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2024高考物理一轮复习 第28讲 功能关系 能量守恒定律（课件）
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这是一份2024高考物理一轮复习 第28讲 功能关系 能量守恒定律（课件），共36页。PPT课件主要包含了复习目标，网络构建，知识梳理题型归纳，真题感悟，内容索引，考情分析，PARTONE等内容，欢迎下载使用。
1、理解各种功能关系和能量守恒定律。2、利用功能关系和能量守恒定处理有关物理问题。
知识点1 几种常见的功能关系及其表达式
知识点2 能量守恒定律
1．内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。2．表达式：ΔE减＝ΔE增。3．能量守恒定律的两点理解(1)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。(2)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。
4．能量转化问题的解题思路(1)当涉及摩擦力做功，机械能不守恒时，一般应用能的转化和守恒定律。(2)解题时，首先确定初、末状态，然后分析状态变化过程中哪种形式的能量减少，哪种形式的能量增加，求出减少的能量总和ΔE减与增加的能量总和ΔE增，最后由ΔE减＝ΔE增列式求解。
考向 功能关系及能量守恒定律的应用
【答案】C【详解】A．物体B下降的过程中，B的速度逐渐增大，弹簧弹力逐渐增大，因此加速度逐渐减小，对物体B进行受力分析可知，绳子拉力逐渐增大，A错误；B．根据能量守恒可知，物体B机械能的减小量等于弹簧弹性势能的增量和物体A动能的增量之和，B错误；C．根据动能定理可知物体A动能的增量等于弹簧对A做的负功与绳子拉力对A做的正功之和，而由于物体B加速下降，绳子拉力小于B的重力，因此物体A动能的增量小于物体B所受重力对B做的功与弹簧弹力对A做的功之和，C正确；D．物体A与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于绳子拉力对A做的功，而绳子拉力小于B所受的重力，D错误。故选C。
知识点1 两种摩擦力做功的比较
知识点2 求相对滑动物体的能量问题的方法
(1)正确分析物体的运动过程,做好受力情况分析。(2)利用运动学公式，结合牛顿第二定律分析物体的速度关系及位移关系。(3)公式Q=Ff·l相对中l相对为两接触物体间的相对位移，若物体在传送带上做往复运动，则l相对为总的相对路程。
知识点3 传送带的动力学和能量规律
1．两个设问角度(1)动力学角度：首先要正确分析物体的运动过程，做好受力分析，然后利用运动学公式结合牛顿第二定律求物体及传送带在相应时间内的位移，找出物体和传送带之间的位移关系。(2)能量角度：求传送带对物体所做的功、物体和传送带由于相对滑动而产生的热量、因放上物体而使电动机多消耗的电能等，常依据功能关系或能量守恒定律求解。2．两个功能关系(1)传送带电动机做的功W电＝ΔEk＋ΔEp＋Q＝Fx传。(2)传送带摩擦力产生的热量Q＝Ff·x相对。
知识点4 板块模型的动力学和能量规律
1．两个分析角度(1)动力学角度：首先隔离物块和木板，分别分析受力，求出加速度，根据初速度分析两者的运动过程，画出运动轨迹图，找到位移和相对位移关系，根据时间关系列位移等式和速度等式。(2)能量角度：物块在木板上滑行时，速度减小的物块动能减小，速度增大的木板动能增加，根据能量守恒，减小的动能等于增加的动能与系统产生的内能之和。2．三种处理方法(1)求解对地位移可优先考虑应用动能定理。(2)求解相对位移可优先考虑应用能量守恒定律。(3)地面光滑时，求速度可优先考虑应用动量守恒定律。
1．如图所示，绷紧的传送带与水平面所成的角为37°，在电动机的带动下，传送带以2m/s的恒定速率顺时针运行，现将一质量为20kg的货物（可视为质点）轻轻放在传送带底端，货物被传送到h=3m的高处，货物与传送带间的动摩擦因数为μ=0.8，sin37°=0.6，cs37°=0.8，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（ ）A．货物先受到滑动摩擦力作用，后受到静摩擦力作用B．货物在传送带上运动的时间为6sC．货物的机械能增加了1280JD．货物与传送带间由于摩擦产生的热量为640J
考向1 传送带类的功能转化
2．如图所示，一个质量为M、长为L的木板B静止在光滑水平面上，其右端放有可视为质点的质量为m的滑块A，现用一水平恒力作用在滑块上，使滑块从静止开始做匀加速直线运动。滑块和木板之间的摩擦力为Ff，滑块滑到木板的最左端时，木板运动的距离为x，此过程中，下列说法正确的是（ ）A．滑块A到达木板B最左端时，具有的动能为（F-Ff）（L+x）B．滑块A到达木板B最左端时，木板B具有的动能为FfxC．滑块A克服摩擦力所做的功为FfLD．滑块A和木板B增加的机械能为F（L+x）-FfL
考向2 板块类的功能转化
知识点 常见图像的基本规律
考向1 EK-x图像
2．如图所示，轻弹簧一端栓接在倾角为θ=30°的光滑斜面底端，质量m=0.2kg的小球从斜面上离轻弹簧一定距离的某处静止释放，同时受到一个沿斜面向上的恒定风力的作用。以小球开始运动的位置为坐标原点，沿斜面向下为x轴正方向，取地面为重力零势能参考面。图线①为小球向下运动过程中重力势能随位移的变化关系，图线②为此过程中弹簧弹性势能随位移变化的关系，弹簧始终在弹性限度范围内，则下列说法中正确的是（ ） A．小球释放时离斜面底端的距离为0.2mB．弹簧原长为0.3mC．向下运动过程中，小球和弹簧组成的系统机械能减少量为0.2JD．风力为0.5N
3．如图甲所示，在倾角为θ的光滑斜面上，有一个质量为m的物体受到一个沿斜面向上的变力F作用，由静止开始运动，物体的机械能E随路程x的变化关系如图乙所示，其中0～x1、x2～x3过程的图线是曲线，x1～x2过程的图线为平行于x轴的直线，且x=0处曲线的切线斜率与x=x2处曲线的切线斜率绝对值相等，则下列说法中正确的是（ ）A．物体一直沿斜面向上运动B．在0～x1过程中，物体的加速度大小先减小后增大C．在x1～x2过程中，物体的重力势能一直在增加D．在x2～x3过程中，物体先超重后失重
【答案】BD【详解】A．由图乙可知，机械能先增大后减小，故力先向上正功，后向下做负功，因此物体开始向上运动，后来向下运动，故A错误；B．在0-x1过程中，可知F逐渐减小，开始时候拉力大于重力沿斜面的分力，后来拉力小于重力沿斜面的分力，最后减小为零，故可知物体的加速度大小先减小后增大，故B正确；C．在x1-x2过程中物体的机械能守恒，重物可能先上升后下降，物体的重力势能先增加后减小，故C错误；D．物体在倾角为θ的光滑斜面上，x1-x2过程中物体的机械能守恒，说明拉力是0，物体向上做减速运动；若在x2的位置，物体仍然向上运动，则在x2的机械能开始减小，说明拉力的方向向下，物体的加速度的方向向下，一定处于失重状态；当物体开始向下滑动时，物体的机械能减小，则说明拉力的方向向上，物体向下做加速运动一定处于失重状态；若在x2的位置，物体已经开始向下运动，则在x2-x3过程中物体的机械能减小，说明拉力的方向向上，物体在x=x2处曲线的切线斜率与x=0处曲线的切线斜率相等，则拉力大于重力向下的分力，物体向下做减速运动，一定处于超重状态；随着斜率的减小，故拉力减小当拉力小于重力沿斜面向下的分量时，物体的加速度向下，故物体向下做加速度运动，处于失重状态，故在x2～x3过程中，物体先超重后失重，故D正确。故选BD。
4．如图所示，一个足够长的光滑斜面倾角为α，一个质量为m的木块在沿斜面向上的恒力F作用下从斜面底端由静止开始向上运动，一段时间后撤去恒力F，则此木块在斜面上运动过程中的机械能E随时间t变化的情况可能是下图中的 ( )
1、理解各种功能关系和能量守恒定律。2、利用功能关系和能量守恒定处理有关物理问题。
知识点1 几种常见的功能关系及其表达式
知识点2 能量守恒定律
1．内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。2．表达式：ΔE减＝ΔE增。3．能量守恒定律的两点理解(1)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。(2)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。
4．能量转化问题的解题思路(1)当涉及摩擦力做功，机械能不守恒时，一般应用能的转化和守恒定律。(2)解题时，首先确定初、末状态，然后分析状态变化过程中哪种形式的能量减少，哪种形式的能量增加，求出减少的能量总和ΔE减与增加的能量总和ΔE增，最后由ΔE减＝ΔE增列式求解。
考向 功能关系及能量守恒定律的应用
【答案】C【详解】A．物体B下降的过程中，B的速度逐渐增大，弹簧弹力逐渐增大，因此加速度逐渐减小，对物体B进行受力分析可知，绳子拉力逐渐增大，A错误；B．根据能量守恒可知，物体B机械能的减小量等于弹簧弹性势能的增量和物体A动能的增量之和，B错误；C．根据动能定理可知物体A动能的增量等于弹簧对A做的负功与绳子拉力对A做的正功之和，而由于物体B加速下降，绳子拉力小于B的重力，因此物体A动能的增量小于物体B所受重力对B做的功与弹簧弹力对A做的功之和，C正确；D．物体A与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于绳子拉力对A做的功，而绳子拉力小于B所受的重力，D错误。故选C。
知识点1 两种摩擦力做功的比较
知识点2 求相对滑动物体的能量问题的方法
(1)正确分析物体的运动过程,做好受力情况分析。(2)利用运动学公式，结合牛顿第二定律分析物体的速度关系及位移关系。(3)公式Q=Ff·l相对中l相对为两接触物体间的相对位移，若物体在传送带上做往复运动，则l相对为总的相对路程。
知识点3 传送带的动力学和能量规律
1．两个设问角度(1)动力学角度：首先要正确分析物体的运动过程，做好受力分析，然后利用运动学公式结合牛顿第二定律求物体及传送带在相应时间内的位移，找出物体和传送带之间的位移关系。(2)能量角度：求传送带对物体所做的功、物体和传送带由于相对滑动而产生的热量、因放上物体而使电动机多消耗的电能等，常依据功能关系或能量守恒定律求解。2．两个功能关系(1)传送带电动机做的功W电＝ΔEk＋ΔEp＋Q＝Fx传。(2)传送带摩擦力产生的热量Q＝Ff·x相对。
知识点4 板块模型的动力学和能量规律
1．两个分析角度(1)动力学角度：首先隔离物块和木板，分别分析受力，求出加速度，根据初速度分析两者的运动过程，画出运动轨迹图，找到位移和相对位移关系，根据时间关系列位移等式和速度等式。(2)能量角度：物块在木板上滑行时，速度减小的物块动能减小，速度增大的木板动能增加，根据能量守恒，减小的动能等于增加的动能与系统产生的内能之和。2．三种处理方法(1)求解对地位移可优先考虑应用动能定理。(2)求解相对位移可优先考虑应用能量守恒定律。(3)地面光滑时，求速度可优先考虑应用动量守恒定律。
1．如图所示，绷紧的传送带与水平面所成的角为37°，在电动机的带动下，传送带以2m/s的恒定速率顺时针运行，现将一质量为20kg的货物（可视为质点）轻轻放在传送带底端，货物被传送到h=3m的高处，货物与传送带间的动摩擦因数为μ=0.8，sin37°=0.6，cs37°=0.8，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（ ）A．货物先受到滑动摩擦力作用，后受到静摩擦力作用B．货物在传送带上运动的时间为6sC．货物的机械能增加了1280JD．货物与传送带间由于摩擦产生的热量为640J
考向1 传送带类的功能转化
2．如图所示，一个质量为M、长为L的木板B静止在光滑水平面上，其右端放有可视为质点的质量为m的滑块A，现用一水平恒力作用在滑块上，使滑块从静止开始做匀加速直线运动。滑块和木板之间的摩擦力为Ff，滑块滑到木板的最左端时，木板运动的距离为x，此过程中，下列说法正确的是（ ）A．滑块A到达木板B最左端时，具有的动能为（F-Ff）（L+x）B．滑块A到达木板B最左端时，木板B具有的动能为FfxC．滑块A克服摩擦力所做的功为FfLD．滑块A和木板B增加的机械能为F（L+x）-FfL
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2．如图所示，轻弹簧一端栓接在倾角为θ=30°的光滑斜面底端，质量m=0.2kg的小球从斜面上离轻弹簧一定距离的某处静止释放，同时受到一个沿斜面向上的恒定风力的作用。以小球开始运动的位置为坐标原点，沿斜面向下为x轴正方向，取地面为重力零势能参考面。图线①为小球向下运动过程中重力势能随位移的变化关系，图线②为此过程中弹簧弹性势能随位移变化的关系，弹簧始终在弹性限度范围内，则下列说法中正确的是（ ） A．小球释放时离斜面底端的距离为0.2mB．弹簧原长为0.3mC．向下运动过程中，小球和弹簧组成的系统机械能减少量为0.2JD．风力为0.5N
3．如图甲所示，在倾角为θ的光滑斜面上，有一个质量为m的物体受到一个沿斜面向上的变力F作用，由静止开始运动，物体的机械能E随路程x的变化关系如图乙所示，其中0～x1、x2～x3过程的图线是曲线，x1～x2过程的图线为平行于x轴的直线，且x=0处曲线的切线斜率与x=x2处曲线的切线斜率绝对值相等，则下列说法中正确的是（ ）A．物体一直沿斜面向上运动B．在0～x1过程中，物体的加速度大小先减小后增大C．在x1～x2过程中，物体的重力势能一直在增加D．在x2～x3过程中，物体先超重后失重
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4．如图所示，一个足够长的光滑斜面倾角为α，一个质量为m的木块在沿斜面向上的恒力F作用下从斜面底端由静止开始向上运动，一段时间后撤去恒力F，则此木块在斜面上运动过程中的机械能E随时间t变化的情况可能是下图中的 ( )
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