第06节能量能量转化与守恒定律 (2)

1、4.6 能量转化与守恒定律能量形式涵 义实 例机械能机械能是与物体的运动或位置的高度、形变相关的能量，表现为动能和势能。流动的河水、被拉开的弓、声音等内能内能是组成物体的分子的无规则运动所具有的动能和势能的总和一切由分子构成的物质电能电能是与电有关的能量电器设备所消耗的的能量都是电能电磁能电磁能是以各种各样的电磁波的形式传播的能量可见光、紫外线、微波和红外线等核能核能是一种储存在原子核内部的能量，原子核发生核反应时，会释放出巨大的能量核潜艇、核电站、核武器等化学能化学能是指储存在化合物的化学键里的能量巧克力、燃料等都储存有化学能一.各种各样的能量1.汽艇在海上行驶化学能转化为机械能2.用电照明

2、电能转化为光能（电磁能）3.篝火燃烧化学能转化为内能和光能4.原子弹爆炸核能转化为机械能仔细观察下面的图片，说明它们具有那种形式的能？涉及哪些形式能量之间的转化？二.能量之间的转化不同形式的能量之间的转化【讨论】 请你说说自己一天的生活、学习中会与哪些能量及其转换有关？现象能的转化做功说明子弹射入木块灯泡通电小球沿光滑斜面向上滚动汽车开动动能内能电能光能内能动能势能化学能动能子弹克服阻力做功电流通过灯丝做功小球克服重力做功牵引力对车做功能量的转化是通过做功来完成的，做了多少功就有多少能量发生转化 我们所消耗的能量，无论是食物还是电，大部分是太阳能辐射到地球后转化而来的。太阳能与其他形式的能量转

3、化关系图能量之间的转化二.能量转化与守恒定律1.内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能由一种形式转化为另一种形式，或者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。2.表达式：（1）E初=E末（2）E增=E减三、功与能的关系功能量转化关系式重力做功重力势能的改变WGEp弹力做功弹性势能的改变WFEp合外力做功动能的改变W合Ek除重力、系统内弹力以外的其他力做功机械能的改变WE机两物体间滑动摩擦力对物体系统做功内能的改变fs相对Q【问题1】 人们为了满足生产对动力日益增多的需要，幻想制造一种机器，它不需要任何动力和燃料，却能不断地对外做功，这种机器称为“第一类永动机”

4、。 你认为这样的永动机可以制造成功吗？能量转化与守恒定律“毛细型”永动机“重力型”永动机违反了能量守恒定律【问题2】 有人设想：由于海水中蕴含着取之不尽的内能，因此可以制造一艘无需任何燃料的巨轮，它可以吸入海水并吸收它的内能，并把它变成冰块投入大海。像这种并不违反能量的转化和守恒定律的机器又称为“第二类永动机”。 你认为这样的永动机可以制造成功吗？热传递高温物体低温物体自发的做功自然界中许多自发的过程都是有方向的，或者说能量的转化和转移也是有方向的。违反了能量转化与转移的方向性BCDD弹簧模型【小结】基本解题步骤：（1） 确定研究对象及研究过程；（2） 明确该过程中，哪些形式的能量在变化；（3

5、） 确定参与转化能量中，哪些能量增加，哪些能量减少；（4） 列出增加的能量和减少能量之间的守恒式（或初末状态能量相等的守恒式）。F例题 、质量为2m、长为L的木块置于光滑的水平面上，质量为m的子弹以初速度v0 水平向右射穿木块后速度为v0 /2。设木块对子弹的阻力F 恒定。求： 子弹穿过木块的过程中木块的位移以及木块对子弹的阻力Fv02mm例4. 一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块，并从中穿出，对于这一过程，下列说法正确的是（ ） A子弹减少的机械能等于木块增加的机械能 B子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于系统产生的热量 C子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内

6、能之和 D子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块增加的内能之和 BD例1:质量为m的子弹,以速度v0射向静止在光滑水平面上的质量为M的木块,但子弹未穿出,求: a.子弹和木块运动的共同速度? b.子弹损失的机械能? c.子弹的损失的机械能全给了木块吗? d.摩擦产生的内能v0Mm长木板模型例1、如图所示，质量为m的木块以速度v0滑上原来静止的质量为M的木板，水平地面光滑，木板长为L，当木块运动到木板的另一端时，它们的速度分别是v1、v2，木板位移为x。求：(1)摩擦力对m、M做的功；(2)摩擦力对m、M系统做的功；(3)摩擦产生的热量。ffff解：（1）由动能定理得摩擦力对m做功：摩擦力

7、对M做功：（2）对系统做功：（3）摩擦产生的热量：-21-例4(2016广东佛山模拟)如图所示,AB为半径R=0.8 m的 光滑圆弧轨道,下端B恰与小车右端平滑对接。小车质量m0=3 kg,车长l=2.06 m,车上表面距地面的高度h=0.2 m。现有一质量m=1 kg的滑块,由轨道顶端无初速释放,滑到B端后冲上小车。已知地面光滑,滑块与小车上表面间的动摩擦因数=0.3,当车运动了1.5 s时,车被地面装置锁定。(g取10 m/s2)试求:(1)滑块到达B端时,轨道对它支持力的大小;(2)车被锁定时,车右端距轨道B点的距离;(3)从车开始运动到被锁定的过程中,滑块与车面间由于摩擦而产生的内能大

8、小。传送带模型例3、电动机带动水平传送带以速度v匀速运动，一质量为m的小木块静止轻放在传送带上，若小木块与传送带之间的动摩擦因数为，如图所示，当小木块与传送带相对静止时，求：(1)小木块的位移；(2)传送带转过的路程；(3)小木块获得的动能；(4)摩擦过程产生的内能；(5)因传送小木块，电动机需要多输出的能量f总结：一、三个基本观点选用的一般原则：1以单个物体为研究对象时:宜选用运动学规律或动能定理，其中涉及时间t的问题，应选用运动学规律，而涉及位移s的应选用动能定理。2对多个物体组成的系统:优先考虑守恒定律3若涉及系统内物体的相对位移（路程）并涉及摩擦力的，要考虑应用能的转化和守恒定律。二、

9、力学综合题的解题方法：找状态明过程选规律列方程求 解总结：下面是分析力学综合题的基本步骤:1.读题审题、以图示意。由于综合题容量大,物理过程复杂,题目叙述往往较长,看一遍常难以理清头绪,为此,可采用“通读一遍,分段审议,作图示意”的方法,即先对题意建立初步的、总的轮廓,然后再对各个细节进一步琢磨,并通过示意图,把文字变成一幅生动的物理图象.2.跟踪对象、分析过程无论是单个物体还是整个系统,一旦选作研究对象后,就要紧紧跟踪这个对象,仔细分析研究对象所经历的物理过程,尤其需注意它在整个过程中运动状态的变化,有什么转折点等.3.紧扣条件、选择切入点 根据题中给定的条件,结合求解要求,选择相应的物理规

10、律,适用规律的确定策略.4.注重整体(全过程)的功能联系有许多综合题,都可以把整体作为研究对象或从全过程考虑,建立整体的或全过程中的功能关系,往往比从力与运动的角度考虑更为简单.-26-练习：如图所示,传送带与地面的夹角=37,A、B两端间距l=16 m,传送带以速度v=10 m/s沿顺时针方向运动,物体m=1 kg,无初速度地放置于A端,它与传送带间的动摩擦因数=0.5。(g取10 m/s2)试求:(1)物体由A端运动到B端的时间;(2)系统因摩擦产生的热量。解析关闭-30-2、(2016河北唐山一模)如图所示,水平传送带AB逆时针匀速转动,一个质量为m=1.0 kg的小物块以某一初速度由传

11、送带左端滑上,通过速度传感器记录下物块速度随时间的变化关系如图所示(图中取向左为正方向,以物块滑上传送带时为计时零点)。已知传送带的速度保持不变,g取10 m/s2。求:(1)物块与传送带间的动摩擦因数;(2)物块在传送带上的运动时间;(3)整个过程中系统生成的热量。如图所示，质量为m1的物体A经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m2的物体B相连，弹簧的劲度系数为k，A、B都处于静止状态。一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连物体A，另一端连一轻挂钩。开始时各段绳都处于伸直状态，A上方的一段绳沿竖直方向。已知重力加速度为g。现在挂钩上挂一质量为m3的物体C并从静止状态释放，已知它恰好能使B离开地面但不继续上升。求m3的大小以及弹簧弹性势能的增加量？km1BAm2图1 例6.在质量为0.5 kg的重物上安装一极轻的细棒(设细棒足够长)，如图所示的那样，用手在靠近重物处握住细棒，使重物静止，握细棒的手不动，稍稍减小握力，使手和细棒间保持一定的摩擦力，让重物和细棒保持一定的加速度下落，在起初的1.0 s的时间里，重物落下了0.50 m。在此过程中手和细棒之间所产生的热量是多少？(g10 m/s2)如图，一固定的楔形木块，其斜面的倾角为300，另一边与地面垂直，顶上有一定滑轮，一柔软的细线跨过定滑轮两端分别与物块A和B连接，A的质量为4m，