人教版高中物理必修2第七章机械能守恒定律第10节能量守恒定律与能源习题课（共20张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理必修2第七章机械能守恒定律第10节能量守恒定律与能源习题课（共20张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-06-10 12:04:18 | ||
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文档简介
(共20张PPT)
7.10能量守恒定律与能源
功能关系及其应用
功能关系的理解与应用
1.功能关系概述
(1)不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的，做功的过程就是能量之间转化的过程.
(2)功是能量转化的量度.做了多少功，就有多少能量发生转化.
功
能量转化
关系式
重力做功
重力势能的改变
WG＝－ΔEp
弹力做功
弹性势能的改变
WF＝－ΔEp
合外力做功
动能的改变
W合＝ΔEk
2.功与能的关系：由于功是能量转化的量度，某种力做功往往与某一种具体形式的能量转化相联系，具体功能关系如下表：
除重力、系统内弹力以
外的其他力做功
机械能的改变
W＝ΔE机
两物体间滑动摩擦力对
物体系统做功
内能的改变
Ff·x相对＝Q
功能原理
质量为m的物体下落过程中，经过高度h1处速度为v1，下落至高度h2处速度为v2，空气阻力恒为f
，分析由h1下落到h2过程中机械能的变化。
根据动能定理，有
下落过程中重力对物体做功，重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量。取地面为参考平面，有：
由以上两式可以得到：
功能原理
?
例1 如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对
轨道没有压力.已知AP＝2R，重力加速度为g，
则小球从P到B的运动过程中
A.重力做功2mgR
B.机械能减少mgR
C.合外力做功mgR
图2
解析
答案
√
解析 重力做功与路径无关，所以WG＝mgR，选项A错；
克服摩擦力做的功等于机械能的减少量，故选项D对.
例2
一小滑块A在力F的作用下沿固定斜面向下运动了一段距离。若已知此过程中，拉力F做功数值为W1，斜面对滑块的摩擦力做功数值为W2，重力做功数值为W3（
W1
、W2、
W3都取绝对值），则：
⑴小滑块动能增量为__________
⑵小滑块重力势能增量为______
⑶小滑块机械能增量为________
W1-W2＋W3
-W3
W1-W2
变式训练
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mgh
B．木块的机械能增加了Fh
C．拉力所做的功为Fh
D．木块的动能增加了Fh
C
例3
一质量均匀的不可伸长的绳索(其重力不可忽略)．A、B两端固定在天花板上，如图所示，今在最低点C施加一竖直向下的力将绳索拉至D点，在此过程中，绳索的重心位置将( )
A．逐渐升高 B．逐渐降低
C．先降低后升高
D．始终不变
A
答案：Ek=20J
例4
一物体以100J的初动能滑上足够长的粗糙的斜面。当物体的动能减少80J时，物体的机械能减少32J。求物体滑回到原出发点时的动能。
摩擦力做功的功能关系
1.静摩擦力做功的特点
(1)静摩擦力可以做正功，也可以做负功,还可以不做功.
(2)相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零。
(3)静摩擦力做功时，只有机械能的相互转移,不会转化为内能。
2.滑动摩擦力做功的特点
(1)滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功,还可以不做功.
(2)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:
①机械能全部转化为内能，
②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.
(3)摩擦生热的计算:Q=
fs相对路程.其中s为相互摩擦的两个物体间的相对位移(若有往返,则为相对路程)。
例1
如图所示，质量为M、长为l的木板B置于光滑的水平地面C上，质量为m的小铁块A以水平速度v0冲上木板B,小铁块正好不从木板上掉下。已知A、B间的动摩擦因数为μ，这一过程中木板对地的位移为x
,重力加速度为g，求:
(1)木板增加的动能;
(2)小铁块减少的动能;
(3)系统机械能的减少量;
(4)系统产生的热量。
A.?此时物块的动能为F?f)(s+l)
B.?这一过程中，物块对小车所做的功为f（s+l)
C.?这一过程中，物块和小车系统产生的内能为fl
D.?这一过程中，物块和小车系统增加的机械能为Fs
变式训练1
如图，长度为ll的小车静止在光滑的水平面上，可视为质点的小物块放在小车的最左端。将一水平恒力F作用在小物块上，物块和小车之间的摩擦力大小为f。当小车运动的位移为s时，物块刚好滑到小车的最右端，下列判断正确的有(
)
变式训练2
质量为m的子弹以水平速度v0射人水平面上静止的木块中,木块质量为M.当子弹进人木块中的深度为d时,子弹和木块的速度均为v.若木块和子弹的相互作用力恒定,木块与水平面间的摩擦不计,试求在这一过程中:
(1)子弹和木块间相互作用力F.
(2)木块前进的位移l.
例2
如图所示，AB为半径R=1.25m的1/4光滑圆弧轨道，轨道的最低点BB通过一段光滑平面BC与一粗糙斜面CD平滑连接，斜面的倾角θ=37°，斜面的髙度与A点等高，质量为m的小物块从A点由静止滑下，滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25.(g=10m/s2)求：
(1)滑块滑到B点的速度大小；
(2)滑块在斜面上滑行的总路程．
7.10能量守恒定律与能源
功能关系及其应用
功能关系的理解与应用
1.功能关系概述
(1)不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的，做功的过程就是能量之间转化的过程.
(2)功是能量转化的量度.做了多少功，就有多少能量发生转化.
功
能量转化
关系式
重力做功
重力势能的改变
WG＝－ΔEp
弹力做功
弹性势能的改变
WF＝－ΔEp
合外力做功
动能的改变
W合＝ΔEk
2.功与能的关系：由于功是能量转化的量度，某种力做功往往与某一种具体形式的能量转化相联系，具体功能关系如下表：
除重力、系统内弹力以
外的其他力做功
机械能的改变
W＝ΔE机
两物体间滑动摩擦力对
物体系统做功
内能的改变
Ff·x相对＝Q
功能原理
质量为m的物体下落过程中，经过高度h1处速度为v1，下落至高度h2处速度为v2，空气阻力恒为f
，分析由h1下落到h2过程中机械能的变化。
根据动能定理，有
下落过程中重力对物体做功，重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量。取地面为参考平面，有：
由以上两式可以得到：
功能原理
?
例1 如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对
轨道没有压力.已知AP＝2R，重力加速度为g，
则小球从P到B的运动过程中
A.重力做功2mgR
B.机械能减少mgR
C.合外力做功mgR
图2
解析
答案
√
解析 重力做功与路径无关，所以WG＝mgR，选项A错；
克服摩擦力做的功等于机械能的减少量，故选项D对.
例2
一小滑块A在力F的作用下沿固定斜面向下运动了一段距离。若已知此过程中，拉力F做功数值为W1，斜面对滑块的摩擦力做功数值为W2，重力做功数值为W3（
W1
、W2、
W3都取绝对值），则：
⑴小滑块动能增量为__________
⑵小滑块重力势能增量为______
⑶小滑块机械能增量为________
W1-W2＋W3
-W3
W1-W2
变式训练
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mgh
B．木块的机械能增加了Fh
C．拉力所做的功为Fh
D．木块的动能增加了Fh
C
例3
一质量均匀的不可伸长的绳索(其重力不可忽略)．A、B两端固定在天花板上，如图所示，今在最低点C施加一竖直向下的力将绳索拉至D点，在此过程中，绳索的重心位置将( )
A．逐渐升高 B．逐渐降低
C．先降低后升高
D．始终不变
A
答案：Ek=20J
例4
一物体以100J的初动能滑上足够长的粗糙的斜面。当物体的动能减少80J时，物体的机械能减少32J。求物体滑回到原出发点时的动能。
摩擦力做功的功能关系
1.静摩擦力做功的特点
(1)静摩擦力可以做正功，也可以做负功,还可以不做功.
(2)相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零。
(3)静摩擦力做功时，只有机械能的相互转移,不会转化为内能。
2.滑动摩擦力做功的特点
(1)滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功,还可以不做功.
(2)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:
①机械能全部转化为内能，
②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.
(3)摩擦生热的计算:Q=
fs相对路程.其中s为相互摩擦的两个物体间的相对位移(若有往返,则为相对路程)。
例1
如图所示，质量为M、长为l的木板B置于光滑的水平地面C上，质量为m的小铁块A以水平速度v0冲上木板B,小铁块正好不从木板上掉下。已知A、B间的动摩擦因数为μ，这一过程中木板对地的位移为x
,重力加速度为g，求:
(1)木板增加的动能;
(2)小铁块减少的动能;
(3)系统机械能的减少量;
(4)系统产生的热量。
A.?此时物块的动能为F?f)(s+l)
B.?这一过程中，物块对小车所做的功为f（s+l)
C.?这一过程中，物块和小车系统产生的内能为fl
D.?这一过程中，物块和小车系统增加的机械能为Fs
变式训练1
如图，长度为ll的小车静止在光滑的水平面上，可视为质点的小物块放在小车的最左端。将一水平恒力F作用在小物块上，物块和小车之间的摩擦力大小为f。当小车运动的位移为s时，物块刚好滑到小车的最右端，下列判断正确的有(
)
变式训练2
质量为m的子弹以水平速度v0射人水平面上静止的木块中,木块质量为M.当子弹进人木块中的深度为d时,子弹和木块的速度均为v.若木块和子弹的相互作用力恒定,木块与水平面间的摩擦不计,试求在这一过程中:
(1)子弹和木块间相互作用力F.
(2)木块前进的位移l.
例2
如图所示，AB为半径R=1.25m的1/4光滑圆弧轨道，轨道的最低点BB通过一段光滑平面BC与一粗糙斜面CD平滑连接，斜面的倾角θ=37°，斜面的髙度与A点等高，质量为m的小物块从A点由静止滑下，滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25.(g=10m/s2)求：
(1)滑块滑到B点的速度大小；
(2)滑块在斜面上滑行的总路程．