江蘇省常熟市梅李中學(xué)高中物理《功能關(guān)系能的轉(zhuǎn)化和守恒定律》教案新人教版

江蘇省常熟市梅李中學(xué)物理必修一【預(yù)習(xí)內(nèi)容】1、做功的過(guò)程就是的轉(zhuǎn)化過(guò)程。做了多少功，就有多少。是能量轉(zhuǎn)化的量度。2、等于物體動(dòng)能的增量，即：。（填表達(dá)式）3、重力做正功，；，重力勢(shì)能增加。由于“增量”是終態(tài)量減去始態(tài)量，所以重力的功等于重力勢(shì)能增量的負(fù)值，即：。4、等于彈性勢(shì)能增量的負(fù)值，即：。5、除系統(tǒng)內(nèi)的重力和彈簧的彈力外，其它力做的總功等于即：。6、滑動(dòng)摩擦力做功有以下特點(diǎn)：①滑動(dòng)摩擦力可以對(duì)物體做正功，也可以對(duì)物體做負(fù)功，還可以不做功。②一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功的過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化有兩種情況：一是相互摩擦的物體之間機(jī)械能的轉(zhuǎn)移；二是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量值等于滑動(dòng)摩擦力與相對(duì)位移的乘積。③相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi)，一對(duì)滑動(dòng)摩擦力所做功總是負(fù)值，其絕對(duì)值恰等于滑動(dòng)摩擦力與相對(duì)位移的乘積，即恰等于系統(tǒng)損失的機(jī)械能。7、能的轉(zhuǎn)化和守恒定律【典型例題】一、功能關(guān)系【例1】從地面豎直上拋一個(gè)質(zhì)量為m的小球,小球上升的最大高度為H.設(shè)上升過(guò)程中空氣阻力F阻恒定.則對(duì)于小球的整個(gè)上升過(guò)程,下列說(shuō)法中正確的是()A.小球動(dòng)能減少了mgHB.小球機(jī)械能減少了F阻HC.小球重力勢(shì)能增加了mgHD.小球的加速度大于重力加速度g【例2】如圖所示,物體以100J的初動(dòng)能從斜面底端向上運(yùn)動(dòng),當(dāng)它通過(guò)斜面某一點(diǎn)M時(shí),其動(dòng)能減少80J,機(jī)械能減少32J,如果物體能從斜面上返回底端,則物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的下列說(shuō)法正確的是()A.物體在M點(diǎn)的重力勢(shì)能為-48JB.物體自M點(diǎn)起重力勢(shì)能再增加21J到最高點(diǎn)C.物體在整個(gè)過(guò)程中摩擦力做的功為-80JD.物體返回底端時(shí)的動(dòng)能為30J二、一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功及能的轉(zhuǎn)化和守恒定律【例3】在工廠的流水線上安裝有水平傳送帶,用水平傳送帶傳送工件,可大大提高工作效率.如圖所示,水平傳送帶以恒定速率v=2m/s,運(yùn)送質(zhì)量為m=kg的工件,工件都是以v0=1m/s的初速度從A位置滑上傳送帶.工件與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為SKIPIF1<0=,每當(dāng)前一個(gè)工件在傳送帶上停止相對(duì)滑動(dòng)后,后一個(gè)工件立即滑上傳送帶.取g=10m/s2.求:(1)傳送帶摩擦力對(duì)每個(gè)工件做的功.(2)每個(gè)工件與傳送帶之間因摩擦而產(chǎn)生的熱量.(3)傳送每個(gè)工件電動(dòng)機(jī)做的功.【例4】某海灣共占面積×107m2,漲潮時(shí)平均水深20m,此時(shí)關(guān)上水壩閘門,可使水位保持20m不變.退潮時(shí),壩外水位降至18m并保持不變,如圖所示.假如利用此水壩建設(shè)水電站,且重力勢(shì)能變?yōu)殡娔艿男适?0%,每天有兩次漲潮,問(wèn)該電站一天最多能發(fā)出多少電能?(g取10m/s三、功能關(guān)系的應(yīng)用【例5】如圖所示,一物體質(zhì)量m=2kg.在傾角為SKIPIF1<0=37°的斜面上的A點(diǎn)以初速度v0=3m/s下滑,A點(diǎn)距彈簧上端B的距離AB=4m.當(dāng)物體到達(dá)B后將彈簧壓縮到C點(diǎn),最大壓縮量BC=m,然后物體又被彈簧彈上去,彈到的最高位置為D點(diǎn),D點(diǎn)距A點(diǎn)AD=3m.擋板及彈簧質(zhì)量不計(jì),g取10m/s2.求:(1)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)SKIPIF1<0.(2)彈簧的最大彈性勢(shì)能Epm.【例6】如圖所示,傳送帶與水平面之間的夾角為SKIPIF1<0=30°,其上A、B兩點(diǎn)間的距離為L(zhǎng)=5m,傳送帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下以v=1m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng),現(xiàn)將一質(zhì)量為m=10kg的小物體(可視為質(zhì)點(diǎn))輕放在傳送帶的A點(diǎn),已知小物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)SKIPIF1<0,在傳送帶將小物體從A點(diǎn)傳送到B點(diǎn)的過(guò)程中,求:(1)傳送帶對(duì)小物體做的功.(2)電動(dòng)機(jī)做的功(g取10m/s2).【鞏固與提高】OABC1．如圖所示，一輕彈簧一端系在墻上的O點(diǎn)，自由伸長(zhǎng)到B點(diǎn)，今將一質(zhì)量為m的木塊靠著彈簧，將彈簧壓縮到A點(diǎn)，然后釋放，小木塊能在水平面上運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)而靜止，AC距離為s；若將小木塊系在彈簧上，在AOABCA．SKIPIF1<0＞sB．SKIPIF1<0=sC．SKIPIF1<0＜sD．以上B、C都有可能2．行駛中的汽車制動(dòng)后滑行一段距離，最后停下；流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的光焰；降落傘在空中勻速下降；條形磁鐵在下落過(guò)程中穿過(guò)閉合線圈，線圈中產(chǎn)生電流。上述不同想象中所包含的相同的物理過(guò)程是（）A．物體克服阻力做功B．物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量C．物體的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量D．物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量3．水平傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)，速度大小v，現(xiàn)將一小工件輕輕放在傳送帶上，它將在傳送帶上滑動(dòng)一小段距離后，速度才達(dá)到v，而與傳送帶相對(duì)靜止，設(shè)小工件質(zhì)量為m，它與傳送帶間的動(dòng)摩擦因素為μ，在m與皮帶相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中（）A．工件是變加速運(yùn)動(dòng)B．滑動(dòng)摩擦力對(duì)工件做功SKIPIF1<0C．工件相對(duì)傳送帶的位移大小為SKIPIF1<0D．工件與傳送帶因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能為SKIPIF1<04.(2022·濟(jì)寧統(tǒng)考)一塊質(zhì)量為m的木塊放在地面上,用一根彈簧連著木塊,如圖所示,用恒力F拉彈簧,使木塊離開(kāi)地面,如果力F的作用點(diǎn)向上移動(dòng)的距離為h,則()A.木塊的重力勢(shì)能增加了mghB.木塊的機(jī)械能增加了FhC.拉力所做的功為FhD.木塊的動(dòng)能增加了Fh5.如圖所示,質(zhì)量為M、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的小車靜止在光滑的水平面上.質(zhì)量為m的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))放在小車的最左端.現(xiàn)用一水平恒力F作用在小物塊上,使物塊從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng).物塊和小車之間的摩擦力為Ff.物塊滑到小車的最右端時(shí),小車運(yùn)動(dòng)的距離為l.在這個(gè)過(guò)程中,以下結(jié)論正確的是()A.物塊到達(dá)小車最右端時(shí)具有的動(dòng)能為(F-Ff)(l+s)B.物塊到達(dá)小車最右端時(shí),小車具有的動(dòng)能為FflC.物塊克服摩擦力所做的功為Ff(L+l)D.物塊和小車增加的機(jī)械能為Fl6.一物體獲得一豎直向上的初速度從某點(diǎn)開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度的方向始終豎直向下,大小為4m/s2,則正確的說(shuō)法是(g取10m/s2)()A.上升的過(guò)程中物體的機(jī)械能不斷增加,重力勢(shì)能增加B.下降的過(guò)程中物體的機(jī)械能不斷增加,重力勢(shì)能減小C.整個(gè)過(guò)程中物體的機(jī)械能不變D.物體下落回到拋出點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能和拋出時(shí)的機(jī)械能相等7.(2022·重慶模擬)將一物體從地面豎直上拋,設(shè)物體做上拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的空氣阻力大小恒定,物體在地面時(shí)的重力勢(shì)能為零,則物體從拋出到落回原地的過(guò)程中,物體的機(jī)械能E與物體距地面高度h的關(guān)系正確的是()8.沙河抽水蓄能電站自2022年投入運(yùn)行以來(lái),在緩解用電高峰電力緊張方面,取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益.抽水蓄能電站的工作原理是,在用電低谷時(shí)(如深夜),電站利用電網(wǎng)多余電能把水抽到高處蓄水池中,到用電高峰時(shí),再利用蓄水池中的水發(fā)電,如圖所示,蓄水池(上游水庫(kù))可視為長(zhǎng)方體,有效總庫(kù)容量(可用于發(fā)電)為V,蓄水后水位高出下游水面H,發(fā)電過(guò)程中上游水庫(kù)水位最大落差為d.統(tǒng)計(jì)資料表明,該電站年抽水用電為×108kW·h,年發(fā)電量為×108kW·h.則下列計(jì)算結(jié)果正確的是(水的密度為SKIPIF1<0,重力加速度為g,涉及重力勢(shì)能的計(jì)算均以下游水面為零勢(shì)能面)()A.能用于發(fā)電的水的最大重力勢(shì)能Ep=SKIPIF1<0VgHB.能用于發(fā)電的水的最大重力勢(shì)能Ep=SKIPIF1<0Vg（H-SKIPIF1<0）C.電站的總效率達(dá)75%D.該電站平均每天所發(fā)電能可供給一個(gè)大城市居民用電(電功率以105kW計(jì))約10h9.如圖所示，某要乘雪橇從雪坡經(jīng)A點(diǎn)滑到B點(diǎn)，接著沿水平路面滑至C點(diǎn)停止。人與雪橇的總質(zhì)量為70kg。右表中記錄了沿坡滑下過(guò)程中的有關(guān)數(shù)據(jù)，開(kāi)始時(shí)人與雪橇距水平路面的高度h=20m，請(qǐng)根據(jù)右表中的數(shù)據(jù)解決下列問(wèn)題：（1）人與雪橇從A到B的過(guò)程中，損失的機(jī)械能為多少？（2）設(shè)人與雪橇在BC段所受阻力恒定，求阻力的大小。（3）人與雪橇從B運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中所對(duì)應(yīng)的距離。（取g=10m/s2）位置ABC速度（m/s）0時(shí)刻（s）010．冰壺比賽是在水平冰面上進(jìn)行的體育項(xiàng)目，比賽場(chǎng)地示意如圖。比賽時(shí)，運(yùn)動(dòng)員從起滑架處推著冰壺出發(fā)，在投擲線AB處放手讓冰壺以一定的速度滑出，使冰壺的停止位置盡量靠近圓心O.為使冰壺滑行得更遠(yuǎn)，運(yùn)動(dòng)員可以用毛刷擦冰壺運(yùn)行前方的冰面，使冰壺與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)減小。設(shè)冰壺與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為SKIPIF1<0=，用毛刷擦冰面后動(dòng)摩擦因數(shù)減少至SKIPIF1<0=.在某次比賽中，運(yùn)動(dòng)員使冰壺C在投擲線中點(diǎn)處以2m/s的速度沿虛線滑出。為使冰壺C能夠沿虛線恰好到達(dá)圓心O點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)員用毛刷擦冰面的長(zhǎng)度應(yīng)為多少？（g取10m/s2）11.如圖所示,水平地面AB=10.0m,BCD是半徑為R=0.9m的光滑半圓軌道,O是圓心,DOB在同一豎直線上.一個(gè)質(zhì)量m=1.0kg的物體靜止在A點(diǎn).現(xiàn)用F=