江苏省常熟市梅李中学高中物理《功能关系能的转化和守恒定律》教案新人教版

江苏省常熟市梅李中学物理必修一【预习内容】1、做功的过程就是的转化过程。做了多少功，就有多少。是能量转化的量度。2、等于物体动能的增量，即：。（填表达式）3、重力做正功，；，重力势能增加。由于“增量”是终态量减去始态量，所以重力的功等于重力势能增量的负值，即：。4、等于弹性势能增量的负值，即：。5、除系统内的重力和弹簧的弹力外，其它力做的总功等于即：。6、滑动摩擦力做功有以下特点：①滑动摩擦力可以对物体做正功，也可以对物体做负功，还可以不做功。②一对滑动摩擦力做功的过程中能量的转化有两种情况：一是相互摩擦的物体之间机械能的转移；二是机械能转化为内能，转化为内能的量值等于滑动摩擦力与相对位移的乘积。③相互摩擦的系统内，一对滑动摩擦力所做功总是负值，其绝对值恰等于滑动摩擦力与相对位移的乘积，即恰等于系统损失的机械能。7、能的转化和守恒定律【典型例题】一、功能关系【例1】从地面竖直上抛一个质量为m的小球,小球上升的最大高度为H.设上升过程中空气阻力F阻恒定.则对于小球的整个上升过程,下列说法中正确的是()A.小球动能减少了mgHB.小球机械能减少了F阻HC.小球重力势能增加了mgHD.小球的加速度大于重力加速度g【例2】如图所示,物体以100J的初动能从斜面底端向上运动,当它通过斜面某一点M时,其动能减少80J,机械能减少32J,如果物体能从斜面上返回底端,则物体在运动过程中的下列说法正确的是()A.物体在M点的重力势能为-48JB.物体自M点起重力势能再增加21J到最高点C.物体在整个过程中摩擦力做的功为-80JD.物体返回底端时的动能为30J二、一对滑动摩擦力做功及能的转化和守恒定律【例3】在工厂的流水线上安装有水平传送带,用水平传送带传送工件,可大大提高工作效率.如图所示,水平传送带以恒定速率v=2m/s,运送质量为m=kg的工件,工件都是以v0=1m/s的初速度从A位置滑上传送带.工件与传送带之间的动摩擦因数为SKIPIF1<0=,每当前一个工件在传送带上停止相对滑动后,后一个工件立即滑上传送带.取g=10m/s2.求:(1)传送带摩擦力对每个工件做的功.(2)每个工件与传送带之间因摩擦而产生的热量.(3)传送每个工件电动机做的功.【例4】某海湾共占面积×107m2,涨潮时平均水深20m,此时关上水坝闸门,可使水位保持20m不变.退潮时,坝外水位降至18m并保持不变,如图所示.假如利用此水坝建设水电站,且重力势能变为电能的效率是10%,每天有两次涨潮,问该电站一天最多能发出多少电能?(g取10m/s三、功能关系的应用【例5】如图所示,一物体质量m=2kg.在倾角为SKIPIF1<0=37°的斜面上的A点以初速度v0=3m/s下滑,A点距弹簧上端B的距离AB=4m.当物体到达B后将弹簧压缩到C点,最大压缩量BC=m,然后物体又被弹簧弹上去,弹到的最高位置为D点,D点距A点AD=3m.挡板及弹簧质量不计,g取10m/s2.求:(1)物体与斜面间的动摩擦因数SKIPIF1<0.(2)弹簧的最大弹性势能Epm.【例6】如图所示,传送带与水平面之间的夹角为SKIPIF1<0=30°,其上A、B两点间的距离为L=5m,传送带在电动机的带动下以v=1m/s的速度匀速运动,现将一质量为m=10kg的小物体(可视为质点)轻放在传送带的A点,已知小物体与传送带之间的动摩擦因数SKIPIF1<0,在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中,求:(1)传送带对小物体做的功.(2)电动机做的功(g取10m/s2).【巩固与提高】OABC1．如图所示，一轻弹簧一端系在墙上的O点，自由伸长到B点，今将一质量为m的木块靠着弹簧，将弹簧压缩到A点，然后释放，小木块能在水平面上运动到C点而静止，AC距离为s；若将小木块系在弹簧上，在AOABCA．SKIPIF1<0＞sB．SKIPIF1<0=sC．SKIPIF1<0＜sD．以上B、C都有可能2．行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流。上述不同想象中所包含的相同的物理过程是（）A．物体克服阻力做功B．物体的动能转化为其他形式的能量C．物体的势能转化为其他形式的能量D．物体的机械能转化为其他形式的能量3．水平传送带匀速运动，速度大小v，现将一小工件轻轻放在传送带上，它将在传送带上滑动一小段距离后，速度才达到v，而与传送带相对静止，设小工件质量为m，它与传送带间的动摩擦因素为μ，在m与皮带相对运动的过程中（）A．工件是变加速运动B．滑动摩擦力对工件做功SKIPIF1<0C．工件相对传送带的位移大小为SKIPIF1<0D．工件与传送带因摩擦产生的内能为SKIPIF1<04.(2022·济宁统考)一块质量为m的木块放在地面上,用一根弹簧连着木块,如图所示,用恒力F拉弹簧,使木块离开地面,如果力F的作用点向上移动的距离为h,则()A.木块的重力势能增加了mghB.木块的机械能增加了FhC.拉力所做的功为FhD.木块的动能增加了Fh5.如图所示,质量为M、长度为L的小车静止在光滑的水平面上.质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端.现用一水平恒力F作用在小物块上,使物块从静止开始做匀加速直线运动.物块和小车之间的摩擦力为Ff.物块滑到小车的最右端时,小车运动的距离为l.在这个过程中,以下结论正确的是()A.物块到达小车最右端时具有的动能为(F-Ff)(l+s)B.物块到达小车最右端时,小车具有的动能为FflC.物块克服摩擦力所做的功为Ff(L+l)D.物块和小车增加的机械能为Fl6.一物体获得一竖直向上的初速度从某点开始向上运动,运动过程中加速度的方向始终竖直向下,大小为4m/s2,则正确的说法是(g取10m/s2)()A.上升的过程中物体的机械能不断增加,重力势能增加B.下降的过程中物体的机械能不断增加,重力势能减小C.整个过程中物体的机械能不变D.物体下落回到抛出点时的机械能和抛出时的机械能相等7.(2022·重庆模拟)将一物体从地面竖直上抛,设物体做上抛运动过程中所受的空气阻力大小恒定,物体在地面时的重力势能为零,则物体从抛出到落回原地的过程中,物体的机械能E与物体距地面高度h的关系正确的是()8.沙河抽水蓄能电站自2022年投入运行以来,在缓解用电高峰电力紧张方面,取得了良好的社会效益和经济效益.抽水蓄能电站的工作原理是,在用电低谷时(如深夜),电站利用电网多余电能把水抽到高处蓄水池中,到用电高峰时,再利用蓄水池中的水发电,如图所示,蓄水池(上游水库)可视为长方体,有效总库容量(可用于发电)为V,蓄水后水位高出下游水面H,发电过程中上游水库水位最大落差为d.统计资料表明,该电站年抽水用电为×108kW·h,年发电量为×108kW·h.则下列计算结果正确的是(水的密度为SKIPIF1<0,重力加速度为g,涉及重力势能的计算均以下游水面为零势能面)()A.能用于发电的水的最大重力势能Ep=SKIPIF1<0VgHB.能用于发电的水的最大重力势能Ep=SKIPIF1<0Vg（H-SKIPIF1<0）C.电站的总效率达75%D.该电站平均每天所发电能可供给一个大城市居民用电(电功率以105kW计)约10h9.如图所示，某要乘雪橇从雪坡经A点滑到B点，接着沿水平路面滑至C点停止。人与雪橇的总质量为70kg。右表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据，开始时人与雪橇距水平路面的高度h=20m，请根据右表中的数据解决下列问题：（1）人与雪橇从A到B的过程中，损失的机械能为多少？（2）设人与雪橇在BC段所受阻力恒定，求阻力的大小。（3）人与雪橇从B运动到C的过程中所对应的距离。（取g=10m/s2）位置ABC速度（m/s）0时刻（s）010．冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目，比赛场地示意如图。比赛时，运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出，使冰壶的停止位置尽量靠近圆心O.为使冰壶滑行得更远，运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小。设冰壶与冰面间的动摩擦因数为SKIPIF1<0=，用毛刷擦冰面后动摩擦因数减少至SKIPIF1<0=.在某次比赛中，运动员使冰壶C在投掷线中点处以2m/s的速度沿虚线滑出。为使冰壶C能够沿虚线恰好到达圆心O点，运动员用毛刷擦冰面的长度应为多少？（g取10m/s2）11.如图所示,水平地面AB=10.0m,BCD是半径为R=0.9m的光滑半圆轨道,O是圆心,DOB在同一竖直线上.一个质量m=1.0kg的物体静止在A点.现用F=