能量转化和守恒精品

关于能量转化和守恒精品第1页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六第2讲能量转化和守恒

第2页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六第3页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六1.解决功能关系问题应该注意的两个方面(1)分析清楚是什么力做功，并且清楚该力是做正功，还是做负功；根据功能之间的一一对应关系，判定能的转化形式，确定能量之间的转化多少．(2)也可以根据能量之间的转化情况，确定是什么力做功，尤其可以方便计算变力做功的多少．第4页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六2．常见的几种功能关系

第5页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六第6页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六【答案】

D

第7页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六第8页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六第9页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六【答案】

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第10页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六2．(2012·广州一中模拟)升降机底板上放有一质量为100kg的物体，物体随升降机由静止开始竖直向上移动5m时速度达到4m/s，则此过程中(g取10m/s2)(

)A．升降机对物体做功5800JB．合外力对物体做功5800JC．物体的重力势能增加5000JD．物体的机械能增加5000J【解析】

物体高度变化，重力势能增加ΔEp＝mgh＝100×10×5J＝5000J，且有速度故有动能．升降机对物体做功为重力势能＋动能＝5800J，选项A、C正确；合外力做功为动能增加量等于800J，B错误；机械能总增加量为动能增加量＋势能增加量＞5000J，选项D错误．【答案】

AC第11页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六3.(2012·沈阳模拟)如图3－2－2所示，建筑工地上载人升降机用不计质量的细钢绳跨过定滑轮与一有内阻的电动机相连，通电后电动机带动升降机沿竖直方向先匀加速上升后匀速上升．摩擦力及空气阻力均不计．则(

)A．升降机匀加速上升过程中，升降机底板对人做的功等于人增加的动能B．升降机匀速上升过程中，升降机底板对人做的功等于人增加的机械能C．升降机上升的全过程中，电动机消耗的电能等于升降机增加的机械能D．匀速上升过程中电动机的输出功率一定小于匀加速上升过程中电动机的最大输出功率第12页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六【解析】

人在升降机里受到重力mg和底板对人的支持力F，升降机匀加速上升时，由牛顿第二定律有：F合＝F－mg＝ma，F＞mg，则升降机底板对人做的功W＝Fh＝mgh＋mah＝ΔEp＋ΔEk＝ΔE机，则选项A错误；升降机匀速上升时，有F＝mg，ΔEk＝0，升降机底板对人做的功W＝Fh＝mgh＝ΔEp＝ΔE机，则选项B正确；因电动机消耗的能量E消＝E出＋E内，而E出＝E机，则选项C错误，选项D正确．【答案】

BD第13页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六1.研究对象的选取研究对象的选取是解题的首要环节，有的问题选单个物体(实为一个物体与地球组成的系统)为研究对象，机械能不守恒，但选此物体与其他几个物体组成的系统为研究对象，机械能却是守恒的，如图3－2－3所示单选物体A机械能减少，但由物体A、B二者组成的系统机械能守恒．2．研究过程的选取有些问题的研究对象的运动过程分几个阶段，有的阶段机械能守恒，而有的阶段机械能不守恒，因此在应用机械能守恒定律解题时要注意过程的选取．第14页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六3．机械能守恒表达式的选取(1)守恒观点：Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2.(2)转化观点：ΔEp＝－ΔEk.(3)转移观点：ΔEA增＝ΔEB减．守恒观点的表达式适用于单个或多个物体机械能守恒的问题，解题时必须选取参考平面，而后两种表达式都是从“转化”和“转移”的角度来反映机械能守恒的，不必选取参考平面．第15页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六第16页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六第17页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六第18页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六第19页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六第20页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六【答案】

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第21页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六第22页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六【答案】

BC

第23页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六3.(2012·银川模拟)质量均为m的物体A和B分别系在一根不计质量的细绳两端，绳子跨过固定在倾角为30°的斜面顶端的定滑轮上，斜面固定在水平地面上，开始时把物体B拉到斜面底端，这时物体A离地面的高度为0.8m，如图3－2－7所示．若摩擦力均不计，从静止开始放手让它们运动．求：(g＝10m/s2)(1)物体A着地时的速度；(2)物体A着地后物体B沿斜面上滑的最大距离．第24页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六【答案】

(1)2m/s

(2)0.4m

第25页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六1.对定律的理解(1)某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等．即ΔE减＝ΔE增．(2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等．即ΔEA减＝ΔEB增．2．应用能量守恒定律解题的步骤(1)分清有多少形式的能[如动能、势能(包括重力势能、弹性势能、电势能)、内能等]在变化．(2)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ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式．(3)列出能量守恒关系式：ΔE减＝ΔE增．第26页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六第27页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六【答案】

(1)255J

(2)270J

第28页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六第29页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六1．足够长的水平传送带始终以速度v匀速运动，某时刻放上一个小物体，质量为m，初速度大小也是v，但方向与传送带的运动方向相反，最后小物体的速度与传送带相同．在小物体与传送带间有相对运动的过程中，滑动摩擦力对小物体做的功为W，小物体与传送带间摩擦生热为Q，则下面的判断中正确的是(

)A．W＝mv2/2，Q＝mv2B．W＝mv2，Q＝2mv2C．W＝0，Q＝mv2D．W＝0，Q＝2mv2第30页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六【答案】

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第31页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六2．(2012·四川高考)四川省“十二五”水利发展规划指出，若按现有供水能力测算，我省供水缺口极大，蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一．某地要把河水抽高20m，进入蓄水池，用一台电动机通过传动效率为80%的皮带，带动效率为60%的离心水泵工作．工作电压为380V，此时输入电动机的电功率为19kW，电动机的内阻为0.4Ω.已知水的密度为1×103kg/m3，重力加速度取10m/s2.求：(1)电动机内阻消耗的热功率；(2)将蓄水池蓄入864m3的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度)．第32页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六【解析】

(1)设电动机的电功率为P，则P＝UI设电动机内阻r上消耗的热功率为Pr，则Pr＝I2r代入数据解得Pr＝1×103W(2)设蓄水总质量为M，所用抽水时间为t.已知抽水高度为h，容积为V，水的密度为ρ，则M＝ρV设质量为M的河水增加的重力势能为ΔEp，则ΔEp＝Mgh设电动机的输出功率为P0，则P0＝P－Pr根据能量守恒定律得P0t×60%×80%＝ΔEp代入数据解得t＝2×104s.【答案】

(1)1×103W

(2)2×104s第33页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六第34页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六第35页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六如图3－2－9所示，一轻弹簧左端固定在长木板M的左端，右端与小木块m连接，且m、M及M与地面间摩擦不计．开始时，m和M均静止，现同时对m、M施加等大反向的水平恒力F1和F2，设两物体开始运动以后的整个运动过程中，弹簧形变不超过其弹性限度．对于m、M和弹簧组成的系统(

)A．由于F1、F2等大反向，故系统机械能守恒B．当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时，m、

M各自的动能最大C．由于F1、F2大小不变，所以m、M各自一直做匀加速运动D．由于F1、F2均能做正功，故系统的机械能一直增大第36页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六【解析】

由于F1、F2对系统做功之和不为零，故系统机械能不守恒，A错误；当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时，速度达到最大值，故各自的动能最大，B正确；由于弹力是变化的，m、M所受合力是变化的，不会做匀加速运动，C错误；由于F1、F2先对系统做正功，当两物块速度减为零时，弹簧的弹力大于F1、F2，两物块再加速相向运动，F1、F2对系统做负功，系统机械能开始减少，D错误．【答案】

B第37页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六第38页，共41页，2022年，5月20日，1点32分，星期六如图3－2－10所示，质量为m＝2kg的小球系在轻质弹簧的一端，另一端固定在悬点O处，将弹簧拉至水平位置A处，且弹簧处于自然状态，弹簧的原长lOA＝0.3m；然后小球由静止释放，小球到达距O点