2024屆高考物理一輪復(fù)習(xí)第五章機(jī)械能第4講第1課時(shí)功能關(guān)系、能量守恒定律的理解及應(yīng)用課件

這是一份2024屆高考物理一輪復(fù)習(xí)第五章機(jī)械能第4講第1課時(shí)功能關(guān)系、能量守恒定律的理解及應(yīng)用課件，共22頁。PPT課件主要包含了不變化，F(xiàn)f·s相對，保持不變，答案B，答案BD，答案BC等內(nèi)容，歡迎下載使用。
2．兩個特殊的功能關(guān)系(1)滑動摩擦力與兩物體間相對滑動的路程的乘積等于產(chǎn)生的內(nèi)能，即_______＝Q。(2)感應(yīng)電流克服安培力做的功等于產(chǎn)生的電能，即W克安＝E電。二、能量守恒定律1．內(nèi)容：能量既不會憑空_______，也不會憑空消失，它只能從一種形式______為其他形式，或者從一個物體______到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量__________。2．表達(dá)式：ΔE減＝ΔE增。3．基本思路(1)某種形式能量減少，一定存在其他形式能量增加，且減少量和增加量相等。(2)某個物體能量減少，一定存在其他物體能量增加，且減少量和增加量相等。
情境創(chuàng)設(shè)　如圖所示，輕質(zhì)彈簧上端固定，下端系一物體，物體在A處時(shí)，彈簧處于原長狀態(tài)?，F(xiàn)用手托住物體使它從A處緩慢下降，到達(dá)B處時(shí)，手和物體自然分開。此過程中，物體克服手的支持力所做的功為W，不考慮空氣阻力。微點(diǎn)判斷　對于上述情境所描述的過程：(1)支持力對物體做負(fù)功。( )(2)彈簧的彈性勢能一直增大。( )(3)物體的重力勢能一直增大。( )
(4)物體重力勢能減少量一定大于W。( )(5)彈簧彈性勢能增加量一定小于W。( )(6)物體與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能增加量為W。( )(7)若將物體從A處由靜止釋放，則物體到達(dá)B處時(shí)的動能為W。( )(8)彈簧和物體組成的系統(tǒng)機(jī)械能減少。( )[備課札記]　　____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
(一) 功能關(guān)系(固基點(diǎn)) [題點(diǎn)全練通]1．[功能關(guān)系的理解和應(yīng)用]極限跳傘是世界上最流行的空中極限運(yùn)動，傘打開前可看作是自由落體運(yùn)動，打開傘后減速下降，最后勻速下落。如果用h表示人下落的高度，t表示下落的時(shí)間，Ep表示人的重力勢能，Ek表示人的動能，E表示人的機(jī)械能，v表示人下落的速度，在整個過程中，忽略傘打開前空氣阻力，如果打開傘后空氣阻力與速度平方成正比，則下列圖像可能符合事實(shí)的是 (　 )
解析：運(yùn)動員先做自由落體運(yùn)動，由機(jī)械能守恒定律可得Ek＝ΔEp＝mgh，動能與下落的高度成正比，則重力勢能是線性變化的，A錯誤；打開降落傘后做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動，由動能定理有ΔEk＝(f－mg)Δh，隨速度的減小，阻力減小，由牛頓第二定律可知，人做加速度減小的減速運(yùn)動，最后當(dāng)阻力等于重力時(shí)，人做勻速直線運(yùn)動，所以動能的變化減慢，最后當(dāng)阻力等于重力時(shí)，動能不再發(fā)生變化，B正確，D錯誤；根據(jù)功能關(guān)系可知ΔE＝－fΔh，則人的機(jī)械能在自由下落過程保持不變，打開傘后機(jī)械能逐漸減小，最后均勻減小，C錯誤。答案：B　
2．[由力做功分析機(jī)械能變化](2023·浙江1月選考)一位游客正在體驗(yàn)蹦極，綁上蹦極專用的橡皮繩后從跳臺縱身而下。游客從跳臺下落直到最低點(diǎn)過程中(　 )A．彈性勢能減小B．重力勢能減小C．機(jī)械能保持不變D．繩一繃緊動能就開始減小
[要點(diǎn)自悟明]1．功能關(guān)系的理解(1)做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程。不同形式的能量發(fā)生相互轉(zhuǎn)化是通過做功來實(shí)現(xiàn)的。(2)功是能量轉(zhuǎn)化的量度，功和能的關(guān)系，一是體現(xiàn)在不同的力做功，對應(yīng)不同形式的能轉(zhuǎn)化，具有一一對應(yīng)關(guān)系，二是做功的多少與能量轉(zhuǎn)化的多少在數(shù)值上相等。2．功能關(guān)系的三種應(yīng)用(1)物體動能增加與減少要看合外力對物體做正功還是做負(fù)功。(2)勢能的增加與減少要看對應(yīng)的作用力(如重力、彈簧彈力、電場力等)做負(fù)功還是做正功。(3)機(jī)械能增加與減少要看重力之外的力對物體做正功還是做負(fù)功。
(二) 能量守恒定律的理解及應(yīng)用(精研點(diǎn))1．對能量守恒定律的理解(1)某種形式的能量減少，一定存在其他形式的能量增加，且減少量和增加量一定相等。(2)某個物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等。2．能量轉(zhuǎn)化問題的解題思路(1)當(dāng)涉及摩擦力做功，機(jī)械能不守恒時(shí)，一般應(yīng)用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律。(2)解題時(shí)，首先確定初、末狀態(tài)，然后分析狀態(tài)變化過程中哪種形式的能量減少，哪種形式的能量增加，求出減少的能量總和ΔE減與增加的能量總和ΔE增，最后由ΔE減＝ΔE增列式求解?！?br/>(1)彈跳桿中彈簧的勁度系數(shù)k；(2)從開始計(jì)時(shí)至豎直上升到最大高度過程中小明的最大速度vm。
[規(guī)律方法]涉及彈簧的能量問題的解題方法兩個或兩個以上的物體與彈簧組成的系統(tǒng)相互作用的過程，具有以下特點(diǎn)：(1)能量變化過程中，如果只有重力和系統(tǒng)內(nèi)彈簧彈力做功，系統(tǒng)機(jī)械能守恒。(2)如果系統(tǒng)每個物體除彈簧彈力外所受合外力為零，則當(dāng)彈簧伸長或壓縮到最大程度時(shí)物體速度相同。(3)當(dāng)水平彈簧處于原長狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)某一端的物體具有最大速度?！　?br/>考法(二)　能量守恒定律與功能關(guān)系的綜合應(yīng)用[例2]　(多選)如圖甲所示，固定的斜面長為10 m，質(zhì)量為m＝2.0 kg的小滑塊自斜面頂端由靜止開始沿斜面下滑的過程中，小滑塊的動能Ek隨位移x的變化規(guī)律如圖乙所示，取斜面底端所在水平面為重力勢能參考平面，小滑塊的重力勢能Ep隨位移x的變化規(guī)律如圖丙所示，重力加速度g＝10 m/s2。則下列判斷中正確的是 (　 )
考法(三)　功能原理的應(yīng)用[例3]　(2022·遼寧沈陽聯(lián)考)一質(zhì)量為8.00×104 kg的太空飛船從其飛行軌道返回地面。飛船在離地面高度1.6×105 m處以7.5×103 m/s的速度進(jìn)入大氣層，逐漸減慢至速度為100 m/s 時(shí)下落到地面。取地面為重力勢能零點(diǎn)，在飛船下落過程中，重力加速度可視為常量，大小取為9.8 m/s2。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(1)分別求出該飛船著地前瞬間的機(jī)械能和它進(jìn)入大氣層時(shí)的機(jī)械能；(2)求飛船從離地面高度600 m處至著地前瞬間的過程中克服阻力所做的功，已知飛船在該處的速度大小是其進(jìn)入大氣層時(shí)速度大小的2.0%。