一轮复习学案功能关系能量守恒定律

1高三物理功能关系、能量守恒定律学案知识归纳：一、功能关系1.功：功是的量度。做功的过程就是的过程。做了多少功,就有多少能量发生转化。二、能量转化与守恒定律1：内容：能量既不会凭空消失,也不会凭空产生。它只能从一种形式为其他形式,或者从一个物体到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量2.应用定律解题的步骤(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)、内能等发生变化.(2)明确哪种形式的能量增加，哪种形式的能量减少(3)列出能量守恒关系式：ΔE减=ΔE增.三、力学中六种常见的功能关系(1)合力所做的功对应的变化,表达式:(2)重力所做的功对应的变化,表达式:若重力做功,重力势能减少;若重力做功,重力势能增加。重力做功的大小等于重力势能增量的负值(3)弹力所做的功对应的变化,表达式:,若弹力做正功,弹性势能;弹力做负功,弹性势能。表达式:(4)除系统内的重力和弹簧的弹力外,其他力做的总功对应的变化,表达式:其他力做的总功为正功,机械能;若为负功,机械能;若其他力不做功,机械能守恒。（5）电场力做功对应的变化,表达式:（6）安培力对应的变化,表达式:（7）、滑动摩擦力做功对应的变化,表达式:课前热身：1.行驶中的汽车制动后滑行一段距离最后停下;流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰;降落伞在空中匀速下降。上述不同现象中所包含的相同的物理过程是()。A.物体克服阻力做功B.物体的动能转化为其他形式的能量C.物体的势能转化为其他形式的能量D.物体的机械能转化为其他形式的能量2.如右图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下2加速上升的一段时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于()A．棒的机械能增加量B．棒的动能增加量C．棒的重力势能增加量D．电阻R上放出的热量3.一质量为m的物体以某一速度冲上一个倾角为37°的斜面，其运动的加速度的大小为0.9g.这个物体沿斜面上升的最大高度为H，则在这个过程中()A.物体的重力势能增加了0.9mgHB.物体的重力势能增加了mgHC.物体的动能损失了0.5mgHD.物体的机械能损失了0.5mgH4.滑块静止于光滑水平面上，与之相连的轻质弹簧处于自然伸直状态，现用恒定的水平外力F作用于弹簧右端，在向右移动一段距离的过程中拉力F做了10J的功.在上述过程中()A.弹簧的弹性势能增加了10JB.滑块的动能增加了10JC.滑块和弹簧组成的系统机械能增加了10JD.滑块和弹簧组成的系统机械能守恒5.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在水平线上，其距离d=0.5m.盆边缘的高度为h=0.30m.在A处放一个质量为m的小物块并让其由静止出发下滑.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，最后停下来，则停下的位置到B的距离为()A.0.50mB.0.25mC.0.10mD.06.如图所示，质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对静止这一过程中，下列说法正确的是()A.电动机做的功为21mv2B.摩擦力对物体做的功为mv2C.传送带克服摩擦力做的功为21mv2D.电动机增加的功率为μmgv7、如右图所示，质量为m的小铁块A以水平速度v0冲上质量为M、长为l、置于光滑水平面C上的木板B，正好不从木板上掉下．已知A、B间的动摩擦因数为μ，此时长木板对地位移为x，求这一过程中：(1)木板增加的动能；(2)小铁块减少的动能；(3)系统机械能的减少量；(4)系统产生的热量．3命题研究一、功能关系的应用【例1】如图所示,倾角θ=30°的粗糙斜面固定在地面上,长为l、质量为m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上,其上端与斜面顶端齐平。用细线将物块与软绳连接,物块由静止释放后向下运动,直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面)。在此过程中()。A.物块的机械能逐渐增加B.软绳重力势能共减少了 1/4mglC.物块重力势能的减少等于软绳摩擦力所做的功D.软绳重力势能的减少小于其动能增加与克服摩擦力所做功之和【例2】如右图所示，在绝缘的斜面上方，存在着匀强电场，电场方向平行于斜面向上，斜面上的带电金属块在平行于斜面的力F作用下沿斜面移动．已知金属块在移动的过程中，力F做功32J，金属块克服电场力做功8J，金属块克服摩擦力做功16J，重力势能增加18J，则在此过程中金属块的()A．动能减少10JB．电势能增加24JC．机械能减少24JD．内能增加16J命题研究二、相互作用的物体间的功、内能的计算【例3】如图所示，AB为半径R＝0.8m的1/4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，车长足够长．现有一质量m＝1kg的小滑块，由轨道顶端无初速释放，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，当车运行了1.5s时，车被地面装置锁定．(g＝10m/s2)试求：(1)滑块到达B端时，它对轨道的压力FN；(2)车被锁定时，车右端距轨道B端的距离s.4命题研究三、能量守恒定律的应用【例4】如图1所示，一物体质量m=2kg，从倾角θ=37°的斜面上的A点以初速度v0=3m／s下滑，A点距弹簧上的挡板位置B的距离AB=4m，当物体到达B后，将弹簧压缩到C点，最大压缩量BC=0.2m，然后物体又被弹簧弹上去，弹到最高位置D点，D点距A点为AD=3m，求（1）物体跟斜面间的动摩擦因数．（2）弹簧最大的弹性势能。(g=10m／s2，弹簧及挡板质量不计)命题研究四、传送带上功能关系【例5】如图所示，绷紧的传送带与水平面的夹角θ=30°，皮带在电动机的带动下，始终保持v0=2m/s的速率运行，现把一质量为m=10kg的工件(可看做质点)轻轻放在皮带的底端，经过时间1.9s，工件被传送到h=1.5m的高处，取g=10m/s2，求：(1)工件与传送带间的动摩擦因数；(2)电动机由于传送工件多消耗的电能.5课后随堂演练1.如图所示，在一个盛水的杯子里有一木块.开始时木块被一根细绳拴住而完全没入水中，整个装置与外界绝热，断开细绳，则木块将浮到水面上，最后达到平衡，在这一过程中，水、杯子和木块组成的系统()A.内能增大B.内能减小C.内能不变D.条件不足，无法判断2、如图所示，卷扬机的绳索通过定滑轮用力F拉位于粗糙面上的木箱，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（）A．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B．F与摩擦力的合力对木箱做的功等于木箱克服重力所做的功之和C．木箱克服重力所做的功等于木箱增加的重力势能D．F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3.2010年广州亚运会上，刘翔重归赛场，以打破亚运记录的方式夺得110米跨栏的冠军.他采用蹲踞式起跑，在发令枪响后，左脚迅速蹬离起跑器，在向前加速的同时提升身体重心.如图所示，假设质量为m的运动员，在起跑时前进的距离x内，重心升高量为h，获得的速度为v,阻力做功为W阻，则在此过程中()A.运动员的机械能增加了21mv2B.运动员的机械能增加了21mvmgh2C.运动员的重力做功为W重=mghD.运动员自身做功21WmvmghW2人阻4、第十三届田径锦标赛于2011年8月在韩国大邱举行.在撑杆跳比赛中,波兰选手沃伊切霍夫斯基以5.90m的高度夺金,如果把撑杆跳全过程分成四个阶段:a—b、b—c、c—d、d—e，如图所示，则对这四个阶段的下列描述正确的有()A.a—b为加速助跑阶段，人和杆的机械能在增加B.b—c为杆弯曲人上升阶段，系统动能减少，重力势能和6弹性势能在增加C.c—d为杆伸直人上升阶段，人的动能转化为重力势能D.d—e为人过横杆后的下落阶段，重力所做的功等于人机械能的增加量4、如图所示，质量为m的可看成质点的物块置于粗糙水平面上的M点，水平面的右端与固定的斜面平滑连接，物块与水平面及斜面之间的动摩擦因数处处相同.物块与弹簧未连接，开始时物块挤压弹簧使弹簧处于压缩状态.现从M点由静止释放物块，物块运动到N点时恰好静止,弹簧原长小于MM.若物块从M点运动到N点的过程中，物块与接触面之间由于摩擦所产生的热量为Q，物块、弹簧与地球组成系统的机械能为E，物块通过的路程为s.不计转折处的能量损失，下列图象所描述的关系中可能正确的是()6.(2012·秦皇岛模拟)如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，弹簧处于原长h.让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零.则在圆环下滑过程中()A.圆环机械能守恒B.弹簧的弹性势能先增大后减小C.弹簧的弹性势能变化了mghD.弹簧的弹性势能最大时圆环动能最大7.光滑水平地面上叠放着两个物体A和B，如图所示.水平拉力F作用在物体B上，使A、B两物体从静止出发一起运动.经过时间t，撤去拉力F，再经过时间t，物体A、B的动能分别设为EA和EB，在运动过程中A、B始终保持相对静止.以下有几个说法:其中正确的是()A.EA+EB等于拉力F做的功7B.EA+EB小于拉力F做的功C.EA等于撤去拉力F前摩擦力对物体A做的功D.EA大于撤去拉力F前摩擦力对物体A做的功8.(2012·长春模拟)如图所示，在光滑四分之一圆弧轨道的顶端a点，质量为m的物块(可视为质点)由静止开始下滑，经圆弧最低点b滑上粗糙水平面，圆弧轨道在b点与水平轨道平滑相接，物块最终滑至c点停止.若圆弧轨道半径为R,物块与水平面间的动摩擦因数为μ,下列说法正确的是()A.物块滑到b点时的速度为gRB.物块滑到b点时对b点的压力是3mgC.c点与b点的距离为RD.整个过程中物块机械能损失了mgR9.将三个不同的斜面如图所示放置，其中斜面1与2底边相同，斜面2和3高度相同，同一物体与三个斜面间的动摩擦因数均相同，在物体分别沿三个斜面从顶端由静止下滑到底端的过程中，下列说法正确的是()A.三种情况下物体损失的机械能ΔE3ΔE2ΔE1B.三种情况下摩擦产生的热量Q1=Q2Q3C.到达底端的速度v1v2=v3D.到达底端的速度v1v2v310、如图所示,有一个可视为质点的质量为m=1kg的小物块,从光滑平台上的A点以v0=2m/s的初速度水平抛出,到达C点时,恰好沿C点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道,最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量为M=3kg的长木板,已知木板上表面与圆弧轨道末端的切线相平,木板下表面与水平地面之间光滑,小物块与长木板间的动磨擦因数μ=0.3,圆弧轨道的半径为R=0.4m,C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角θ=60°,不计空气阻力,g取10m/s2,求:(1)小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力;8(2)要使小物块不滑出长木板,木板的长度L至少多大?11如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点．D点位于水桌面最右端，水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径R=0.8m的圆环剪去了左上角135°的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离为R，P点到桌面右侧边缘的水平距离为2R．用质量m1=0.4kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点．用同种材料、质量为m2=0.2kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块过B点后其位移与时间的关系为x=6t－2t2，物块从D点飞离桌面后恰好由P点沿切线落入圆轨道．g=10m/s2，求：（1）BD间的水平距离．（2）判断m2能否沿圆轨道到达M点．（3）m2释放后在桌面上运动的过程中克服摩擦力做的功．