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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,高三一轮总复习,物 理,1/50,必修二,第五章机械能,2/50,第四节功效关系能量守恒定律,3/50,栏目导航,1,2,4,基础知识整合,热门考点研析,考题随堂演练,3,物理模型构建,4/50,基础知识整合,5/50,能源问题是当前热门问题，传统能源,煤和石油储量有限，使用过程中也带来污染寻找新、无污染能源是人们努力方向，利用潮汐发电就是一例,关于潮汐，古人说：“潮者，据朝来也；汐者，言夕至也”我国大部分海区潮汐特点是海水在一日内有两涨两落，而且两次高潮位及低潮位大致靠近如图表示是利用潮汐单向发电示意图，左方为陆地和海湾，中间为水坝，其下有通道，涨潮时，水进入海湾，待内外水面高度相同，堵住通道,(,图,a),，潮落至最低点时开始放水带动发电机发电,(,图,b),，待内外水面高度相同，再堵住通道，直到下次涨潮到最高点，又放水发电设海湾面积为,5.010,8,m,2,，高潮与低潮间高度差为,3.0 m,，海水密度近似取,1.010,3,kg/m,3,.,求：,6/50,(1),一天内水流平均功率,(,两进两出,),；,(2),假如海水落潮后放水发电时水流做功有,20%,转化为电，则发电机组一个月,(30,天,),可提供多少,kWh,电能？,(,g,10 m/s,2,),【,思绪引导,】,1.,怎样计算水重心改变？重力势能改变？,2,怎样利用能量守恒定律求解电能产生？,7/50,【,解析,】,本题属于教材阅读材料中关于潮汐发电知识考查，关键是依据能量守恒定律得到水重力势能降低许,(1),计算高潮与低潮之间，海湾内水质量，,m,S,h,5.0,10,8,3.0,1.0,10,3,kg,1.5,10,12,kg.,(2),一天时间内水做功转化成电能：,W,电,W,20%,4.5,10,13,J,9,10,12,J,2.5,10,6,kWh,，发电机组一个月可提供电能：,W,总,30,W,电,30,2.5,10,6,kWh,7.5,10,7,kWh.,8/50,功效关系,1,功和能,(1),功是,_,量度，即做了多少功，就有多少,_,发生了转化,(2),做功过程一定伴随有,_,，而且,_,必须经过做功来实现,知识点,1,能量转化,能量,能量转化,能量转化,9/50,2,常见功效关系,(1),重力做功等于,_,降低许，即,W,G,_,；,(2),弹力做功等于,_,降低许，即,W,弹,_,；,(3),协力做功等于,_,改变量，即,W,合,_,；,(4),除了重力和弹簧弹力之外其它力做功等于机械能改变量，即,W,其它,_,；,(5),一对滑动摩擦力做功代数和等于系统内能增加量，即滑动摩擦力与相对位移乘积等于系统摩擦生热，,Q,_,E,内,重力势能,E,p,弹性势能,E,p,动能,E,k,E,机,F,f,x,10/50,能量守恒,1,内容：,能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一个形式,_,为另一个形式，或者从一个物体,_,到别物体，在转化或转移过程中，能量总量保持不变这个规律叫做能量守恒定律,2,表示式：,_,知识点,2,转化,转移,E,减,E,增,11/50,尤其提醒,对于存在摩擦力做功问题，能够用动能定理和能量守恒定律求解,.,1.,应用动能定理求解关键是，分析哪些力参加做功，做正功还是负功，不要漏功,.,2.,应用能量守恒定律求解关键是，分析哪些能量参加改变，增加还是降低，不要漏能,.,12/50,热门考点研析,13/50,1.,几个常见功效关系,(1),重力做功引发重力势能改变,重力做正功，重力势能降低，重力做负功，重力势能增加,(2),弹簧弹力做功引发弹性势能改变,弹力做正功，弹性势能降低，弹力做负功，弹性势能增加,(3),合外力做功引发动能改变,合外力做正功，动能增加，合外力做负功，动能降低,(4),除了重力、弹簧弹力以外其它力做功引发机械能改变,其它力做正功，机械能增加，其它力做负功，机械能降低,(5),一对滑动摩擦力做功引发内能改变,功效关系应用,考 点,1,14/50,2,功效关系应用中注意点,(1),和力独立性，运动独立性一样，做功一样含有独立性，分析某一力做功情况，与其它力是否存在没相关系,(2),利用功效关系解题时，应清楚重力做什么功，合外力做什么功，除重力、弹簧弹力以外力做什么功，从而判断重力势能、动能和机械能改变,15/50,例,1,16/50,【,思绪引导,】,1.,重力做功与重力势能含有何种关系？,2,哪些力做功引发动能改变？怎样求解机械能改变？,【,答案,】,C,17/50,【,总结提升,】,功是能量转化量度，重力做功造成重力势能改变；协力做功造成动能改变；除重力外其它力做功造成机械能改变；弹簧弹力做功造成弹性势能改变,18/50,(,多项选择,),(,年江苏高考,),如图所表示，轻质弹簧一端固定，另一端与一质量为,m,、套在粗糙竖直固定杆,A,处圆环相连，弹簧水平且处于原长，圆环从,A,处由静止开始下滑，经过,B,处速度最大，抵达,C,处速度为零，,AC,h,，圆环在,C,处取得一竖直向上速度,v,，恰好能回到,A,，弹簧一直在弹性程度内，重力加速度为,g,，则圆环,(,),A,下滑过程中，加速度一直减小,D,上滑经过,B,速度大于下滑经过,B,速度,针对训练,1,19/50,答案：,BD,20/50,1.,静摩擦力做功特点,(1),静摩擦力能够做正功也能够做负功，也能够不做功；,(2),静摩擦力做功过程，是机械能从一个物体转移到另一个物体过程，没有机械能向其它形式能转化；,(3),系统中，一对静摩擦力做功代数和为零，不包括到热量产生,摩擦力做功与生热,考 点,2,21/50,2,滑动摩擦力做功特点,(1),滑动摩擦力能够做正功也能够做负功，还能够不做功；,(2),一对滑动摩擦力做功过程，系统机械能一部分由一个物体转移到另一个物体，另一部分机械能转化为内能，这部分是系统机械能损失量；,(3),一对滑动摩擦力做功代数和等于系统内能增加量，等于滑动摩擦力与相对位移乘积,22/50,(1),物块运动至圆轨道下端时受到支持力,F,N,；,(2),小车被锁定时，其右端距圆轨道下端距离,x,；,(3),物块静止时，系统增加内能,Q,.,【,思绪引导,】,1.,小车被锁定前，做什么运动？,2,物块静止时，相对于小车位移是多少？怎样求解增加内能？,例,2,23/50,【,答案,】,(1)30 N,方向向上,(2)1.5 m,(3)6.5 J,24/50,【,总结提升,】,摩擦生热问题注意点,1,正确分析物体受力情况和运动情况,2,利用牛顿运动定律和运动学公式分析物体速度关系和位移关系,3,依据公式,Q,F,f,x,，求解热量产生，其中,x,为接触物体间相对位移,(,包括到往复运动时，指是旅程,),25/50,如图所表示，木块,A,放在木块,B,左端，用恒力,F,将,A,拉至,B,右端，第一次将,B,固定在地面上，,F,做功为,W,1,，生热为,Q,1,；第二次让,B,能够在光滑地面上自由滑动，仍将,A,拉到,B,右端，这次,F,做功为,W,2,，生热为,Q,2,.,则应有,(,),针对训练,2,A,W,1,W,2,，,Q,1,Q,2,B,W,1,W,2,，,Q,1,Q,2,C,W,1,W,2,，,Q,1,Q,2,D,W,1,W,2,，,Q,1,Q,2,解析：,摩擦力做功等于力乘以位移，木块从木板左端滑到右端克服摩擦力所做功,W,F,f,s,，因为木板不固定时木块位移要比固定时长，所以,W,1,W,2,.,摩擦产生热量,Q,F,f,s,相对,，两次都从木板左端滑到右端，相对位移相等，所以,Q,1,Q,2,.A,选项正确，,B,、,C,、,D,选项错误,答案：,A,26/50,功和能关系是高考重中之重，用能量观点解题是高考应试必备技巧,1,能量守恒定律应用，关键是把实际情况转化为物理模型，比如水力发电，水重力势能转化为动能，动能转化为电能，怎样确定水位改变是解题突破口,2,应用能量守恒定律解题思绪,(1),分清有多少种形式能在发生改变,(2),明确哪些能量在增加，哪些能量在降低,(3),确定能量增加量和降低许,(4),列出能量守恒关系式,能量守恒定律,考 点,3,27/50,如图所表示，一物体质量,m,2 kg,，在倾角为,37,斜面上,A,点以初速度,v,0,3 m,/s,下滑，,A,点距弹簧上端,B,距离,AB,4 m,当物体抵达,B,后将弹簧压缩到,C,点，最大压缩量,BC,0.2 m,，然后物体又被弹簧弹上去，弹到最高位置为,D,点，,D,点距,A,点,AD,3 m,挡板及弹簧质量不计，,g,取,10 m/,s,2,，,sin37,0.6,，,cos37,0.8,，求：,(,计算结果小数点后保留,2,位有效数字,),(1),物体与斜面间动摩擦因数,；,(2),弹簧最大弹性势能,E,pm,.,【,思绪引导,】,1.,物体从,A,点下滑，到弹回,D,点过程中，弹性势能是否发生改变？,2,弹簧处于什么位置时，弹性势能最大？,例,3,28/50,【,答案,】,(1)0.52,(2)24.46 J,【,总结提升,】,能量守恒定律解题注意点,1,题干中出现摩擦力做功时，机械能一定不守恒，此时应用能量守恒定律来求解,2,应用能量守恒定律解题，关键是分清哪些能量参加改变，千万不能丢掉能量,29/50,如图所表示，光滑水平面,AB,与竖直面内半圆形导轨在,B,点相切，半圆形导轨半径为,R,.,一个质量为,m,物体将弹簧压缩至,A,点后由静止释放，在弹力作用下物体取得某一向右速度后脱离弹簧，当它经过,B,点进入导轨瞬间对轨道压力为其重力,8,倍，之后向上运动恰能抵达最高点,C,，,C,、,O,、,B,三点在同一竖直线上,(,不计空气阻力,),试求：,(1),物体在,A,点时弹簧弹性势能；,(2),物体从,B,点运动至,C,点过程中产生内能,针对训练,3,30/50,31/50,物理模型构建,32/50,传送带模型,传送带模型包括到内容无非两点，一是考查物体间相对运动问题，这和前面讲过“板块”模型类似；二是考查摩擦生热，即一对滑动摩擦力做功代数和等于系统内能产生详细题型分为水平传送带和倾斜传送带两类,1,水平传送带,(1),动力学分析：物块轻放在传送带上，受到滑动摩擦力作用，做匀加速直线运动，与传送带共速后，不再受摩擦力作用，做匀速直线运动,(2),能量分析：物块受滑动摩擦力作用时摩擦生热，,Q,mg,x,.,传送带对物块做功增加了物块动能，同时产生了热量,33/50,2,倾斜传送带,(,以传送带顺时针匀速转动为例,),(1),动力学分析：物块由静止开始随传送带向上运动，受到滑动摩擦力作用，做匀加速直线运动，与传送带共速后，受到静摩擦力作用,(,tan,，,为传送带倾角,),，做匀速直线运动,(2),能量分析：物块受滑动摩擦力作用时摩擦生热，,Q,mg,x,.,传送带对物块做功增加了物块机械能，同时产生了热量,34/50,(,年天津高考,),某快递企业分拣邮件水平传输装置示意如图，皮带在电动机带动下保持,v,1 m,/s,恒定速度向右运动，现将一质量为,m,2 kg,邮件轻放在皮带上，邮件和皮带间动摩擦因数,0.5.,设皮带足够长，取,g,10 m/,s,2,，在邮件与皮带发生相对滑动过程中，求：,(1),邮件滑动时间,t,；,(2),邮件对地位移大小,x,；,(3),邮件与皮带间摩擦力对皮带做功,W,.,【,思绪引导,】,1.,依据动量定理求解邮件滑动时间,2,怎样求解摩擦力对皮带做功，力乘以位移还是力乘以相对位移？,例,4,35/50,【,解析,】,(1),设邮件放到皮带上与皮带发生相对滑动过程中受到滑动摩擦力为,F,，则,F,mg,，取向右为正方向，对邮件应用动量定理，,Ft,m,v,0,，由两式并代入数据得，,t,0.2 s.,(3),邮件与皮带发生相对滑动过程中，设皮带相对地面位移为,s,，,s,v,t,，摩擦力对皮带做功,W,Fs,，联立各式并代入数据得，,W,2 J.,【,答案,】,(1)0.2 s,(2)0.1 m,(3),2 J,36/50,针对训练,5,37/50,(1),物体,A,、,B,处于静止状态时物体,B,、,C,间距离；,(2),从物体,B,开始下落到与物体,C,碰撞过程中，电场力对物体,B,所做功,38/50,39/50,考题随堂演练,40/50,1,(,多项选择,),(,届广东省阳东广雅月考,),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,6 m,/s,，则此过程中,(,g,取,10 m/,s,2,)(,),A,升降机对物体做功,1 800 J,B,合外力对物体做功,1 800 J,C,物体重力势能增加了,6 800 J,D,物体机械能增加了,6 800 J,41/50,答案：,BD,42/50,2,(,多项选择,),(,届杭州市西湖高级中学月考,),水平地面上有两个固定、高度相同粗糙斜面甲和乙，底边长分别为,L,1,、,L,2,，且,L,1,L,2,，如图所表示两个完全相同小滑块,A,、,B,(,可视为质点,),与两个斜面间动摩擦因数相同，将小滑块,A,、,B,分别从甲、乙两个斜面顶端同时由静止开始释放，取地面所在水平面为参考平面，则,(,),A,从顶端到底端运动过程中，因为克服摩擦而产生热量一定相同,B,滑块,A,抵达底端时动能一定比滑块,B,抵达底端时动能大,C,两个滑块从顶端运动到底端过程中，重力对滑块,A,做功平均功率比滑块,B,大,D,两个滑块加速下滑过程中，抵达同一高度时，机械能可能相同,43/50,答案：,BC,44/50,3,(,多项选择,),(,届保定摸底考试,),如图所表示，水平传送带,AB,两端距离,l,3 m,，,A,端放置一个质量为,m,2 kg,物块，与传送带间动摩擦因数,0.1,，某时刻起，传送带以加速度,a,0,2 m,/s,2,匀加速开启，速度到达,v,0,2 m/,s,时转为匀速运动，则在物块从,A,端传送到,B,端过程中,(,g,10 m/s,2,，最大静摩擦因数等于动摩擦因数,)(,),A,物块取得动能为,6 J,B,物块取得动能为,4 J,C,物块与传送带摩擦生热为,4 J,D,物块与传送带摩擦生热为,2 J,45/50,答案：,BD,46/50,4,(,多项选择,),(,届九江模拟,),将一长木板静止放在光滑水平面上，如图甲所表示，一个小铅块,(,可视为质点,),以水平初速度,v,0,由木板左端向右滑动，抵达右端时恰能与木板保持相对静止现将木板分成,A,和,B,两段，使,B,长度和质量均为,A,2,倍，并紧挨着放在原水平面上，让小铅块仍以初速度,v,0,由木块,A,左端开始向右滑动，如图乙所表示若小铅块相对滑动过程中所受摩擦力一直不变，则以下相关说法正确是,(,),A,小铅块将从木板,B,右端飞离木板,B,小铅块滑到木板,B,右端前就与木板,B,保持相对静止,C,甲、乙两图所表示过程中产生热量相等,D,图甲所表示过程产生热量大于图乙所表示过程产生热量,47/50,5,(,届保定摸底考试,),如图所表示，半径为,R,光滑半圆轨道在最低点,C,与一水平轨道连接，水平轨道右端有一固定弹簧，弹簧压缩后被一触发装置,M,卡住一质量为,m,小物块，从与圆心等高,B,点由静止释放，沿圆轨道下滑至水平轨道，刚好能停在,D,点并触发,M,，装置,M,放开弹簧，把小物块弹回并恰好能经过半圆轨道最高点,A,，已知,CD,x,，重力加速度,g,，求：,(1),小物块第一次经过,C,点时对轨道压力；,(2),小物块与水平轨道间动摩擦因数；,(3),压缩弹簧弹性势能,48/50,49/50,课时强化作业二十一,50/50,
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