高三一輪總復習物理1/50必修二第五章機械能2/50第四節功效關系能量守恒定律3/50欄目導航124基礎知識整合熱門考點研析考題隨堂演練3物理模型構建4/50基礎知識整合5/50能源問題是當前熱門問題，傳統能源——煤和石油儲量有限，使用過程中也帶來污染．尋找新、無污染能源是人們努力方向，利用潮汐發電就是一例．關于潮汐，古人說：“潮者，據朝來也；汐者，言夕至也”．我國大部分海區潮汐特點是海水在一日內有兩漲兩落，而且兩次高潮位及低潮位大致靠近．如圖表示是利用潮汐單向發電示意圖，左方為陸地和海灣，中間為水壩，其下有通道，漲潮時，水進入海灣，待內外水面高度相同，堵住通道(圖a)，潮落至最低點時開始放水帶動發電機發電(圖b)，待內外水面高度相同，再堵住通道，直到下次漲潮到最高點，又放水發電．設海灣面積為5.0×108m2，高潮與低潮間高度差為3.0m，海水密度近似取1.0×103kg/m3.求：6/50(1)一天內水流平均功率(兩進兩出)；(2)假如海水落潮后放水發電時水流做功有20%轉化為電，則發電機組一個月(30天)可提供多少kW·h電能？(g＝10m/s2)【思緒引導】

1.怎樣計算水重心改變？重力勢能改變？2．怎樣利用能量守恒定律求解電能產生？7/50【解析】

本題屬于教材閱讀材料中關于潮汐發電知識考查，關鍵是依據能量守恒定律得到水重力勢能降低許．(1)計算高潮與低潮之間，海灣內水質量，m＝ρSΔh＝5.0×108×3.0×1.0×103kg＝1.5×1012kg.(2)一天時間內水做功轉化成電能：W電＝ηW＝20%×4.5×1013J＝9×1012J＝2.5×106kW·h，發電機組一個月可提供電能：W總＝30×W電＝30×2.5×106kW·h＝7.5×107kW·h.8/50功效關系1．功和能(1)功是____________量度，即做了多少功，就有多少_______發生了轉化．(2)做功過程一定伴隨有______________，而且______________必須經過做功來實現．知識點1

能量轉化能量能量轉化能量轉化9/502．常見功效關系(1)重力做功等于_____________降低許，即WG＝_________；(2)彈力做功等于_____________降低許，即W彈＝_________；(3)協力做功等于_______改變量，即W合＝_______；(4)除了重力和彈簧彈力之外其它力做功等于機械能改變量，即W其它＝_______；(5)一對滑動摩擦力做功代數和等于系統內能增加量，即滑動摩擦力與相對位移乘積等于系統摩擦生熱，Q＝__________＝ΔE內．重力勢能－ΔEp彈性勢能－ΔEp動能ΔEkΔE機Ff·Δx10/50能量守恒1．內容：能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，它只能從一個形式_______為另一個形式，或者從一個物體_______到別物體，在轉化或轉移過程中，能量總量保持不變．這個規律叫做能量守恒定律．2．表示式：______________．知識點2轉化轉移ΔE減＝ΔE增11/50尤其提醒對于存在摩擦力做功問題，能夠用動能定理和能量守恒定律求解.,1.應用動能定理求解關鍵是，分析哪些力參加做功，做正功還是負功，不要漏功.,2.應用能量守恒定律求解關鍵是，分析哪些能量參加改變，增加還是降低，不要漏能.12/50熱門考點研析13/501.幾個常見功效關系(1)重力做功引發重力勢能改變．重力做正功，重力勢能降低，重力做負功，重力勢能增加．(2)彈簧彈力做功引發彈性勢能改變．彈力做正功，彈性勢能降低，彈力做負功，彈性勢能增加．(3)合外力做功引發動能改變．合外力做正功，動能增加，合外力做負功，動能降低．(4)除了重力、彈簧彈力以外其它力做功引發機械能改變．其它力做正功，機械能增加，其它力做負功，機械能降低．(5)一對滑動摩擦力做功引發內能改變．功效關系應用考點

114/502．功效關系應用中注意點(1)和力獨立性，運動獨立性一樣，做功一樣含有獨立性，分析某一力做功情況，與其它力是否存在沒相關系．(2)利用功效關系解題時，應清楚重力做什么功，合外力做什么功，除重力、彈簧彈力以外力做什么功，從而判斷重力勢能、動能和機械能改變．15/50例1

16/50【思緒引導】

1.重力做功與重力勢能含有何種關系？2．哪些力做功引發動能改變？怎樣求解機械能改變？【答案】

C17/50【總結提升】

功是能量轉化量度，重力做功造成重力勢能改變；協力做功造成動能改變；除重力外其它力做功造成機械能改變；彈簧彈力做功造成彈性勢能改變．18/50

(多項選擇)(年江蘇高考)如圖所表示，輕質彈簧一端固定，另一端與一質量為m、套在粗糙豎直固定桿A處圓環相連，彈簧水平且處于原長，圓環從A處由靜止開始下滑，經過B處速度最大，抵達C處速度為零，AC＝h，圓環在C處取得一豎直向上速度v，恰好能回到A，彈簧一直在彈性程度內，重力加速度為g，則圓環(

)A．下滑過程中，加速度一直減小D．上滑經過B速度大于下滑經過B速度針對訓練119/50答案：BD20/501.靜摩擦力做功特點(1)靜摩擦力能夠做正功也能夠做負功，也能夠不做功；(2)靜摩擦力做功過程，是機械能從一個物體轉移到另一個物體過程，沒有機械能向其它形式能轉化；(3)系統中，一對靜摩擦力做功代數和為零，不包括到熱量產生．摩擦力做功與生熱考點

221/502．滑動摩擦力做功特點(1)滑動摩擦力能夠做正功也能夠做負功，還能夠不做功；(2)一對滑動摩擦力做功過程，系統機械能一部分由一個物體轉移到另一個物體，另一部分機械能轉化為內能，這部分是系統機械能損失量；(3)一對滑動摩擦力做功代數和等于系統內能增加量，等于滑動摩擦力與相對位移乘積．22/50(1)物塊運動至圓軌道下端時受到支持力FN；(2)小車被鎖定時，其右端距圓軌道下端距離x；(3)物塊靜止時，系統增加內能Q.【思緒引導】

1.小車被鎖定前，做什么運動？2．物塊靜止時，相對于小車位移是多少？怎樣求解增加內能？例2

23/50【答案】

(1)30N方向向上(2)1.5m

(3)6.5J24/50【總結提升】

摩擦生熱問題注意點1．正確分析物體受力情況和運動情況．2．利用牛頓運動定律和運動學公式分析物體速度關系和位移關系．3．依據公式Q＝Ff·x，求解熱量產生，其中x為接觸物體間相對位移(包括到往復運動時，指是旅程)．25/50如圖所表示，木塊A放在木塊B左端，用恒力F將A拉至B右端，第一次將B固定在地面上，F做功為W1，生熱為Q1；第二次讓B能夠在光滑地面上自由滑動，仍將A拉到B右端，這次F做功為W2，生熱為Q2.則應有(

)針對訓練2A．W1<W2，Q1＝Q2

B．W1＝W2，Q1＝Q2C．W1<W2，Q1<Q2

D．W1＝W2，Q1<Q2解析：摩擦力做功等于力乘以位移，木塊從木板左端滑到右端克服摩擦力所做功W＝Ffs，因為木板不固定時木塊位移要比固定時長，所以W1<W2.摩擦產生熱量Q＝Ffs相對，兩次都從木板左端滑到右端，相對位移相等，所以Q1＝Q2.A選項正確，B、C、D選項錯誤．答案：A26/50功和能關系是高考重中之重，用能量觀點解題是高考應試必備技巧．1．能量守恒定律應用，關鍵是把實際情況轉化為物理模型，比如水力發電，水重力勢能轉化為動能，動能轉化為電能，怎樣確定水位改變是解題突破口．2．應用能量守恒定律解題思緒(1)分清有多少種形式能在發生改變．(2)明確哪些能量在增加，哪些能量在降低．(3)確定能量增加量和降低許．(4)列出能量守恒關系式．能量守恒定律考點

327/50如圖所表示，一物體質量m＝2kg，在傾角為θ＝37°斜面上A點以初速度v0＝3m/s下滑，A點距彈簧上端B距離AB＝4m．當物體抵達B后將彈簧壓縮到C點，最大壓縮量BC＝0.2m，然后物體又被彈簧彈上去，彈到最高位置為D點，D點距A點AD＝3m．擋板及彈簧質量不計，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：(計算結果小數點后保留2位有效數字)(1)物體與斜面間動摩擦因數μ；(2)彈簧最大彈性勢能Epm.【思緒引導】

1.物體從A點下滑，到彈回D點過程中，彈性勢能是否發生改變？2．彈簧處于什么位置時，彈性勢能最大？例3

28/50【答案】

(1)0.52

(2)24.46J【總結提升】

能量守恒定律解題注意點1．題干中出現摩擦力做功時，機械能一定不守恒，此時應用能量守恒定律來求解．2．應用能量守恒定律解題，關鍵是分清哪些能量參加改變，千萬不能丟掉能量．29/50如圖所表示，光滑水平面AB與豎直面內半圓形導軌在B點相切，半圓形導軌半徑為R.一個質量為m物體將彈簧壓縮至A點后由靜止釋放，在彈力作用下物體取得某一向右速度后脫離彈簧，當它經過B點進入導軌瞬間對軌道壓力為其重力8倍，之后向上運動恰能抵達最高點C，C、O、B三點在同一豎直線上．(不計空氣阻力)試求：(1)物體在A點時彈簧彈性勢能；(2)物體從B點運動至C點過程中產生內能．針對訓練330/5031/50物理模型構建32/50傳送帶模型傳送帶模型包括到內容無非兩點，一是考查物體間相對運動問題，這和前面講過“板塊”模型類似；二是考查摩擦生熱，即一對滑動摩擦力做功代數和等于系統內能產生．詳細題型分為水平傳送帶和傾斜傳送帶兩類．1．水平傳送帶(1)動力學分析：物塊輕放在傳送帶上，受到滑動摩擦力作用，做勻加速直線運動，與傳送帶共速后，不再受摩擦力作用，做勻速直線運動．(2)能量分析：物塊受滑動摩擦力作用時摩擦生熱，Q＝μmg·Δx.傳送帶對物塊做功增加了物塊動能，同時產生了熱量．33/502．傾斜傳送帶(以傳送帶順時針勻速轉動為例)(1)動力學分析：物塊由靜止開始隨傳送帶向上運動，受到滑動摩擦力作用，做勻加速直線運動，與傳送帶共速后，受到靜摩擦力作用(μ≥tanθ，θ為傳送帶傾角)，做勻速直線運動．(2)能量分析：物塊受滑動摩擦力作用時摩擦生熱，Q＝μmg·Δx.傳送帶對物塊做功增加了物塊機械能，同時產生了熱量．34/50

(年天津高考)某快遞企業分揀郵件水平傳輸裝置示意如圖，皮帶在電動機帶動下保持v＝1m/s恒定速度向右運動，現將一質量為m＝2kg郵件輕放在皮帶上，郵件和皮帶間動摩擦因數μ＝0.5.設皮帶足夠長，取g＝10m/s2，在郵件與皮帶發生相對滑動過程中，求：(1)郵件滑動時間t；(2)郵件對地位移大小x；(3)郵件與皮帶間摩擦力對皮帶做功W.【思緒引導】

1.依據動量定理求解郵件滑動時間．2．怎樣求解摩擦力對皮帶做功，力乘以位移還是力乘以相對位移？例4

35/50【解析】

(1)設郵件放到皮帶上與皮帶發生相對滑動過程中受到滑動摩擦力為F，則F＝μmg，取向右為正方向，對郵件應用動量定理，Ft＝mv－0，由兩式并代入數據得，t＝0.2s.(3)郵件與皮帶發生相對滑動過程中，設皮帶相對地面位移為s，s＝vt，摩擦力對皮帶做功W＝－Fs，聯立各式并代入數據得，W＝－2J.【答案】

(1)0.2s

(2)0.1m

(3)－2J36/50針對訓練537/50(1)物體A、B處于靜止狀態時物體B、C間距離；(2)從物體B開始下落到與物體C碰撞過程中，電場力對物體B所做功．38/5039/50考題隨堂演練40/501．(多項選擇)(屆廣東省陽東廣雅月考)升降機底板上放一質量為100kg物體，物體隨升降機由靜止開始豎直向上移動5m時速度到達6m/s，則此過程中(g取10m/s2)(

)A．升降機對物體做功1800JB．合外力對物體做功1800JC．物體重力勢能增加了6800JD．物體機械能增加了6800J41/50答案：BD42/502．(多項選擇)(屆杭州市西湖高級中學月考)水平地面上有兩個固定、高度相同粗糙斜面甲和乙，底邊長分別為L1、L2，且L1＜L2，如圖所表示．兩個完全相同小滑塊A、B(可視為質點)與兩個斜面間動摩擦因數相同，將小滑塊A、B分別從甲、乙兩個斜面頂端同時由靜止開始釋放，取地面所在水平面為參考平面，則(

)A．從頂端到底端運動過程中，因為克服摩擦而產生熱量一定相同B．滑塊A抵達底端時動能一定比滑塊B抵達底端時動能大C．兩個滑塊從頂端運動到底端過程中，重力對滑塊A做功平均功率比滑塊B大D．兩個滑塊加速下滑過程中，抵達同一高度時，機械能可能相同43/50答案：BC44/503．(多項選擇)(屆保定摸底考試)如圖所表示，水平傳送帶AB兩端距離l＝3m，A端放置一個質量為m＝2kg物塊，與傳送帶間動摩擦因數μ＝0.1，某時刻起，傳送帶以加速度a0＝2m/s2勻加速開啟，速度到達v0＝2m/s時轉為勻速運動，則在物塊從A端傳送到B端過程中