高中物理5-4第4讲-功能关系-能量转化和守恒定律省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件.ppt

单击此处编辑母版文本样式,考纲自主研读,考点互动探究,高考高分技巧,随堂基础演练,活页限时训练,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。感谢,第,4,讲功效关系能量转化和守恒定律,1/52,【,思维驱动,】,(,单项选择,),升,降机底板上放一质量为,100 kg,物体，物体随升降机由静止开始竖直向上移动,5 m,时速度到达,4 m/s,，则此过程中,(,g,取,10 m/s,2,)(,),A,升降机对物体做功,5 800 J,B,合外力对物体做功,5 800 J,C,物体重力势能增加,500 J,D,物体机械能增加,800 J,功效关系,(,考纲要求,),2/52,3/52,【,知识存盘,】,1,功效关系,(1),能概念,：,一,个物体能对外,做功，这个物体就含有能量,(2),功效关系,功,是,量度，即做了多少,功就有,发生了转化,做功过程一定伴伴随,，,而且,必经过做功来实现,能量转化,多少能量,能量转化,能量转化,4/52,(3),功与对应能量改变关系,功,能量改变,合外力做正功,增加,重力做正功,降低,弹簧弹力做正功,降低,电场力做正功,降低,其它力(除重力、弹力)做正功,增加,动能,重力势能,弹性势能,电势能,机械能,5/52,2,能量守恒定律,(1),内容：,能,量既不会毁灭，也,它只会从一个形式,为其它形式，或者从一个物体,到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量总量,(2),表示式：,E,减,不会创生,转化,转移,保持不变,E,增,6/52,常见功效关系,7/52,8/52,考点一对功效关系了解,【,典例,1】,(,多项选择,),如,图,5-4-1,所表示，在抗洪救灾中，一架直升机经过绳索，用恒力,F,竖直向上拉起一个漂在水面上木箱，使其由水面开始加速上升到某一高度，若考虑空气阻力而不考虑空气浮力，则在此过程中，以下说法正确有,(,),图,5-4-1,9/52,A,力,F,所做功减去克服空气阻力所做功等于重力势能增量,B,木箱克服重力所做功等于重力势能增量,C,力,F,、重力、空气阻力三者协力所做功等于木箱动能增量,D,力,F,和空气阻力协力所做功等于木箱机械能增量,10/52,11/52,图,5-4-2,12/52,13/52,14/52,借题发挥,功效关系选取技巧,1,在,应用功效关系处理详细问题过程中，若只包括动能改变用动能定理分析,2,只包括重力势能改变用重力做功与重力势能改变关系分析,3,只包括机械能改变用除重力和弹力之外力做功与机械能改变关系分析,4,只包括电势能改变用电场力做功与电势能改变关系分析,15/52,备课札记,16/52,考点二能量转化与守恒定律应用,【,典例,2】,如,图,5-4-3,所表示在水平地面上固定一个半径为,R,半圆形轨道，其中圆弧部分光滑，水平段长为,L,，一质量为,m,小物块紧靠一根被压缩弹簧固定在水平轨道最右端，小物块与水平轨道间动摩擦因数为,，现突然释放小物块，小物块被弹出，恰好能够抵达圆弧轨道最高点,A,，取,g,10 m/s,2,，且弹簧长度忽略不计，求：,图,5-4-3,17/52,(1),小物块落点距,O,距离；,(2),小物块释放前弹簧含有弹性势能,规范解答,设小物块被弹簧弹出时速度大小为,v,1,，抵达圆弧轨道最低点时速度大小为,v,2,，抵达圆弧轨道最高点时速度大小为,v,3,18/52,19/52,20/52,21/52,【,变式跟踪,2】,如,图,5-4-4,所表示，光滑坡道顶端距水平面高度为,h,，质量为,m,小物块,A,从坡道顶端由静止滑下，进入水平面上滑道时无机械能损失，为使,A,制动，将轻弹簧一端固定在水平滑道延长线,M,处墙上，另一端恰位于坡道底端,O,点已知在,OM,段，物块,A,与水平面间动摩擦因数为,，其余各处摩擦不计，重力加速度为,g,，求：,图,5-4-4,22/52,23/52,24/52,借题发挥,1,滑动摩擦力做功特点,(1),滑,动摩擦力能够对物体做正功，也能够做负功，还能够不做功；,(2),在相互摩擦物体系统中，一对相互作用滑动摩擦力，对物体系统所做总功多少与路径相关，其值是负值，等于摩擦力与相对位移积，即,|,W,|,F,f,l,相对,，表示物体系统损失了机械能，克服了摩擦力做功，,E,损,Q,F,f,l,相对,(,摩擦生热,),；,25/52,(3),一对滑动摩擦力做功过程中能量转化和转移情况：一是相互摩擦物体经过摩擦力做功将部分机械能转移到另一个物体上；二是部分机械能转化为内能，此部分能量就是系统机械能损失量,26/52,2,利用能量守恒定律解题基本思绪,27/52,备课札记,28/52,1,处理力学问题方法选取,(1),牛,顿第二定律揭示了力瞬时效应，在研究某一物体所受力瞬时作用与物体运动关系时，优选运动学公式和牛顿第二定律,(2),动能定理反应了力对空间累积效应，对于不包括物体运动过程中加速度和时间，优选动能定理,(3),假如物体只有重力和弹簧弹力做功而又不包括物体运动过程中加速度和时间，这类问题优选取机械能守恒定律求解,.,解题技法,2,力学规律优选法,29/52,(4),在包括相对滑动问题时则优先考虑能量守恒定律，即系统动能转化为系统内能,(5),在包括摩擦力、电场力、磁场力,(,安培力,),做功时优先考虑能量守恒定律,30/52,2,“,传送带,”,模型中解题方法,传,送带模型是高中物理中比较成熟模型，普通设问角度有两个：,动力学角度，如求物体在传送带上运动时间、物体在传送带上能到达速度、物体相对传送带滑过位移，依据牛顿第二定律结合运动学规律求解,31/52,32/52,典例,(,山东德州模拟,),如,图,5-4-5,所表示，一质量为,m,2 kg,滑块从半径为,R,0.2 m,光滑四分之一圆弧轨道顶端,A,处由静止滑下，,A,点和圆弧对应圆心,O,点等高，圆弧底端,B,与水平传送带平滑相接已知传送带匀速运行速度为,v,0,4 m/s,，,B,点到传送带右端,C,点距离为,L,2 m,当滑块滑到传送带右端,C,点时，其速度恰好与传送带速度相同,(,g,10 m/s,2,),求：,图,5-4-5,33/52,34/52,35/52,36/52,【,应用,】,如,图,5-4-6,所表示，绷紧传送带与水平面夹角,30,，皮带在电动机带动下，一直保持,v,0,2 m/s,速率运行，现把一质量为,m,10 kg,工件,(,可看做质点,),轻轻放在皮带底端，经过时间,1.9 s,，工件被传送到,h,1.5 m,高处，取,g,10 m/s,2,，求：,(1),工件与传送带间动摩擦因数；,(2),电动机因为传送工件多消耗电能,图,5-4-6,37/52,38/52,39/52,一、对功效关系了解,1,(,天门模拟,)(,单项选择,),如,图,5-4-7,所表示，质量为,m,跳高运动员先后用背越式和跨越式两种跳高方式跳过某一高度，该高度比他起跳时重心高出,h,，则他从起跳后至越过横杆过程中克服重力所做功,(,),图,5-4-7,40/52,41/52,2,(,海南卷，,7)(,多项选择,),下,列关于功和机械能说法，正确是,(,),A,在有阻力作用情况下，物体重力势能降低不等于重力对物体所做功,B,协力对物体所做功等于物体动能改变量,C,物体重力势能是物体与地球之间相互作用能，其大小与势能零点选取相关,D,运动物体动能降低许一定等于其重力势能增加量,42/52,解析,物体重力势能降低一直等于重力对物体所做功，,A,项错误；运动物体动能降低许等于合外力对物体做功，,D,项错误,答案,BC,43/52,图,5-4-8,44/52,45/52,4,(,四川模拟,)(,单项选择,),如图,5,4,9,所表示，一个可视为质点质量为,m,1 kg,小球从高,H,12 m,处,A,点由静止沿光滑圆弧轨道,AB,滑下，进入半径为,r,4 m,竖直圆环，圆环,图,5,4,9,轨道动摩擦因数处处相同，当抵达圆环顶点,C,时，小球对轨道压力恰好为零，小球继续沿,CFB,滑下，进入光滑轨道,BD,，且抵达高度为,hD,点速度为零，则,h,值可能为,(,g,10 m/s,2,)(,),A,8 m B,9 m C,10 m D,11 m,46/52,答案,B,47/52,5,如图,5-4-10,所表示，一水平方向传送带以恒定速度,v,2 m/s,沿顺时针方向匀速转动，传送带右端固定着一光滑四分之一圆弧面轨道，并与弧面下端相切一质量为,m,1 kg,物体自圆弧面轨道最高点由静止滑下，圆弧面轨道半径,R,0.45 m,，物体与传送带之间动摩擦因数为,0.2,，不计物体滑过曲面与传送带交接处时能量损失，传送带足够长，,g,10 m/s,2,.,求：,48/52,(1),物体第一次从滑上传送带到离开传送带所经历时间；,(2),物体第一次从滑上传送带到离开传送带过程中，传送带对物体做功及因为摩擦产生热量,图,5-4-10,49/52,50/52,51/52,见,Word,版活页训练,52/52,