四、能量守恒定律教案.doc

物理学科一对一辅导教案学生姓名校区年级高一学科物理授课教师冯老师上课时间 年 月 日第（ ）次课共（ ）次课课时：3课时教学课题能量守恒定律复习教案教学目标知识目标：（1） 清楚能量和做功的关系。（2） 知道并了解能量守恒的本质并会用能量守恒定律解题。（3） 清楚弹簧在形变过程中的能量转换。（4） 了解传送带运动过程中热能的求法教学重点与难点重点：能量守恒定律的应用。难点：学会在实际问题中运用能量守恒定律解决问题。能量守恒定律知识梳理 知识点一、能量守恒定律 (1)内容:能量既不会消灭,也不会创生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变. (2)导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是:确认了永动机的不可能性和发现了各种自然现象之间的相互关系与转化.知识点二、功和能量的转化关系 （1）合外力对物体所做的功等于物体动能的增量 W合=Ek2一Ek1（动能定理） （2）只有重力做功（或弹簧的弹力）做功，物体的动能和势能相互转化，物体的机械能守恒。 （3）重力功是重力势能变化的量度,即WG=EP重一（EP末一EP初) =EP初一EP末 （4）弹力功是弹性势能变化的量度，即：W弹一EP弹一（EP末一EP初) =EP初一EP末 （5）除了重力，弹力以外的其他力做功是物体机械能变化的量度，即：W其他=E末一E初 （6）一对滑动摩擦力对系统做总功是系统机械能转化为内能的量度，即：fS相Q【典型例题1】如图，一固定斜面倾角为30，一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度，沿斜面向上做匀减速运动，加速度的大小等于重力加速度的大小g。若物块上升的最大高度为H，则此过程中，物块的() A动能损失了2mgH B动能损失了mgHC机械能损失了mgH D机械能损失了mgH 【典型例题2】如图所示，在抗洪救灾中，一架直升机通过绳索，用恒力F竖直向上拉起一个漂在水面上的木箱，使其由水面开始加速上升到某一高度，若考虑空气阻力而不考虑空气浮力，则在此过程中，以下说法正确的有()A力F所做功减去克服空气阻力所做的功等于重力势能的增量B木箱克服重力所做的功等于重力势能的增量C力F、重力、空气阻力三者合力所做的功等于木箱动能的增量D力F和空气阻力的合力所做的功等于木箱机械能的增量 【同步训练1】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子弹减少的动能等于木块增加的动能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【同步训练2】一块长木板P放在固定斜面上，木板上又放物体M，P、M之间有摩擦，斜面和木板的摩擦不计，以恒力F沿斜面向上拉木板P，使之由静止运动一段距离x1，M向上运动了x2，且x2v2.小物块从A到B的过程中一直做减速运动，则()A小物块到达B端的速度可能等于v2B小物块到达B端的速度不可能等于零C小物块的机械能一直在减少D小物块所受合力一直在做负功 【同步训练4】一质量为M2.0 kg的小物块随足够长的水平传送带一起运动，被一水平向左飞来的子弹击中并从物块中穿过，子弹和小物块的作用时间极短，如图甲所示地面观察者记录了小物块被击中后的速度随时间变化关系如图乙所示(图中取向右运动的方向为正方向)已知传送带的速度保持不变，g取10 m/s2. (1)指出传送带速度v的方向及大小，说明理由(2)计算物块与传送带间的动摩擦因数.(3)子弹射穿物块后系统有多少能量转化为内能？知识点五、系统的能量守恒注意：直接列等式，系统刚开始的能量等于系统后来的能量，人做的功属于刚开始的能量，产生的热能属于后来的能量，巧选零势能面 【典型例题1】如图所示，离地面4m处的定滑轮上，用细绳悬挂两物体，质量分别为m1=1kg，m2=1.99kg。今有一速度v0=800m/s的质量m=10g的子弹沿水平方向打入m2，并留在其中，当m2水平运动3m时，速度为2m/s。求在这过程中m2克服地面摩擦力做的功。（涉及动量守恒） 【典型例题2】一辆车通过一根跨过定滑轮的绳PQ提升井中质量为m的物体，如图828所示：绳的P端拴在车后的挂钩上，Q端拴在物体上，设绳的总长不变；绳的质量、定滑轮的质量和尺寸、滑轮上的摩擦都忽略不计开始时，车在A点，左右两侧绳都已绷紧并且是竖直的，左侧绳绳长为H提升时，车加速向左运动，沿水平方向从A经过B驶向C设A到B的距离也为H，车经过B点时的速度为vB求车由A移到B的过程中，绳Q端的拉力对物体做的功为多少 【典型例题3】如图所示，光滑细杆AB、AC在A点连接，AB竖直放置，AC水平放置，两相同的中心有小孔的小球M、N，分别套在AB和AC上，并用一细绳相连，细绳恰好被拉直，现由静止释放M、N，在运动过程中下列说法中正确的是 () AM球的机械能守恒 BM球的机械能减小 CM和N组成的系统的机械能守恒 D绳的拉力对N做负功【同步训练1】如图7所示，竖直平面内放一直角杆MON，杆的水平部分粗糙，动摩擦因数0.2，杆的竖直部分光滑。两部分各套有质量均为1 kg的小球A和B，A、B球间用细绳相连。初始A、B均处于静止状态，已知：OA3 m，OB4 m，若A球在水平拉力的作用下向右缓慢地移动1 m(取g10 m/s2)，那么该过程中拉力F做功为()A14 J B10 J C6 J D4 J 【同步训练2】如图所示的装置中，轻绳将A、B相连，B置于光滑水平面上，拉力F使B以1ms匀速的由P运动到Q,P、Q处绳与竖直方向的夹角分别为1=37，2=60.滑轮离光滑水平面高度h=2m，已知mA=10kg，mB=20kg，不计滑轮质量和摩擦，求在此过程中拉力F做的功(取sin37=0.6，g取10ms2)知识点六、弹簧的功能转化关系结论：弄清楚弹簧的三个特殊的位置，原长、弹力等于重力、弹力最大；物体下落的位置不同，弹力的最大值不一样。 【典型例题1】如图所示，质量为m的物块从A点由静止开始下落，加速度为g，下落H到B点后与一轻弹簧接触，又下落h后到达最低点C，在由A运动到C的过程中，空气阻力恒定，则( )A物块机械能守恒B物块和弹簧组成的系统机械能守恒C物块机械能减少mg(Hh)D物块和弹簧组成的系统机械能减少mg(Hh) 【典型例题2】如图所示，一轻质弹簧原长为l，竖直固定在水平面上，一质量为m的小球从离水平面高为H处自由下落，正好压在弹簧上，下落过程中小球遇到的空气阻力恒为Ff，小球压缩弹簧的最大压缩量为x，则弹簧被压到最短时的弹性势能为()A(mgFf)(Hlx)Bmg(Hlx)Ff(Hl)CmgHFf(lx)Dmg(lx)Ff(Hlx) 【典型例题3】如图所示，弹簧的一端固定在水平面上，另一端与质量为1 kg的小球相连，小球原来处于静止状态现用竖直向上的拉力F作用在小球上，使小球开始向上做匀加速直线运动，经0.2 s弹簧刚好恢复到原长，此时小球的速度为1 m/s，整个过程中弹簧始终在弹性限度内，g取10 m/s2.则()A弹簧的劲度系数为100 N/mB在00.2 s内拉力的最大功率为15 WC在00.2 s内拉力对小球做的功等于1.5 JD在00.2 s内小球和弹簧组成的系统机械能守恒 【典型例题4】如图7所示，劲度系数为k的轻弹簧下悬挂一个质量为m的重物，处于静止状态，手托重物使之缓慢上移，直到弹簧恢复原长，然后放手使重物从静止开始下落，重物下落过程中的最大速度为v，不计空气阻力，则下列说法正确的是( )A小球速度最大时弹簧的弹性势能为零B弹簧的弹性势能最大时小球速度为零C手托重物缓慢上移时手对重物做功为W1D重物从静止下落到速度最大过程中重物克服弹簧弹力所做的功为W2mv2【同步训练1】两木块A、B用一轻弹簧拴接，静置于水平地面上，如图8甲所示。现用一竖直向上的恒力F拉动木块A，使木块A由静止向上做直线运动，如图乙所示，当木块A运动到最高点时，木块B恰好要离开地面。在这一过程中，下列说法中正确的是(设此过程弹簧始终处于弹性限度内)() A木块A的加速度先增大后减小B弹簧的弹性势能先减小后增大C木块A的动能先增大后减小D两木块A、B和轻弹簧组成的系统机械能先增大后减小 【同步训练2】 如图所示，一轻弹簧直立于水平地面上，质量为m的小球从距离弹簧上端B点h高处的A点自由下落，在C点处小球速度达到最大x0表示B、C两点之间的距离；Ek表示小球在C处的动能若改变高度h，则下列表示x0随h变化的图象和Ek随h变化的图象中正确的是(BC) 【同步训练3】如图所示，弹簧下面挂一质量为m的物体，物体在竖直方向上作振幅为A的简谐运动，当物体振动到最高点时，弹簧正好为原长。则物体在振动过程中 ( ) A物体在最低点时的弹力大小应为2mg B.弹簧的弹性势能和物体动能总和不变 C弹簧的最大弹性势能等于2mgA D物体的最大动能应等于mgA 【高考真题】 1 如图所示，工厂利用皮带传输机把货物从地面运送到高出水平地面的C平台上，C平台离地面的高度一定运输机的皮带以一定的速度v顺时针转动且不打滑将货物轻轻地放在A处，货物随皮带到达平台货物在皮带上相对滑动时，会留下一定长度的痕迹已知所有货物与皮带间的动摩擦因数为.若皮带的倾角、运行速度v和货物质量m都可以改变，始终满足tan ，可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力则()A当速度v一定时，倾角越大，运送时间越短B当倾角一定时，改变速度v，运送时间不变C当倾角和速度v一定时，货物质量m越大，皮带上留下的痕迹越长D当倾角和速度v一定时，货物质量m越大，皮带上摩擦产生的热越多 2如图所示，水平传送带AB长21 m，以6 m/s顺时针匀速转动，台面与传送带平滑连接于B点，半圆形光滑轨道半径R1.25 m，与水平台面相切于C点，BC长x5.5 m，P点是圆弧轨道上与圆心O等高的一点一质量为m1 kg的物块(可视为质点)，从A点无初速度释放，物块与传送带及台面间的动摩擦因数均为0.1，则关于物块的运动情况，下列说法正确的是( )A物块不能到达P点B物块能越过P点做斜抛运动C物块能越过P点做平抛运动D物块能到达P点，但不会出现选项B、C所描述的运动情况 3.如图所示，倾角为30的光滑斜面的下端有一水平传送带，传送带正以6 m/s的速度运动，运动方向如图所示一个质量为2 kg的物体(物体可以视为质点)，从h3.2 m高处由静止沿斜面下滑，物体经过A点时，不管是从斜面到传送带还是从传送带到斜面，都不计其动能损失物体与传送带间的动摩擦因数为0.5，物体向左最多能滑到传送带左右两端AB的中点处，重力加速度g10 m/s2，求：(1)物体由静止沿斜面下滑到斜面末端需要多长时间；(2)传送带左右两端AB间的距离l至少为多少；(3)上述过程中物体与传送带组成的系统产生的摩擦热为多少 4.如图所示，一质量为m2 kg的滑块从半径为R0.2 m的光滑四分之一圆弧轨道的顶端A处由静止滑下，A点和圆弧对应的圆心O点等高，圆弧的底端B与水平传送带平滑相接已知传送带匀速运行速度为v04 m/s，B点到传送带右端C点的距离为L2 m当滑块滑到传送带的右端C点时，其速度恰好与传送带的速度相同(g10 m/s2)求：(1)滑块到达底端B时对轨道的压力；(2)滑块与传送带间的动摩擦因数；(3)此过程中，由于滑块与传送带之间的摩擦而产生的热量Q. 5.如图所示，AB为半径R0.8 m的1/4光滑圆弧轨道，下端B恰与小车右端平滑对接。小车质量M3 kg，车长L2.06 m，车上表面距地面的高度h0.2 m，现有一质量m1 kg的滑块，由轨道顶端无初速度释放，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t01.5 s时，车被地面装置锁定(g10 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端的距离；(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小。(4)滑块落地点离车左端的水平距离 6.如图所示，水平光滑地面上停放着一辆小车，左侧靠在竖直墙壁上,小车的四分之一圆弧轨道AB光滑,在最低点B与水平轨道BC相切,BC的长度L=2 m,圆弧半径R=1 m,整个轨道处于同一竖直平面内,可视为质点的物块从C点以8 m/s初速度向左运动,物块与BC部分的动摩擦因数=0.7,已知物块质量为m=1 kg,小车的质量M=3.5 kg(g=10 m/s2)求:(1)物块到达圆弧轨道最低点B时对轨道的压力及离开B点上升的最大高度.(2)物块滑向B点后再经多长时间离开小车及小车运动的最大速度.7如图甲所示，ABC为竖直放置的半径为0.1 m的半圆形轨道，在轨道的最低点A和最高点C各安装了一个压力传感器，可测定小球在轨道内侧通过这两点时对轨道的压力为FA和FC。质量为0.1 kg的小球，以不同的初速度v冲入ABC轨道。(g取10 m/s2)(最后结果可用根式表示)(1)若FA13 N，求小球滑经A点时的速度vA的大小；(2)若FC和FA的关系图线如图乙所示且FA13 N，求小球由A滑至C的过程中损失的机械能。 8.如图所示，固定斜面的倾角30，物体A与斜面之间的动摩擦因数为，轻弹簧下端固定在斜面底端，弹簧处于原长时上端位于C点用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B，滑轮右侧绳子与斜面平行，A的质量为2m，B的质量为m，初始时物体A到C点的距离为L.现给A、B一初速度v0使A开始沿斜面向下运动，B向上运动，物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点已知重力加速度为g，不计空气阻力，整个过程中，轻绳始终处于伸直状态，求此过程中：(1)物体A向下运动刚到C点时的速度；(2)弹簧的最大压缩量；(3)弹簧中的最大弹性势能 9如图，质量为M的小车静止在光滑水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一圆弧光滑轨道，BC段是长为L的水平粗糙轨道，两段轨道相切于B点。一质量为m的滑块在小车上从A点由静止开始沿轨道滑下，重力加速度为g。(1)若固定小车，求滑块运动过程中对小车的最大压力；(2)若不固定小车，滑块仍从A点由静止下滑，然后滑入BC轨道，最后从C点滑出小车。已知滑块质量m，在任一时刻滑块相对地面速度的水平分量是小车速度大小的2倍，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为，求：滑块运动过程中，小车的最大速度大小vm；滑块从B到C运动过程中，小车的位移大小s。 10如图甲所示，一根轻质弹簧左端固定在水平桌面上，右端放一个可视为质点的小物块，小物块与弹簧不连接，小物块的质量为m2 kg，当弹簧处于原长时，小物块静止于O点现对小物块施加一个外力，使它缓慢移动，压缩弹簧至A点(压缩量为xA)，此时弹簧的弹性势能Ep2.3 J在这一过程中，所用外力与压缩量的关系如图乙所示然后突然撤去外力，让小物块沿桌面运动到B点后水平抛出已知A、B之间的距离为L0.65 m，水平桌面的高为h5 m，计算时，可认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力g取10 m/s2，求：图15(1)在A点释放小物块后瞬间，小物块的加速度；(2)小物块落地点与桌边B的水平距离【课后作业】1.假设某足球运动员罚点球直接射门时，球恰好从横梁下边缘踢进，此时的速度为v.横梁下边缘离地面的高度为h，足球质量为m，运动员对足球做的功为W1，足球运动过程中克服空气阻力做的功为W2，选地面为零势能面，下列说法正确的是 ( )A运动员对足球做的功为W1mghmv2W2B足球机械能的变化量为W1W2C足球克服阻力做的功为W2mghmv2W1D运动员刚踢完球的瞬间，足球的动能为mghmv22光滑水平面上静置一质量为M的木块，一质量为m的子弹以水平速度v1射入木块，以速度v2穿出，木块速度变为v，在这个过程中，下列说法中正确的是( ) A子弹对木块做的功为 B子弹对木块做的功等于子弹克服阻力做的功 C子弹对木块做的功等于木块获得的动能与子弹跟木块间摩擦产生的内能之和 D子弹损失的动能转变成木块获得的动能与子弹跟木块间摩擦产生的内能之和ABCD图5-6-2D3.如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上.其正上方A位置有一只小球.小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到零.小球下降阶段下列说法中不正确的是( ) A.在B位置小球动能最大 B.在C位置小球动能最大 C.从AC位置小球重力势能的减少大于小球动能的增加 D.从AD位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加4.如图所示，水平传送带由电动