 能量守恒定律（必修2）内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 【考纲全景透析】一、)功是_的量度，即做了多少功就有多少_发生了转化.(2)做功的过程一定伴随着_，而且_必须通过做功来实现.【答案】能量转化 能量的转化 能量的转化 )合外力做功等于物体动能的改变，即 W 合=动能定理)(2)重力做功等于物体重力势能的改变，即 3)弹簧弹力做功等于弹性势能的改变，即 4)除了重力和弹簧弹力之外的其他力所做的总功，等于物体机械能的改变，即 W 其他力=E.( 功能原理)二、量既不会凭空_，也不会凭空消失，它只能从一种形式_为另一种形式，或者从一个物体_到别的物体，在_的过程中，E 减=_.【答案】产生 转化 转移 转化或 2、转移 保持不变 E 增【热点难点全析】考点一性势能、电势能的改变量与对应的力做的功数值相等，清不同的力做功对应不同形式的能的改变不同的力做功 对应不同形式能的变化 定量的关系合外力的功(所有外力的功) 动能变化 合外力对物体做功等于物体动能的增量W 合力势能变化 重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加 性势能变化 弹力做正功，弹性势能减少；弹力做负功，弹性势能增加 W 弹簧弹力的功 不引起机械能变化 机械能守恒 E0除重力和弹力之外的力做的功 机械能变化除重力和弹力之外的力做多少正功，物体的机械能就增加多少；除重力和弹力之外的力做多少负功，物体的机械能就减少多少 W 除 G、弹力外 3、势能变化 电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加 W 电能变化 作用于系统的一对滑动摩擦力一定做负功，系统内能增加 QFfl 相对【例 1】如图所示，卷扬机的绳索通过定滑轮用力 F 拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移动在移动过程中，下列说法正确的是 () 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 F 对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和BF 对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和C木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力势能DF 对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和【答案】详解】木箱加速上滑的过程中，拉力 F 做正功，重 4、力和摩擦力做负功支持力不做功，由动能定理得：G Ff 、B 错误；12又因克服重力做功 于物体增加的重力势能，所以 f，故 D 正确，又由重力做功与重力势能变化的关系知 C 也正确考点二1)某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等；(2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加且减少量和增加量一定相等2.应用能量守恒定律解题的步骤(1)分清有多少形式的能 如动能、势能(包括重力势能、弹性势能、电势能 )、内能等在变化；(2)明确哪种形式的能量增加，哪种形式的能量减少，并且列出减少的能量 E 减和增加的能量 E 增的表达式；(3)列出能量守恒关系式：E 减 E 5、增【例 2】一物块放在如图所示的斜面上 ,用力 F 沿斜面向下拉物块，物块沿斜面运动了一段距离，若已知在此过程中，拉力 F 所做的功为 A，斜面对物块的作用力所做的功为 B，重力做的功为 C，空气阻力做的功为 D，其中 A、B、C、D 的绝对值分别为 100 J、30 J、100 J、20 J，则(1)物块动能的增量为多少。 (2)物块机械能的增量为多少。 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 【答案】(1)150 J (2)50 J【详解】(1)在物块下滑的过程中，拉力 F 做正功，斜面对物块有摩擦力，做负功，重力做正功，外力对物块做的功等于物块动能的增量，则 合=A+B+C+D=100 J+ 6、()+100 J+()=150 J (5 分)(2)根据功能关系，除重力之外的其他力所做的功等于物块机械能的增量，则E 机=A+B+D=100 J+()+()=50 J (5 分)考点三摩擦力做功的特点及应用类别比较 静摩擦力 滑动摩擦力能量转化的方面在静摩擦力做功的过程中，只有机械能从一个物体转移到另一个物体(静摩擦力起着传递机械能的作用)，部分机械能从一个物体转移到另一个物体2部分机械能转化为内能，此部分能量就是系统机械能的损失量不同点一对摩擦力做功方面一对静摩擦力所做功的代数和等于零一对相互作用的滑动摩擦力对物体系统所做的总功总为负值，系统损失的机械能转变成内能相同点做功方面 两种摩擦力 7、都可以对物体做正功，做负功，还可以不做功【例 3】如图所示，木块 A 放在木块 B 的左端，用恒力 F 将 A 拉至 B 的右端，第一次将 做功为 热为 二次让 B 可以在光滑地面上自由滑动，仍将A 拉到 B 右端，这次 F 做功为 热为 应有 () A2，2B1C 2，2 D1答案】A 【详解】拉力 F 做的功直接由公式 W 求得，其中 l 是物体对地的位移，所以2，滑动摩擦力做功过程中产生的内能等于系统克服摩擦力做的功，即 EQ中 d 相对表示物体之间的相对位移，在这里是 B 的长度，所以 2. 【高考零距离】【2012 年】1.(2012 四川）度系数为 k 的轻弹簧的一端固定在墙上，另 8、一端与置于水平面上的质量为 m 的物体接触（未连接） ，弹簧水平且无形变。 用水平力 F 缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了 时物体静止。 撤去 F 后，物体开始向左运动，运动的最大距离为 ，重力加速度为 g。 则撤去 F 后，物体先做匀加速运动，在做匀减速运动撤去 F 后，物体刚运动时的加速度为 /20物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为【详解】撤去 F 后，在物体离开弹簧的过程中，弹簧弹力是变力，物体先做变加速运动，离开弹簧之后做匀变速运动，故 A 错；刚开始时，由 知 B 正确；离开弹簧之后做匀减速运动，减速时间满足 3x0=，g 则 t= 60，从而 C 错；速度最大 9、时合力为零，此时弹簧弹力 F=mg=kx，x=mg/k，所以物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为 0= 正确。 正确答案：2012 江苏）14 （16 分）某缓冲装置的理想模型如图所示，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力恒为 f，轻杆向右移动不超过 l 时，装置可安全工作，一质量为 m 的小车若以速度 击弹簧，将导致轻杆向右移动 l/4，轻杆与槽间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计小车与地面的摩擦。 （1 ）若弹簧的劲度系数为 k，求轻杆开始移动时，弹簧的压缩量 x；（2 ）为这使装置安全工作，允许该小车撞击的最大速度 ）讨论在装置安全工 10、作时，该小车弹回速度 【答案】（1 ）轻杆开始移动时，弹簧的弹力 且 解得 （2 ）设轻杆移动前小车对弹簧所做的功为 W，则小车从撞击到停止的过程中，动能定理小车以 0 小车以 解（3 ）设轻杆恰好移动时，小车撞击速度为 1v， 1由解得 m v l 轻杆光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 时， v当，。 【2011 年】1.（2011 新课标全国卷蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。 假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是A. 运动员到达最低点前重力势能始终减小B. 蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加C. 蹦极过程中 11、，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D. 蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关【答案】选 A、B 、C。 【详解】运动员在下落过程中，重力做正功，重力势能减小，故 A 正确。 蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力向上，位移向下，弹性力做负功，弹性势能增加，故 B 正确。 选取运动员、地球和蹦绳为一系统，在蹦极过程中，只有重力和系统内弹力做功，这个系统的机械能守恒，故 C 正确。 重力势能改变的表达式为Ep=mgh，由于h 是绝对的与选取的重力势能参考零点无关，故 D 错。 6.（2011 安徽高考如图所示，质量 M=2滑块套在光滑的水平轨道上，质量 m=1小球通过长 L=轻质细杆与滑块 12、上的光滑轴 O 连接，小球和轻杆可在竖直平面内绕 O 轴自由转动，开始轻杆处于水平状态，现给小球一个竖直向上的初速度 0v=4 m/s，g 取 10 2m/s。 若锁定滑块，试求小球通过最高点 P 时对轻杆的作用力大小和方向。 （2 ）若解除对滑块的锁定，试求小球通过最高点时的速度大小。 在满足（2）的条件下，试求小球击中滑块右侧轨道位置点与小球起始位置点间的距离。 【答案】 （1）2N，方向竖直向上 （2） ）2m【详解】设小球能通过最高点，且此时的速度为 上升过程中，因只有重力做功，小球的机械能守恒，则2021光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 设小球到达最高点时，轻杆对小球的作用力为 F，方向向下，则小球受到的拉力和重力提供做圆周运动的向心力，有 由式，得 由牛顿第三定律知，小球对轻杆的作用力大小为 2N，方向竖直向上。 （2 ）若解除锁定，设小球通过。