2023届高考物理一轮复习学案：第六章第八讲力学中的功能关系 能量守恒定律

2022-2023学年第一学期高三物理导学案 主备人： 郝秀科 审核：高三物理组 使用时间： 班级： 姓名： 编号：BX2053 第六章第八讲力学中的功能关系 能量守恒定律 固定斜面上滑动摩擦力做功的一个有用结论 【知识落实】 1. 力学中的功能关系 能量 功能关系 表达式 势能 重力做的功等于重力势能减少量 W＝Ep减＝Ep1－Ep2 弹力做的功等于弹性势能减少量 动能 合外力做功等于动能变化量 W合＝Ek2－Ek1 机械能 除重力和系统内弹力之外，其他力做功等于机械能变化量 W其他＝E2－E1 摩擦产生 的内能 一对相互作用的滑动摩擦力做功之和的绝对值等于产生的内能，即：因摩擦而产生的内能等于摩擦力和相对路程的乘积 Q＝f·x相对 2. 能量守恒定律的理解和应用 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 E初＝E末 或 E增＝E减． 3．应用能量守恒定律解题的步骤 3. 固定斜面上滑动摩擦力做功的一个有用结论 如图，设斜面与物体间的动摩擦因数为μ，斜面长L ,底边长x,斜面倾角为θ，则物体在斜面上下滑L的过程中滑动摩擦力对物体做的功：wf = −μmgcosθL = −μmgx 结论：在固定斜面上运动的物体，滑动摩擦力对物体做的功只与μ，mg，水平位移有关，与斜面斜长及斜面倾角无关． 【典型例题】 1． (多选)比赛开始之前，裁判员利用掷硬币的方法让双方球队的队长来挑选一侧的场地，若裁判员以初速度竖直向上掷出一枚质量为m的硬币，硬币升到最高点之后，又落回掷出点。假设硬币所受空气阻力大小恒为f，运动的最高点距掷出点为h，重力加速度大小为g。则下列说法正确的是（　　） A．整个过程中空气阻力对硬币做功之和为0 B．整个过程中硬币损失的机械能为2fh C．下降过程中有 D．上升过程中有 【答案】BD 【解析】A．整个过程中阻力做负功，代数和不可能为零，故A错误； B．阻力做负功，阻力所做的功即为机械能的损失量，即损失的机械能为2fh，故B正确； CD．下降过程中，克服阻力所做的功等于上升过程中克服阻力的功，即 故C错误，D正确。 2.如图所示，将3个木板1、2、3固定在墙角，现将一个可以视为质点的物块分别从3个木板的顶端由静止释放，物块沿木板下滑到底端，物块与木板之间的动摩擦因数均为μ。下列说法正确的是（　　） A．物块沿着1和2下滑到底端时速度大小相等 B．物块沿着3下滑到底端时速度最大 C．物块沿着1下滑到底端的过程中，产生的热量最多 D．物块沿着1和2下滑到底端的过程中，产生的热量一样多 【答案】D 【解析】A．设木板的长度为L，与竖直方向的夹角为，物块下滑到底端的过程， 据动能定理可得 由于木板1和2在水平方向的投影x相同，物块沿着1下滑的高度h较大，可知沿着1到达底端的速度大于沿着2到达底端的速度，A错误； B．与物块沿着2下滑过程对比，物块沿着3下滑到底端的过程，h相同，x较大，故沿着3下滑到底端时速度最小，B错误； CD．据功能关系可得，产生的热量为 物块沿着3下滑到底端的过程中，产生的热量最多，沿着1和2下滑到底端的过程中，产生的热量一样多，C错误，D正确。 【同步练习】 3．节日燃放礼花弹时，要先将礼花弹放入一个竖直的炮筒中，然后点燃礼花弹的发射部分，通过火药剧烈燃烧产生的高压燃气，将礼花弹由炮筒底部射向空中。若礼花弹在由炮筒底部击发至炮筒口的过程中，克服重力做功，克服炮筒阻力及空气阻力做功，高压燃气对礼花弹做功，则礼花弹在炮筒内运动的过程中（设礼花弹发射过程中质量不变）（　　） A．礼花弹的动能变化量为 B．礼花弹的动能变化量为 C．礼花弹的机械能变化量为 D．礼花弹的机械能变化量为 【答案】B 【解析】AB．根据动能定理 故B正确，A错误； CD．机械能变化量等于除重力以外的其他力做功 故CD均错误。 4．(多选)如图所示，轻质弹簧一端固定，伸长后另一端与一质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连。圆环从A处由静止开始下滑，经过B处时弹簧水平，到达C处时圆环的速度为零，然后在C处给圆环一竖直向上的初速度v，圆环恰好能回到A处，在上述过程中，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力，则圆环（　　） A．下滑过程中，弹簧的弹性势能一定先减小后增大 B．下滑过程中，经过B时的速度最大 C．上滑过程中，摩擦产生的内能为 D．上滑过程中经过B处的动能大于下滑过程中经过B处的动能 【答案】CD 【解析】A．设弹簧的固定点为O，由于初始时刻弹簧处于伸长状态，在圆环从