物理重点知识课件及解析-(54).ppt

1、专题突破功能关系能量守恒定律专题突破功能关系能量守恒定律突破一功能关系的理解和应用突破一功能关系的理解和应用(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。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，对应不同形式的能转化，具有一一对应关系，二是力做功，对应不同形式的能转化，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。做功的多少与能量转化的多少在数值上相等。1.对功能关系的理解对功能关系的理解2.几种

2、常见的功能关系及其表达式几种常见的功能关系及其表达式各种力做各种力做功功对应能的变对应能的变化化定量的关系定量的关系合力做功合力做功动能变化动能变化合力对物体做功等于物体动能的增合力对物体做功等于物体动能的增量量W合合Ek2Ek1重力做功重力做功重力势能变重力势能变化化重力做正功，重力势能减少，重力重力做正功，重力势能减少，重力做负功，重力势能增加，且做负功，重力势能增加，且WGEpEp1Ep2弹簧弹力弹簧弹力做功做功弹性势能变弹性势能变化化弹力做正功，弹性势能减少，弹力弹力做正功，弹性势能减少，弹力做负功，弹性势能增加，且做负功，弹性势能增加，且W弹弹EpEp1Ep2答案答案ABA.只有重力

3、做功只有重力做功B.重力势能的减小量大于重力做的功重力势能的减小量大于重力做的功C.重力势能的减小量等于动能的增加量重力势能的减小量等于动能的增加量D.动能的增加量等于合力做的功动能的增加量等于合力做的功解析解析由功能关系知，重力做功对应重力势能的变化，合外由功能关系知，重力做功对应重力势能的变化，合外力做功对应物体动能的变化，选项力做功对应物体动能的变化，选项D正确。正确。答案答案D1.如图如图2所示，某滑翔爱好者利用无动力滑翔所示，某滑翔爱好者利用无动力滑翔伞在高山顶助跑起飞，在空中完成长距离伞在高山顶助跑起飞，在空中完成长距离滑翔后安全到达山脚下。他在空中滑翔的滑翔后安全到达山脚下。他在

4、空中滑翔的过程中过程中()A.动能增加了动能增加了1 900 JB.动能增加了动能增加了2 000 JC.重力势能减小了重力势能减小了1 900 J D.重力势能减小了重力势能减小了2 000 J解析解析由题可得：重力做功由题可得：重力做功WG1 900 J，则重力势能减少，则重力势能减少1 900 J，故选项，故选项C正确，正确，D错误；由动能定理得，错误；由动能定理得，WGWfEk，克服阻力做功，克服阻力做功Wf100 J，则动能增加，则动能增加1 800 J，故选项，故选项A、B错误。错误。答案答案C2.韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目

5、夺冠的运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区助滑区”保持同一姿态下保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功滑了一段距离，重力对他做功1 900 J，他克服阻力做功，他克服阻力做功100 J。韩晓鹏在此过程中韩晓鹏在此过程中()A.所受合外力始终为零所受合外力始终为零 B.所受摩擦所受摩擦力大小不变力大小不变C.合外力做功一定为零合外力做功一定为零 D.机械能始机械能始终保持不变终保持不变解析解析运动员做匀速圆周运动，所受合外力指向圆心，运动员做匀速圆周运动，所受合外力指向圆心，A项项错误；由动能定理可知，合外力做功一定为零，错误；由动能定理可知，合外力做

6、功一定为零，C项正确；项正确；由运动员沿由运动员沿AB下滑过程中做匀速圆周运动，知运动员所受沿下滑过程中做匀速圆周运动，知运动员所受沿圆弧切线方向的合力为零，即摩擦力等于运动员的重力沿圆圆弧切线方向的合力为零，即摩擦力等于运动员的重力沿圆弧切线方向的分力，逐渐变小，弧切线方向的分力，逐渐变小，B项错误；运动员动能不变，项错误；运动员动能不变，重力势能减少，所以机械能减少，重力势能减少，所以机械能减少，D项错误。项错误。答案答案C3.(2018天津理综，天津理综，2)滑雪运动深受人民群众喜爱。滑雪运动深受人民群众喜爱。某滑雪运动员某滑雪运动员(可视为质点可视为质点)由坡道进入竖直面内由坡道进入竖

7、直面内的圆弧形滑道的圆弧形滑道AB，从滑道的，从滑道的A点滑行到最低点点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿变，则运动员沿AB下滑过程中下滑过程中()突破二摩擦力做功与能量的转突破二摩擦力做功与能量的转化化1.两种摩擦力的做功情况比较两种摩擦力的做功情况比较类别类别比较比较静摩擦力静摩擦力滑动摩擦力滑动摩擦力不同不同点点能量的能量的转化方转化方面面只有能量的转只有能量的转移，而没有能移，而没有能量的转化量的转化既有能量的转移，又既有能量的转移，又有能量的转化有能量的转化一对摩一对摩擦力的擦力的总功方总功方面面一对静摩擦

8、力一对静摩擦力所做功的代数所做功的代数和等于零和等于零一对滑动摩擦力所做一对滑动摩擦力所做功的代数和不为零，功的代数和不为零，总功总功Wfs相对相对，即相，即相对滑动时产生的热量对滑动时产生的热量2.相对滑动物体能量问题的解题流程相对滑动物体能量问题的解题流程A.小物块到达小车最右端时具有的动能为小物块到达小车最右端时具有的动能为(Ff)(Ls)B.小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为fsC.小物块克服摩擦力所做的功为小物块克服摩擦力所做的功为f(Ls)D.小物块和小车增加的机械能为小物块和小车增加的机械能为Fs【例【例2】(多选多选)如图如图4所示

9、，质量为所示，质量为M、长度、长度为为L的小车静止在光滑水平面上，质量为的小车静止在光滑水平面上，质量为m的的小物块小物块(可视为质点可视为质点)放在小车的最左端。现放在小车的最左端。现用一水平恒力用一水平恒力F作用在小物块上，使小物块作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的摩擦力为车之间的摩擦力为f，小物块滑到小车的最右，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为端时，小车运动的距离为s。此过程中，以下。此过程中，以下结论正确的是结论正确的是()解析解析由动能定理可得，小物块到达小车最右端时的动能由动能定理可得，小物块到达小

10、车最右端时的动能Ek物物W合合(Ff)(Ls)，A正确；小物块到达小车最右端时，小正确；小物块到达小车最右端时，小车的动能车的动能Ek车车fs，B正确；小物块克服摩擦力所做的功正确；小物块克服摩擦力所做的功Wff(Ls)，C正确；小物块和小车增加的机械能为正确；小物块和小车增加的机械能为F(Ls)fL，D错误。错误。答案答案ABC图图5A.加速度先减小后增大加速度先减小后增大B.经过经过O点时的速度最大点时的速度最大C.所受弹簧弹力始终做正功所受弹簧弹力始终做正功D.所受弹簧弹力做的功等所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功于克服摩擦力做的功1.(多选多选)(2018江苏单科，江苏单科，7)如

11、图如图5所示，轻质弹簧一端固定，另所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，一端连接一小物块，O点为弹簧在原长时物块的位置。物块由点为弹簧在原长时物块的位置。物块由A点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达B点。在从点。在从A到到B的过程中，物块的过程中，物块()解析解析对物块受力分析，当弹簧处于压缩状态时，由牛顿第对物块受力分析，当弹簧处于压缩状态时，由牛顿第二定律可得二定律可得kxfma，x减小，减小，a减小，当减小，当a0时，物块速度时，物块速度最大，此时，物块在最大，此时，物块在O点左侧，选项点左侧，选项B错误；从加速度

12、错误；从加速度a0处处到到O点过程，由牛顿第二定律得点过程，由牛顿第二定律得fkxma，x减小，减小，a增大，增大，当弹簧处于伸长状态时，由牛顿第二定律可得当弹簧处于伸长状态时，由牛顿第二定律可得kxfma，x增大，增大，a继续增大，可知物块的加速度先减小后增大，选项继续增大，可知物块的加速度先减小后增大，选项A正确；物块所受弹簧的弹力对物块先做正功，后做负功，选正确；物块所受弹簧的弹力对物块先做正功，后做负功，选项项C错误；从错误；从A到到B的过程，由动能定理可得的过程，由动能定理可得W弹弹Wf0，选，选项项D正确。正确。答案答案AD图图6(1)工件与传送带间的动摩擦因数；工件与传送带间的动

13、摩擦因数；(2)电动机由于传送工件多消耗的电能。电动机由于传送工件多消耗的电能。2.如图如图6所示，绷紧的传送带与水平面的夹角所示，绷紧的传送带与水平面的夹角30，传送带在，传送带在电动机的带动下始终保持电动机的带动下始终保持v02 m/s的速率运行。现把一质量为的速率运行。现把一质量为m10 kg的工件的工件(可看作质点可看作质点)轻轻放在传送带的底端，经过轻轻放在传送带的底端，经过1.9 s，工件被传送到，工件被传送到h1.5 m的高处。的高处。g取取10 m/s2，求：，求：匀速运动的位移为匀速运动的位移为ss1v0(tt1)解得加速运动的时间解得加速运动的时间t10.8 s加速运动的位

14、移加速运动的位移s10.8 m由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得mgcos mgsin ma(2)从能量守恒的观点看，电动机多消耗的电能用于增加工件从能量守恒的观点看，电动机多消耗的电能用于增加工件的动能、势能以及克服传送带与工件之间发生相对运动时摩的动能、势能以及克服传送带与工件之间发生相对运动时摩擦力做功。擦力做功。在时间在时间t1内，传送带运动的位移内，传送带运动的位移s传送带传送带v0t11.6 m在时间在时间t1内，工件相对传送带的位移内，工件相对传送带的位移s相相s传送带传送带s10.8 m在时间在时间t1内，摩擦生热内，摩擦生热Qmgcos s相相60 J工件增加的势能工件增加的势

15、能Epmgh150 J故电动机多消耗的电能故电动机多消耗的电能WQEkEp230 J。(1)转化：某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增转化：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。加，且减少量和增加量一定相等。(2)转移：某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增转移：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。加，且减少量和增加量一定相等。1.对能量守恒定律的理解对能量守恒定律的理解突破三能量守恒定律的应用突破三能量守恒定律的应用两个或两个以上的物体与弹簧组成的系统相互作用的过程，两个或两个以上的物体与弹簧组成的系统相

16、互作用的过程，具有以下特点：具有以下特点：(1)能量变化上，如果只有重力和系统内弹簧弹力做功，系统能量变化上，如果只有重力和系统内弹簧弹力做功，系统机械能守恒。机械能守恒。(2)如果系统每个物体除弹簧弹力外所受合外力为零，则当弹如果系统每个物体除弹簧弹力外所受合外力为零，则当弹簧伸长或压缩到最大程度时两物体速度相同。簧伸长或压缩到最大程度时两物体速度相同。2.涉及弹簧的能量问题应注意涉及弹簧的能量问题应注意【例【例3】如图如图7所示，在地面上竖直固定了刻度所示，在地面上竖直固定了刻度尺和轻质弹簧，弹簧原长时上端与刻度尺上的尺和轻质弹簧，弹簧原长时上端与刻度尺上的A点等高，质量点等高，质量m0.

17、5 kg的篮球静止在弹簧正上的篮球静止在弹簧正上方，底端距方，底端距A点的高度点的高度h11.10 m，篮球静止释，篮球静止释放测得第一次撞击弹簧时，弹簧的最大形变量放测得第一次撞击弹簧时，弹簧的最大形变量x10.15 m，第一次反弹至最高点，篮球底端距，第一次反弹至最高点，篮球底端距A点的高度点的高度h20.873 m，篮球多次反弹后静止，篮球多次反弹后静止在弹簧的上端，此时弹簧的形变量在弹簧的上端，此时弹簧的形变量x20.01 m，弹性势能为弹性势能为Ep0.025 J。若篮球运动时受到的。若篮球运动时受到的空气阻力大小恒定，忽略篮球与弹簧碰撞时的空气阻力大小恒定，忽略篮球与弹簧碰撞时的能

18、量损失和篮球的形变，弹簧形变在弹性限度能量损失和篮球的形变，弹簧形变在弹性限度范围内。求：范围内。求：(1)弹簧的劲度系数；弹簧的劲度系数；(2)篮球在运动过程中受到的空气阻力；篮球在运动过程中受到的空气阻力；(3)篮球在整个运动过程中通过的路程；篮球在整个运动过程中通过的路程；(4)篮球在整个运动过程中速度最大的位置。篮球在整个运动过程中速度最大的位置。解析解析(1)篮球静止在弹簧上时，篮球静止在弹簧上时，有有mgkx20，解得，解得k500 N/m(2)篮球从开始运动到第一次上升到最高点，由动能定理得篮球从开始运动到第一次上升到最高点，由动能定理得mg(h1h2)f(h1h22x1)0代入

19、数值解得代入数值解得f0.5 N(3)设篮球在整个运动过程中总路程设篮球在整个运动过程中总路程s，由能量守恒定律得，由能量守恒定律得mg(h1x2)fsEp代入数值解得代入数值解得s11.05 m(4)球在首次下落过程中，合力为零处速度最大球在首次下落过程中，合力为零处速度最大速度最大时弹簧形变量为速度最大时弹簧形变量为x3mgfkx30在在A点下方，离点下方，离A点点x30.009 m答案答案(1)500 N/m(2)0.5 N(3)11.05 m(4)第一次下落至第一次下落至A点下方点下方0.009 m处速度最大处速度最大运用能量守恒定律解题的基本思路运用能量守恒定律解题的基本思路(1)物

20、体与斜面间的动摩擦因数物体与斜面间的动摩擦因数；(2)弹簧的最大弹性势能弹簧的最大弹性势能Epm。1.(2019山东德州模拟山东德州模拟)如图如图8所示，一物体质量所示，一物体质量m2 kg，在倾角，在倾角37的斜面上的的斜面上的A点以初点以初速度速度v03 m/s下滑，下滑，A点距弹簧上端挡板位置点距弹簧上端挡板位置B点的距离点的距离AB4 m。当物体到达。当物体到达B点后将弹点后将弹簧压缩到簧压缩到C点，最大压缩量点，最大压缩量BC0.2 m，然后，然后物体又被弹簧弹上去，弹到的最高位置为物体又被弹簧弹上去，弹到的最高位置为D点，点，D点距点距A点的距离点的距离AD3 m。挡板及弹簧质量。

21、挡板及弹簧质量不计，不计，g取取10 m/s2，sin 370.6，求：，求：mgcos 37(LAB2LCBLBD)代入数据解得代入数据解得0.52。重力势能减少量重力势能减少量EpmgLACsin 37摩擦产生的热量摩擦产生的热量Qmgcos 37LAC由能量守恒定律可得弹簧的最大弹性势能为由能量守恒定律可得弹簧的最大弹性势能为EpmEkEpQ答案答案(1)0.52(2)24.5 J图图92.(2019铜仁模拟铜仁模拟)如图如图9甲所示，在倾角为甲所示，在倾角为37足够长的粗糙斜足够长的粗糙斜面底端，一质量面底端，一质量m1 kg的滑块压缩着一轻弹簧且锁定，两的滑块压缩着一轻弹簧且锁定，两

22、者不拴接，滑块可视为质点。者不拴接，滑块可视为质点。t0时解除锁定，计算机通过时解除锁定，计算机通过传感器描绘出滑块的传感器描绘出滑块的vt图象如图乙所示，其中图象如图乙所示，其中Oab段为曲段为曲线，线，bc段为直线，在段为直线，在t10.1 s时滑块已上滑时滑块已上滑s0.2 m的距离的距离(g取取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)。求：。求：(1)滑块离开弹簧后在图中滑块离开弹簧后在图中bc段对应的加速度大小段对应的加速度大小a及动摩擦因及动摩擦因数数的大小；的大小；(2)t20.3 s和和t30.4 s时滑块的速度时滑块的速度v1、v2的大小；的大小；(3)弹簧锁

23、定时具有的弹性势能弹簧锁定时具有的弹性势能Ep。解析解析(1)由题图乙知滑块在由题图乙知滑块在bc段做匀减速运动，加速度大小段做匀减速运动，加速度大小为为根据牛顿第二定律得根据牛顿第二定律得mgsin 37mgcos 37ma解得解得0.5。(2)根据速度根据速度时间公式得时间公式得t20.3 s时的速度大小时的速度大小v1vcat，解得，解得v10在在t2之后滑块开始下滑，下滑时由牛顿第二定律得之后滑块开始下滑，下滑时由牛顿第二定律得mgsin 37mgcos 37ma解得解得a2 m/s2从从t2到到t3做初速度为零的匀加速运动，做初速度为零的匀加速运动，t3时刻的速度为时刻的速度为v2a

24、t0.2 m/s。(3)从从0到到t1时间内，由能量守恒定律得时间内，由能量守恒定律得解得解得Ep4 J。答案答案(1)10 m/s20.5(2)00.2 m/s(3)4 J“看题看题”是从题目中获取信息的最直接方法，一定要全面、是从题目中获取信息的最直接方法，一定要全面、细心，看题时不要急于求解，对题中关键的词语要多加思考，细心，看题时不要急于求解，对题中关键的词语要多加思考，搞清其含义，对特殊字、句、条件要用着重号加以标注；不搞清其含义，对特殊字、句、条件要用着重号加以标注；不能漏看、错看或看不全题目中的条件，要重点看清题中隐含能漏看、错看或看不全题目中的条件，要重点看清题中隐含的物理条件

25、、括号内的附加条件等。的物理条件、括号内的附加条件等。第一步：读题审题，做到一第一步：读题审题，做到一“看看”二二“读读”三三“思思”1.看题看题满分指导满分指导大题小做大题小做“三步曲三步曲”“读题读题”就是默读试题，是物理信息内化的过程，它能解决就是默读试题，是物理信息内化的过程，它能解决漏看、错看等问题。不管试题难易如何，一定要怀着轻松的漏看、错看等问题。不管试题难易如何，一定要怀着轻松的心情去默读一遍，逐字逐句研究，边读边思索、边联想，以心情去默读一遍，逐字逐句研究，边读边思索、边联想，以弄清题中所涉及的现象和过程，排除干扰因素，充分挖掘隐弄清题中所涉及的现象和过程，排除干扰因素，充分

26、挖掘隐含条件，准确还原各种模型，找准物理量之间的关系。含条件，准确还原各种模型，找准物理量之间的关系。2.读题读题“思题思题”就是充分挖掘大脑中所储存的知识信息，准确、全就是充分挖掘大脑中所储存的知识信息，准确、全面、快速思考，清楚各物理过程的细节、内在联系、制约条面、快速思考，清楚各物理过程的细节、内在联系、制约条件等，进而得出解题的全景图。件等，进而得出解题的全景图。3.思题思题采用采用“拆分拆分”的方法，按照物理事件发生的顺序，将复杂的的方法，按照物理事件发生的顺序，将复杂的运动运动“拆分拆分”成若干个简单的子过程，即一个个的小题。成若干个简单的子过程，即一个个的小题。第二步：第二步：“

27、拆分拆分”运动过程运动过程 针对各子过程不同的运动特点，应用不同的物理规律。只要针对各子过程不同的运动特点，应用不同的物理规律。只要掌握了物体各阶段运动过程的特点，按程序一步步地列出相掌握了物体各阶段运动过程的特点，按程序一步步地列出相关的方程，就可以把问题简化，从而得到解决。关的方程，就可以把问题简化，从而得到解决。第三步：选规律，列方程第三步：选规律，列方程图图10【典例】【典例】(12分分)如图如图10，半径，半径R0.5 m的光滑圆弧轨道的光滑圆弧轨道ABC与与足够长的粗糙轨道足够长的粗糙轨道CD在在C处平滑连接，处平滑连接，O为圆弧轨道为圆弧轨道ABC的圆的圆心，心，B点为圆弧轨道的

28、最低点，半径点为圆弧轨道的最低点，半径OA、OC与与OB的夹角分别的夹角分别为为53和和37。将一个质量。将一个质量m0.5 kg的物体的物体(视为质点视为质点)从从A点左点左侧高为侧高为h0.8 m处的处的P点水平抛出，恰从点水平抛出，恰从A点沿切线方向进入点沿切线方向进入圆弧轨道。已知物体与轨道圆弧轨道。已知物体与轨道CD间的动摩擦因数间的动摩擦因数0.8，重力，重力加速度加速度g取取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8。求：。求：(1)物体水平抛出时的初速度物体水平抛出时的初速度v0的大小；的大小；(2)物体经过物体经过B点时，对圆弧轨道压力点时，对圆弧轨道压力N的大小

29、；的大小；(3)物体在轨道物体在轨道CD上运动的距离上运动的距离s。解题指导解题指导问题拆分问题拆分大题小做大题小做化繁为易化繁为易第第(1)问可拆分为问可拆分为3个子问题个子问题恰从恰从A点沿切线方向进入圆弧轨道时，竖直速度是多大？点沿切线方向进入圆弧轨道时，竖直速度是多大？从从A点沿切线方向进入圆弧轨道时水平速度与竖直速度存在点沿切线方向进入圆弧轨道时水平速度与竖直速度存在什么关系？什么关系？过过A点时物体的水平速度是多大？点时物体的水平速度是多大？第第(2)问可拆分为问可拆分为2个子问题个子问题物体通过物体通过B点时的速度是多大？点时的速度是多大？写出物体通过写出物体通过B点时功与动能的

30、关系式。点时功与动能的关系式。第第(3)问可拆分为问可拆分为2个子问题个子问题判断物体在轨道判断物体在轨道CD上是否存在往返运动。上是否存在往返运动。求物体沿求物体沿CD向上运动的位移。向上运动的位移。规范解答：规范解答：(1)从从P到到A：竖直方向自由落体：竖直方向自由落体在在A点由几何关系得点由几何关系得vxvytan 37(1分分)水平方向匀速运动：水平方向匀速运动：v0vx3 m/s(1分分)(2)从从P到到B机械能守恒机械能守恒过过B点时，对物体受力分析，由牛顿第二定律得点时，对物体受力分析，由牛顿第二定律得由牛顿第三定律，对圆弧轨道压力大小由牛顿第三定律，对圆弧轨道压力大小NN34

31、 N(1分分)(3)因因mgcos 37mgsin 37，物体沿轨道，物体沿轨道CD向上做匀减速向上做匀减速运动，速度减为零后不再下滑。运动，速度减为零后不再下滑。(1分分)由由B上滑至最高点的过程，由功能关系得上滑至最高点的过程，由功能关系得代入数据解得代入数据解得s1.09 m(1分分)答案答案(1)3 m/s(2)34 N(3)1.09 m多过程问题的解题技巧多过程问题的解题技巧(1)“合合”初步了解全过程，构建大致的运动图景。初步了解全过程，构建大致的运动图景。(2)“分分”将全过程进行分解，分析每个过程的规律。将全过程进行分解，分析每个过程的规律。(3)“合合”找到子过程的联系，寻找解题方法。找到子过程的联系，寻找解题方法。