2023届高考物理一轮复习学案：5.4功能关系　能量守恒定律

必修二 机械能 §5.4功能关系　能量守恒定律（导学提纲） 班级： 姓名： 【学习目标】 1.理解能量守恒定律。（完成题1、2） 2.能用功能关系和能量守恒定律解决实际问题。（完成题3、4、5、6） 【使用说明】 1.阅读教材P59-61，写出重力势能的表达式、重力做功与重力势能变化的关系式；写出重力做正功、负功时，重力势能怎么变化。 2.阅读教材P62-65，写出弹性势能的概念和表达式及表达式中各物理量的含义。 3.查阅资料，写出所有的功能关系式。 【知识构建】按使用说明完成概念： 公式： 【探究问题一】功能关系的理解和应用 题1.从地面以v0的速度竖直向上抛出一物体，不计空气阻力，重力加速度为g，以地面为重力势能的零势能面。 （1）求物体上升的最大高度hm。 （2）物体的重力势能为动能的一半时，求物体离地面的高度h1。 （3）物体的重力势能和动能相等时，求物体离地面的高度h2。 （4）物体的动能是重力势能的一半时，求物体离地面的高度h3。 （5）物体的速率为 时，求物体离地面的高度h4。 题2.如图,光滑水平面AB与竖直面内的粗糙半圆形导轨在B点相接，导轨半径为R,一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧，它经过B点的速度为v1，之后沿半圆形导轨运动，到达C点的速度为v2。（重力加速度为g） （1）求弹簧压缩至A点时的弹性势能。 （2）求物体沿半圆形导轨运动过程中阻力所做的功。 （3）求物体从B点运动至C点的过程中产生的内能。 【探究问题二】摩擦力做功与能量变化的关系 题3.将一质量为M、长度为l的长木板静止放在光滑水平面上，如图所示，一质量为m的小物块(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。小物块与长木板之间的动摩擦因素为μ （1）求小物块与长木板的共同速度V。 （2）求整个过程中，木板和小物块运动的位移X1、X2。 （3）求摩檫力对木板和滑块所做的功W1、W2。 （4）求整个过程中系统产生的热量Q 题4..如图所示，质量为m＝1 kg的滑块，在水平力F作用下静止在倾角为θ＝30°的光滑斜面上，斜面的末端处与水平传送带相接(滑块经过此位置滑上传送带时无能量损失)，传送带的运行速度为v0＝3 m/s，长为L＝1.4 m，今将水平力撤去，当滑块加速滑到传送带右端C时，恰好与传送带速度相同．滑块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.25，g＝10 m/s2. (1)求水平作用力F的大小。 (2)求滑块从B点运动到C点的过程中，滑块的加速度a。 (3)求滑块经过B点时的速度VB。 (4)求滑块从B点运动到C点所用的时间t (5)求滑块从B点运动到C点的过程中，滑块运动的位移X1，传送带运动的位移X2。 (6)求滑块从B点运动到C点的过程中，摩檫力对滑块和传送带做的功W1 、W2。 (7)求滑块从B点运动到C点的过程中，系统产生的热量Q 【探究问题三】能量守恒定律的应用 题5.如图所示，在地面上竖直固定了刻度尺和轻质弹簧，弹簧原长时上端与刻度尺上的A点等高，质量m＝0.5kg的篮球静止在弹簧正上方，底端距A点的高度h1＝1.10m，篮球静止释放测得第一次撞击弹簧时，弹簧的最大形变量x1＝0.15 m，第一次反弹至最高点，篮球底端距A点的高度h2＝0.873m，篮球多次反弹后静止在弹簧的上端，此时弹簧的形变量x2＝0.01m，弹性势能为Ep＝0.025 J。若篮球运动时受到的空气阻力大小恒定，忽略篮球与弹簧碰撞时的能量损失和篮球的形变，弹簧形变在弹性限度范围内。求： (1)弹簧的劲度系数； (2)篮球在运动过程中受到的空气阻力； (3)篮球在整个运动过程中通过的路程； (4)篮球在整个运动过程中速度最大的位置。 【链接高考】 题6.(2018·全国卷Ⅰ)一质量为m的烟花弹获得动能E后，从地面竖直升空．当烟花弹上升的速度为零时，弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分，两部分获得的动能之和也为E，且均沿竖直方向运动．爆炸时间极短，重力加速度大小为g，不计空气阻力和火药的质量．求： (1)烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间； (2)爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度． “ 学科网（北京）股份有限公司 $