2018年高考物理 专题5.4 功能关系 能量守恒定律热点题型和提分秘籍

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1、专题5.4功能关系能量守恒定律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。热点题型一功能关系的理解和应用例1、【2017·新课标Ⅲ卷】如图，一质量为m，长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂。用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端P相距。重力加速度大小为g。在此过程中，外力做的功为A．B．C．D．【答案】A【变式探究】质量为m的物体由静止开始下落，由于空气阻力影响，物体下落的加速度为g，在物体下落高度为h的过程中，下列说法正确的是(　　)A．物体的动能增加了mghB

2、．物体的机械能减少了mghC．物体克服阻力所做的功为mghD．物体的重力势能减少了mgh解析：由牛顿第二定律有mg－f＝ma，由a＝g得f＝mg，利用动能定理有W＝Fh＝mgh＝ΔEk，选项A正确；判断机械能的变化要看除重力外其他力的做功情况，－fh＝－mgh＝ΔE，说明阻力做负功，机械能减少mgh，选项B错误；物体克服阻力做功应为mgh，选项C错误；高度下降了h，则重力势能减少了mgh，选项D错误。答案：A【提分秘籍】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，一是体现到不同的力做

3、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只有重力、弹簧弹力做功不引起机械能变化机械能守恒ΔE＝0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

4、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一定做负功，系统内能增加(2)Q＝Ff·L相对【举一反三】(多选)如图，一固定斜面倾角为30°，一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度，沿斜面向上做匀减速运动，加速度的大小等于重力加速度的大小g。若物块上升的最大高度为H，则此过程中，物块的(　　)A．动能损失了2mgHB．动能损失了mgHC．机械能损失了mgHD．机械能损失了mgH答案：AC热点题型二摩擦力做功的特点及应用例2、如图所示，AB为半径R＝0.8m的光滑圆弧轨道，下端B恰与小车右端平滑对接。小车质量M＝3kg，车长L

5、＝2.06m，车上表面距地面的高度h＝0.2m，现有一质量m＝1kg的滑块，由轨道顶端无初速度释放，滑到B端后冲上小车。已知地面光滑，滑块与小车上表面间的动摩擦因数μ＝0.3，当车运动了t0＝1.5s时，车被地面装置锁定(g＝10m/s2)。试求：(1)滑块到达B端时，轨道对它支持力的大小；(2)车被锁定时，车右端距轨道B端的距离；(3)从车开始运动到被锁定的过程中，滑块与车面间由于摩擦而产生的内能大小。解析：(1)由机械能守恒定律和牛顿第二定律得mgR＝mv，NB－mg＝m则NB＝30N。(3)Q＝μmgL相对＝μmg(t1－t1)解得Q＝6J答案：(1)30N　(2)1m　(3)6

6、J【方法技巧】求解相对滑动物体的能量问题的方法(1)正确分析物体的运动过程，做好受力分析。(2)利用运动学公式，结合牛顿第二定律分析物体的速度关系及位移关系。(3)公式Q＝Ff·L相对中L相对为两接触物体间的相对位移，若物体在传送带上做往复运动时，则L相对为总的相对路程。【提分秘籍】1．静摩擦力做功时，只有机械能的相互转移，不会转化为内能。2．滑动摩擦力做功的特点(1)相互间存在滑动摩擦力的系统内，一对滑动摩擦力做功将产生两种可能效果：①机械能全部转化为内能；②有一部分机械能在相互摩擦的物体间转移，另外一部分转化为内能。(2)摩擦生热的计算：Q＝FfL相对。其中L相对为相互摩擦的两个物

7、体间的相对路程。从功的角度看，一对滑动摩擦力对系统做的功等于系统内能的增加量；从能量的角度看，其他形式能量的减少量等于系统内能的增加量。【举一反三】如图所示，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为水平的，其距离d＝0.50m。盆边缘的高度为h＝0.30m。在A处放入一个质量为m的小物块并让其从静止出发下滑。已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为μ＝0.10。小物块在盆内来回滑动，