2025届高三物理一轮复习专题突破九功能关系能量守恒定律(37张PPT).pptxVIP

;专题突破九功能关系能量守恒定律;1.熟练掌握几种常见的功能关系,并能解答实际问题。2.掌握摩擦力做功与能量转化的关系。3.会用能量守恒的观点解决实际问题。;1.对功能关系的理解。

(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,一是体现在不同的力做功,对应不同形式的能量转化,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.力学中常见的功能关系。;?;?;考向2功能关系与图像的综合应用

【典例2】(多选)(2020·全国卷Ⅰ)一物块在高3.0m、长5.0m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑,其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示,重力加速度取10m/s2。则()

A.物块下滑过程中机械能不守恒

B.物块与斜面间的动摩擦因数为0.5

C.物块下滑时加速度的大小为6.0m/s2

D.当物块下滑2.0m时机械能损失了12J;解析下滑5m的过程中,重力势能减少30J,动能增加10J,减小的重力势能并不等于增加的动能,所以机械能不守恒,A项正确;斜面高3m、长5m,则斜面倾角为θ=37°。令斜面底端为零势面,则物块在斜面顶端时的重力势能mgh=30J,可得质量m=1kg,下滑5m过程中,由功能原理,机械能的减少量等于克服摩擦力做的功μmgcosθ·s=20J,求得μ=0.5,B项正确;由牛顿第二定律mgsinθ-μmgcosθ=ma,求得a=2m/s2,C项错误;物块下滑2.0m时,重力势能减少12J,动能增加4J,所以机械能损失了8J,D项错误。

;1.两种摩擦力的做功情况比较。;相

同

点;2.相对滑动物体的能量问题的解题流程。;考向1传送带模型中的功能关系

【典例3】如图甲,倾角为37°的传送带顺时针匀速运行,在传送带上某位置轻放一质量为m=1kg的小木块,木块的速度v随时间t变化的图像如图乙所示。取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:

(1)木块与传送带间的动摩擦因数μ;

(2)0~2.0s时间内,传送带对木块做的功;

(3)传送木块过程中摩擦产生的热量Q。;?;(2)由题图乙知,0~1.0s内物块与传送带有相对运动,

摩擦力为Ff1=μmgcos37°=7N,

1~2.0s内,物块与传送带相对静止,

则摩擦力为Ff2=mgsin37°=6N,

则0~2.0s时间内,传送带对木块做的功为

W=Ff1x1+Ff2x2,

由题图乙可得x1=0.5m,x2=1m,

解得W=9.5J。

;(3)由题意可知,0~1.0s过程中,物块与传送带之间有相对运动,

产生热量为Q=Ff1Δx,

其中Δx=x带-x1=0.5m,

解得Q=3.5J。;摩擦生热公式Q=F·x相对中x相对的理解

(1)没有往复滑动的物体间,x相对等于相对位移大小。

(2)有往复滑动的物体间,x相对等于相对路程。;考向2滑块-木板模型中的功能关系

【典例4】如图所示,光滑水平面上有一木板,质量M=1.0kg,长度L=1.0m。在木板的最左端有一个小铁块(可视为质点),质量m=1.0kg。小铁块和木板之间的动摩擦因数μ=0.30。开始时它们都处于静止状态,某时刻起对木板施加一个水平向左的拉力F将木板抽出,若F=8N,g取10m/s2。求:

(1)抽出木板的过程中摩擦力分别对木板和铁块做的功;

(2)抽出木板的过程中由于摩擦产生的内能Q。;?;?;【易错警示】

(1)求摩擦力对铁块做功时用铁块对地的位移。

(2)求摩擦力对木板做功时用木板对地的位移。

(3)求摩擦生热时用相对位移或相对路程。;考向1能量守恒定律的理解和应用

1.对能量守恒定律的两点理解。

(1)某种形式的能量减少,一定存在其他形式的能量增加,且减少量和增加量一定相等。

(2)某个物体的能量减少,一定存在其他物体的能量增加,且减少量和增加量一定相等。

;2.能量转化问题的解题思路。

(1)当涉及摩擦力做功,机械能不守恒时,一般应用能量的转化和守恒定律。

(2)解题时,首先确定初、末状态,然后分析状态变化过程中哪些形式的能量减少,哪些形式的能量增加,求出减少的能量总和ΔE减与增加的能量总和ΔE增,最后由ΔE减=ΔE增列式求解。;?;解析弹簧被压缩到最短时,小物块A、B的速度刚好为0,从开始运动到弹簧压缩到最短的过程中,设运动距离为L,根据能量守恒定律得(m+M)gLsin30°-μ(m+M)gcos30°·L=Ep;弹簧将物块B弹出,B刚好又能滑到斜面顶端的过程中,由能量守恒定律得Ep=MgLsin30°+μMg