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2022版高考物理一轮复习-第5章-机械能及其守恒定律-微专题6-功能关系-能量守恒定律教案.doc
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1、2022版高考物理一轮复习 第5章 机械能及其守恒定律 微专题6 功能关系 能量守恒定律教案2022版高考物理一轮复习 第5章 机械能及其守恒定律 微专题6 功能关系 能量守恒定律教案年级:姓名:- 11 -微专题六功能关系能量守恒定律 功能关系的理解及应用1.(2019浙江选考)奥运会比赛项目撑杆跳高如图所示,下列说法不正确的是()A加速助跑过程中,运动员的动能增加B起跳上升过程中,杆的弹性势能一直增加C起跳上升过程中,运动员的重力势能增加D越过横杆后下落过程中,运动员的重力势能减少,动能增加B加速助跑过程中速度增大,动能增加,A正确;撑杆从开始形变到撑杆恢复形变时,先是运动员部分动能转化为
2、杆的弹性势能,后弹性势能转化为运动员的动能与重力势能,杆的弹性势能不是一直增加,B错误;起跳上升过程中,运动员的高度在不断增大,所以运动员的重力势能增加,C正确;当运动员越过横杆下落的过程中,他的高度降低、速度增大,重力势能转化为动能,即重力势能减少,动能增加,D正确。2.(2017全国卷)如图所示,一质量为m、长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂。用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点,M点与绳的上端P相距l。重力加速度大小为g。在此过程中,外力做的功为()AmglBmgl CmglDmglA以均匀柔软细绳MQ段为研究对象,其质量为 m,取M点所在的水平面为零势能面,开始时,细绳MQ段的重
3、力势能Ep1mgmgl,用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点时,细绳MQ段的重力势能Ep2mgmgl,则外力做的功即克服重力做的功等于细绳MQ段的重力势能的变化,即WEp2Ep1mglmglmgl,选项A正确。3(多选)(2020全国卷)一物块在高3.0 m、长5.0 m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、所示,重力加速度取10 m/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0.5C物块下滑时加速度的大小为6.0 m/s2D当物块下滑2.0 m时机械能损失了12 JAB由重力势能和动能随下滑距离s变化的图象可知,重力势能
4、和动能之和随下滑距离s的增大而减小,可知物块下滑过程中机械能不守恒,A项正确;在斜面顶端,重力势能mgh30 J,解得物块质量m1 kg,由重力势能随下滑距离s变化图象可知,重力势能可以表示为Ep(306s)J,由动能随下滑距离s变化图象可知,动能可以表示为Ek2s J,设斜面倾角为,则有sin ,cos ,由功能关系有mgcos sEpEk30 J(306s2s30) J4s J,可得0.5,B项正确;由Ek2s J,Ek可得,v24s m2/s2,对比匀变速直线运动公式v22as,可得a2 m/s2,即物块下滑时加速度的大小为2.0 m/s2,C项错误;由重力势能和动能随下滑距离s变化图象
5、可知,当物块下滑2.0 m时机械能为E18 J4 J22 J,机械能损失了E30 J22 J8 J,D项错误。1常见的功能关系2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。 摩擦力做功与能量转化1两种摩擦力做功的比较静摩擦力做功滑动摩擦力做功只有能量的转移,没有能量的转化既有能量的转移,又有能量的转化互为作用力和反作用力的一对静摩擦力所做功的代数和为零,即要么一正一负,要么都不做功互为作用力和反
6、作用力的一对滑动摩擦力所做功的代数和为负值,即至少有一个力做负功两种摩擦力都可以对物体做正功或者负功,还可以不做功2.摩擦生热的“三点”提醒(1)大小:系统内因滑动摩擦力做功产生的热量QFfx相对(2)产生:有滑动摩擦力的系统内存在相对位移,摩擦生热QFfx相对中,x相对是两物体间相对运动的位移,即同向相减、反向相加;若物体做往复运动,则x相对为总的相对路程。(3)能量变化有两种形式:一是相互摩擦的物体之间机械能转移;二是机械能转化为内能(即热量)。如图所示,传送带与地面的夹角37,A、B两端间距L16 m,传送带以速度v10 m/s沿顺时针方向运动,物体m1 kg,无初速度地放置于A端,它与
7、传送带间的动摩擦因数0.5,试求:(sin 370.6,cos 370.8,g取10 m/s2)(1)物体由A端运动到B端的时间;(2)系统因摩擦产生的热量。思维流程:解此题按以下思路:解析(1)物体刚放上传送带时受到沿斜面向下的滑动摩擦力,由牛顿第二定律得mgsin mgcos ma1设物体经时间t1加速到与传送带同速,则va1t1,x1a1t解得a110 m/s2,t11 s,x15 m设物体与传送带同速后再经过时间t2到达B端,因mgsin mgcos ,故当物体与传送带同速后,物体将继续加速,即mgsin mgcos ma2Lx1vt2a2t解得t21 s故物体由A端运动到B端的时间t
8、t1t22 s。(2)物体与传送带间的相对位移x相(vt1x1)(Lx1vt2)6 m故Qmgcos x相24 J。答案(1)2 s(2)24 J相对滑动物体能量问题的解题流程水平地面上摩擦力做功分析1.(多选)(2019江苏高考)如图所示,轻质弹簧的左端固定,并处于自然状态。小物块的质量为m,从A点向左沿水平地面运动,压缩弹簧后被弹回,运动到A点恰好静止。物块向左运动的最大距离为s,与地面间的动摩擦因数为,重力加速度为g,弹簧未超出弹性限度。在上述过程中()A弹簧的最大弹力为mgB物块克服摩擦力做的功为2mgsC弹簧的最大弹性势能为mgsD物块在A点的初速度为BC物块向左运动压缩弹簧,弹簧最
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