2024年高考物理第一轮复习：专题强化课(05)　功能关系　能量守恒定律课件PPT

这是一份2024年高考物理第一轮复习：专题强化课(05)　功能关系　能量守恒定律课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了命题点一，ABD，命题点二，命题点三，限时规范训练等内容，欢迎下载使用。
[核心整合]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．
功能关系的理解及应用(师生互动)
2．几种常见的功能关系
(2022·河北张家口市模拟)如图所示，足够长的光滑斜面固定在水平面上，斜面底端有一固定挡板，轻质弹簧下端与挡板相连，上端与物体A相连．用不可伸长的轻质细线跨过斜面顶端的定滑轮把A与另一物体B连接起来，A与滑轮间的细线与斜面平行．初始时用手托住B，细线刚好伸直，此时物体A处于静止状态．若不计滑轮质量与摩擦，弹簧始终在弹性限度内，现由静止释放物体B，在B第一次向下运动过程中(　　) A．轻绳对物体B做的功等于物体B重力势能的变化量 B．物体B的重力做功等于物体B机械能的变化量 C．轻绳对物体A做的功等于物体A的动能与弹簧弹性势能的变化量之和 D．两物体与轻绳组成系统机械能变化量的绝对值等于弹簧弹性势能变化量的绝对值
解析：D　轻绳对物体B做的功等于物体B机械能的变化，故A错误；重力做功等于物体的重力势能的变化，故B错误；依题得，轻绳对物体A做的功等于物体A的机械能与弹簧的弹性势能的变化量之和，故C错误；两物体和弹簧系统机械能守恒，由机械能守恒定律可知，D正确．
2.(和图像结合的功能关系)(2020·全国卷Ⅰ)(多选)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Ⅰ、Ⅱ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 J
解析：AB　由E­s图像知，物块动能与重力势能的和减小，则物块下滑过程中机械能不守恒，A正确；由Es图像知，整个下滑过程中，物块机械能的减少量为ΔE＝30 J－10 J＝20 J，而ΔE＝μmgcs α·s，mgh＝30 J，其中cs α＝0.8，h＝3.0 m，g＝ 10 m/s2，则动摩擦因数μ＝0.5，B正确；物块下滑时的加速度a＝gsin α－μgcs a＝ 2 m/s2，C错误；物块下滑2.0 m 时损失的机械能为ΔE′＝μmgcs α·s′＝8 J，D错误．
1．静摩擦力做功(1)静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功．(2)相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零．(3)静摩擦力做功时，只有机械能的相互转移，不会转化为内能．
摩擦力做功与能量的关系(多维探究)
2．滑动摩擦力做功的特点(1)滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功．(2)相互间存在滑动摩擦力的系统内，一对滑动摩擦力做功将产生两种可能效果：①机械能全部转化为内能．②有一部分机械能在相互摩擦的物体间转移，另外一部分转化为内能．(3)摩擦生热的计算：Q＝Ffx相对．其中x相对为相互摩擦的两个物体间的相对路程．从功的角度看，一对滑动摩擦力对系统做的功等于系统内能的增加量；从能量的角度看，其他形式能量的减少量等于系统内能的增加量．
第1维度：传送带模型中的功能关系………………… 　如图所示，某工厂用传送带向高处运送物体，将一物体轻轻放在传送带底端，第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段物体与传送带相对静止，匀速运动到传送带顶端．下列说法正确的是(　　) A．第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体不做功 B．第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加量 C．第一阶段物体和传送带间因摩擦产生的热量等于第一阶段物体机械能的增加量 D．物体从底端到顶端全过程机械能的增加量大于全过程摩擦力对物体所做的功
第2维度：板块模型中的功能关系…………………　 (2022·江西九江一模)(多选)第一次将一长木板静止放在光滑水平面上，如图甲所示，一小铅块(可视为质点)以水平初速度v0由木板左端向右滑动，到达右端时恰能与木板保持相对静止．第二次将长木板分成A、B两块，使B的长度和质量均为A 的2倍，并紧挨着放在原水平面上，让小铅块仍以初速度v0由A的左端开始向右滑动，如图乙所示．若小铅块相对滑动过程中所受的摩擦力始终不变，则下列说法正确的(　　)A．小铅块将从B的右端飞离木板B．小铅块滑到B的右端前已与B保持相对静止C．第一次和第二次过程中产生的热量相等D．第一次过程中产生的热量大于第二次过程中产生的热量
解析：BD　在第一次小铅块运动过程中，小铅块与木板之间的摩擦力使整个木板一直加速，第二次小铅块先使整个木板加速，当小铅块运动到B上后A停止加速，只有B加速，加速度大于第一次的对应过程，故第二次小铅块与B将更早共速，所以小铅块还没有运动到B的右端，二者就已共速，A错误，B正确；由于第一次的相对路程大于第二次的相对路程，则第一次过程中产生的热量大于第二次过程中产生的热量，C错误，D正确．
第3维度：多过程问题中的摩擦力做功问题…………………　 如图所示，在竖直平面内，粗糙的斜面轨道AB的下端与光滑的圆弧轨道BCD相切于B，C是最低点，圆心角∠BOC＝37°，D与圆心O等高，圆弧轨道半径R＝1.0 m，现有一个质量为m＝0.2 kg可视为质点的小物体，从D点的正上方E点处自由下落，D、E距离h＝1.6 m，小物体与斜面AB之间的动摩擦因数μ＝ 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，g取10 m/s2.求： (1)小物体第一次通过C点时对轨道的压力； (2)要使小物体不从斜面顶端飞出，斜面至少要多长； (3)若斜面已经满足(2)要求，请首先判断小物体是否可能停在斜面上．再研究小物体从E点开始下落后，整个过程中系统因摩擦所产生的热量Q.
(2)从E→D→C→B→A过程，由动能定理得WG＋Wf＝0③WG＝mg[(h＋Rcs 37°)－LABsin 37°]④Wf＝－μmgcs 37°·LAB⑤联立③④⑤式解得LAB＝2.4 m.(3)因为mgsin 37°>μmgcs 37°(或μμmgR，则mgR>μmgR＋μmgR，因此WF