能量守恒定律(教师版).doc

能量守恒定律(教师版).doc第4课酎功能关系能量夺恒定律[知识梳理])知识点、功能关系功能关系功是能量转化的量度,即做了多少功就有多少能量发生了转化。做功的过程一定伴随着能量的转化,而且能量的转化必须通过做功来实现。能量守恒定律内容:能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或从一个物体转移到另一个物体,在转化或转移的过程中其总量保持不变。表达式:△E诚=△E览。考点一对功能关系的理解与应用功是能量转化的量度。力学中的功与对应的能量的变化关系如下表所示:功能量改变关系式〃合:合外力的功(所有外力的功)动能的改变量(AEk)W合=AEkWg:重力的功重力势能的改变量(A£p)Wg=—AEp〃弹:弹簧弹力做的功弹性势能的改变量(A£p)〃弹=—W其他:除重力或系统内弹簧弹力以外的其他外力做的功机械能的改变量(AE)不其他=A£f• 一对滑动摩擦力做功的代数和因摩擦而产生的内能(0)j:ks=Q(△s为物体间的相对位移)考点二能量守恒定律的应用应用能量守恒定律的解题步骤选取研究对象和研究过程,了解对应的受力情况和运动情况。分析有哪些力做功,相应的有多少形式的能参与了转化,如动能、势能(包括重力势能、弹性势能、电势能)、内能等。明确哪种形式的能量增加,哪种形式的能量减少,并且列出减少的能量△E裱和增加的能量△E增的表达式。列出能量转化守恒关系式:XEykE%求解未知量,并对结果进行讨【例2](多选)如图5为某探究活动小组设计的节能运输系统。斜面轨道倾角为30。,质量为M的木箱与轨道的动摩擦因数为辛。木箱在轨道顶端时,自动装货装置将质量为初的货物装入木箱,然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下,当轻弹簧被压缩至最短时,自动卸货装置立刻将货物卸下,然后木箱恰好被弹到轨道顶端,再重复上述过程。下列选项正确的是()m=Mm—2M木箱不与弹簧接触时,上滑的加速度大于下滑的加速度在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中,减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能解析根据功能关系知,木箱在下滑和上滑时克服摩擦力所做功等于接触面之间产生的内能。木箱下滑时0=仇1=//(〃+m)g/cos30°①木箱上滑时Q2=Wf2=MMglcos30°②木箱从开始下滑到弹簧压缩至最短的过程中,设弹簧的最大弹性势能为Epmax,则根据能量转化与守恒定律得(M+/H)g/Sin30°=21+Epamx③卸下货物后,木箱被弹回到轨道顶端的过程中,同理有^pmax=Wsin30°+0④联立①②③④并将〃=辛代入得m=2M,A错误,B正确;同时,从③式可以看出,木箱下滑的过程中,克服摩擦力和弹簧弹力做功,因此减少的重力势能一部分转化为内能,一部分转化为弹簧的弹性势能,故D错误;木箱不与弹簧接触时,根据牛顿第二定律得:下滑时(M+m)gsin30°—“(AY+〃?)gcos30°=(M+m)a\上滑时Mgsin30°+"峋cos30°=Ma2解得。1=$。2=*,故C正确。答案BC【变式训练】2.(2014-福建5月质检)如图6所示,光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点,右端连接内壁光滑、半径为尸的}细圆管C。,管口。端正下方直立一根劲度系数为k的轻弹簧,轻弹簧一端固定,另一端恰好与管口。端平齐。质量为〃?的滑块在曲面上距BC的高度为2尸处从静止开始下滑,滑块与BC间的动摩擦因数//=£进入管口C端时与圆管恰好无作用力,通过CZ)后压缩弹簧,在压缩弹簧过程中滑块速度最大时弹簧的弹性势能为缶。求:A图6滑块到达B点时的速度大小徵;⑵水平面的长度s;在压缩弹簧过程中滑块的最大速度扁。解析(1)滑块在曲面上下滑过程,由动能定理得C 物体从,运动到B共需多少时间? ,,=祝确,解得VB=2y[gr2在C点,由mg=nr^^"=应^滑块从刀点运动到。点过程,—/ungs=解得s=3尸设在压缩弹簧过程中速度最大时,滑块离。端的距离为X。,则有米0=〃2g,由能量守恒得mg(r+x0)皖旎+£p得Vm=:」_2〃?妒2Ep3g「+k答案(1)2俪(2)3r(3Y\j3gr+^^~^考点三摩擦力做功的特点及应用静摩擦力做功的特点静摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零。静摩擦力做功时,只有机械能的相互转移,不会转化为内能。滑动摩擦力做功的特点滑动摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。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:机械能金部转化为内能;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。摩擦生热的计算:。=估相对。其中s帼为相互摩擦的两个物体间的相对位移。【例3】如图7所示,与水平面夹角为()=30。的倾斜传送带始终绷紧,传送带下端A点与上端B点间的距离为£=4m,传送带以