2020届高考物理总复习第五章机械能5.4功能关系能量守恒定律课件新人教版.pptx

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1、第4讲功能关系　能量守恒定律【秒判正误】(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。()(6)静摩擦力做功时，一定会引起能量的转化。()(7)滑动摩擦力做功时，一定会引起机械能的转化。()(8)一个物体的能量增加，必定有别的物体能量减少。()××√√考点1功能关系的理解及应用【典题突破】题型1由能量变化分析做功【典例1】(2017·全国卷Ⅲ)

2、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l。重力加速度大小为g。在此过程中，外力做的功为()【解题思维】1.题型特征：由能量变化计算力做的功。2.题型解码：(1)PM段软绳的机械能不变。(2)MQ段软绳的机械能增加。(3)由功能关系，外力做的功等于MQ段软绳的机械能的增量。【解析】选A。把Q点提到M点的过程中，PM段软绳的机械能不变，MQ段软绳的机械能的增量为ΔE=mg()mg(l)=mgl，由功能关系可知：在此过程中，外力做的功为W=mgl，故A正确，B、C、D错误。【触类旁通】一个系统

3、的机械能增大，究其原因，下列推测正确的是()A.可能是重力对系统做了功B.一定是合外力对系统做了功C.一定是系统克服合外力做了功D.可能是摩擦力对系统做了功【解析】选D。只有重力做功，系统的机械能守恒，故A错误；除重力、弹力之外的力做正功时，系统机械能增加，做负功时则减少，故B、C错误；如果摩擦力对系统做正功，则系统机械能增加，故D正确。题型2由做功分析能量变化【典例2】(2018·全国卷Ⅰ)如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R；bc是半径为R的四分之一圆弧，与ab相切于b点。一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从

4、静止开始向右运动。重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为()A.2mgRB.4mgRC.5mgRD.6mgR【解题思维】1.题型特征：由做功计算能量变化。2.题型解码：(1)由动能定理可求出小球经过c点时的速度。(2)小球经过c点后，竖直方向做匀减速直线运动，水平方向做匀加速直线运动，当竖直方向的速度减为零时，小球到达轨迹的最高点。(3)小球机械能的增量等于力F做的功。【解析】选C。设小球运动到c点的速度大小为vc，小球由a到c的过程，由动能定理得：F·3R-mgR=又F=mg，解得：=4gR。小球离开c点后，在水平方向做初速度为零的匀

5、加速直线运动，竖直方向在重力作用下做匀减速直线运动，整个过程运动轨迹如图所示，由牛顿第二定律可知，小球离开c点后水平方向和竖直方向的加速度大小均为g，则由竖直方向的运动可知，小球从离开c点到其轨迹最高点所需的时间t=小球在水平方向的位移为x=gt2，解得x=2R。小球从a点开始运动到其轨迹最高点的过程中，水平方向的位移大小为x+3R=5R，则小球机械能的增加量ΔE=F·5R=5mgR。【触类旁通】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

6、在此过程中()A.动能增加了1900JB.动能增加了2000JC.重力势能减小了1900JD.重力势能减小了2000J【解析】选C。根据动能定理得，韩晓鹏动能的变化ΔEk=WG-Wf=1900J-100J=1800J，其动能增加了1800J，故A、B错误；根据重力做功与重力势能变化的关系WG=-ΔEp，解得ΔEp=-WG=-1900J，其重力势能减小了1900J，故C正确，D错误。题型3功能关系的综合应用【典例3】(2017·全国卷Ⅰ)一质量为8.00×104kg的太空飞船从其飞行轨道返回地面。飞船在离地面高度为1.60×105m处以7.50×103m/s的速度进入

7、大气层，逐渐减慢至速度为100m/s时下落到地面。取地面为重力势能零点，在飞船下落过程中，重力加速度可视为常量，大小取为9.8m/s2。(结果保留2位有效数字)(1)分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能。(2)求飞船从离地面高度600m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功，已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%。【解题思维】1.题型特征：功能关系的综合应用。2.题型解码：(1)飞船着地前瞬间的机械能只有动能，进入大气层时的机械能为动能和重力势能的和。(2)飞船克服阻力所做的功等于飞船机械能的减少量。【解析】(1)飞船着地