2018高考物理大一轮复习第五单元机械能4功能关系和能量守恒定律课件

三、考点鸟瞰
考点鸟瞰 考点一：功能关系的应用 考点二：摩擦力做功与能量的关系 考点三：能量守恒定律的应用 考点四：传送带模型中的功能问题 高考热度 ★★★★★ ★★★★★ ★★★★★ ★★★★
考 点 讲 练
考点一
功能关系的应用
功是能量转化的量度，不同的力做功，对应不同形式的能量 转化，功和能量转化具有一一对应关系，常见的功能关系如下： 1．合外力做功等于动能的增加量． 2．重力做功等于重力势能的减少量． 3．弹力做功等于弹性势能的减少量．
5．4 功能关系和能量守恒定律
知 识 清 单
一、功能关系 功是能量转化的量度． 能量的转化通过做功来实现．
二、能量守恒定律 内容：能量既不会消灭，也不会创生，只会从一种形式 转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化 和转移的过程中，能量的总量保持不变． 表达式：Δ E 增＝Δ E 减．
4．除重力和系统内弹力外，其他力做的功等于机械能的增 加量． 5．相互作用的一对滑动摩擦力的总功，等于摩擦产生的热 量． 6．电场力做的功等于电势能的减少量． 7．克服安培力做的功等于产生的电能．
如图所示，竖直向上的匀强电场中，一竖直绝缘轻弹簧 的下端固定在地面上，上端连接一带正电小球，小球静止时位于 N 点，弹簧恰好处于原长状态．保持小球的带电量不变，现将小 球提高到 M 点由静止释放． 则释放后小球从 M 运动到 N 过程中 ( )
A．小球的机械能与弹簧的弹性势能之和保持不变 B．小球重力势能的减少量等于小球电势能的增加 C．弹簧弹性势能的减少量等于小球动能的增加量 D．小球动能的增加量等于电场力和重力做功的代数和
【答案】
BC
【解析】 由于有电场做功，小球的机械能不守恒，小球的 机械能与弹簧的弹性势能之和是改变的，A 项错误．由题意，小 球受到的电场力等于重力．在小球运动的过程中，克服电场力做 功等于重力做功，小球重力势能的减少量等于小球电势能的增 加，B 项正确；根据动能定理，有重力、弹簧弹力和电场力做功， 由于电场力做功和重力做功抵消， 所以弹力做功等于动能的增加 量， 即弹簧弹性势能的减少量等于小球动能的增加量． 故 C 项正 确．D 项错误．
【答案】
A
【解析】 根据机械能的变化量等于除了重力以外的其他力 做的功，所以阻力做功 Wf＝－3 J，在物体上升到某一位置的过 程中根据动能定理有，－mgh＋Wf＝ΔEk，解得 h＝2.5 m，又 6 Wf＝－fh 解得 f＝ N，上升过程中有 mg＋f＝ma，解得 a＝12 5 m/s2，下落过程中有 mg－f＝ma′，解得 a′＝8 m/s2，A 项正 1 2 确，B 项错．初动能 Ek0＝ mv ＝120 J，当上升到某一位置动能 2 变化量为ΔEk＝－18 J，ΔEk＝Ek1－Ek0，解得：Ek1＝102 J，
【答案】
BC
【解析】 物体下落的高度 h＝ssinθ＝1 m， 根据动能定理， 1 2 有 W 合＝ mv －0＝1 J，选项 B 正确；摩擦力对物体做功 Wf＝ 2 －fs＝－μmgcosθ·s＝－20 J，物体克服摩擦力做功 20 J，选项 C 正确；重力做功 WG＝mgh＝20 J，物体重力势能减少 20 J， 1 2 选项 D 错误；根据动能定理，有 WF＋Wf＋WG＝ mv －0，解得 2 人对物体做功 WF＝1 J，选项 A 错误．
在倾角为 30°的斜面上，某人用平行于斜面的力把原 来静止于斜面上的质量为 2 kg 的物体沿斜面向下推了 2 m 的距 离，并使物体获得 1 m/s 的速度，已知物体与斜面间的动摩擦因 数为 3 ，g 取 10 m/s2，则在这个过程中( 3 )
A．人对物体做功 21 J B．合外力对物体做功 1 J C．物体克服摩擦力做功 20 J D．物体重力势能减少 40 J
考点二
摩擦力做功与能量的关系
两种摩擦力做功的比较
比较 做功的正负 一对摩擦力做功的代数 和 摩擦产生的热量 静摩擦力 可以做正功、负功 或不做功 零 不产生的热量 滑动摩擦力 可以做正功、负功或不做功 摩擦力与两个物体相对路程 的乘积 WFf＝－Ff·L 相对 Q＝WFf＝Ff·L 相对
如图所示在光滑的水平面上，有一质量为 M 的长木板 以一定的初速度向右匀速运动，将质量为 m 的小铁块无初速地 轻放到长木板右端，小铁块与长木板间的动摩擦因数为 μ，当小 铁块在长木板上相对长木板滑动 L 时，与长木板保持相对静止， 此时长木板对地的位移为 x，在这个过程中，下面说法正确的是 ( )
一质量为 0.6 kg 的物体以 20 m/s 的初速度竖直上抛， 当物体上升到某一位置时，其动能减少了 18 J，机械能减少了 3 1 2 J．已知物体的初动能 Ek0＝ mv ＝120 J，整个运动过程中物体 2 所受阻力大小不变，重力加速度 g＝10 m/s2，则下列说法正确的 是( ) A．物体向上运动时加速度大小为 12 m/s2 B．物体向下运动时加速度大小为 9 m/s2 C．物体返回抛出点时的动能为 40 J D．物体返回抛出点时的动能为 114 J
A．小铁块增加的动能 μmg(x＋L) B．长木板减少的动能 μmgx C．摩擦产生的热量 μmg(x－L) D．系统机械能的减少量为 μmgL
【答案】
BD
【解析】 对小铁块， 摩擦力做正功， 根据动能定理有 μmg(x 1 2 －L)＝ mv －0，其中(x－L)为小铁块相对地面的位移，小铁块 2 增加的动能ΔEkm＝μmg(x－L)，A 项错．对长木板，摩擦力做负 功，根据动能定理，长木板减少的动能ΔEkM ＝ μmgx ，B能
18 102 再上升到最高点时机械能减少量为ΔE，则 ＝ ，解得ΔE＝ 3 ΔE 17 J，所以在上升、下落全过程中机械能的减少量为 40 J，这个 过程中利用动能定理有－40＝Ek－Ek0，得返回抛出点时的动能 Ek＝80 J，所以 C、D 两项均错．
…注意事项… (1)求能量的变化，可以求相应的力做功；而求某个力做功， 又可以求相应能量的变化． (2)涉及到势能时，相应的力做的功等于势能的减少量． (3)要区分是求某个力做的功，还是求物体克服某个力做的 功．