2019-2020学年高一下学期人教版物理必修二讲义：物理与STSE第七章机械能守恒定律

1、物理与STSE【情境提取】物理知识STSE中的，情境弹性势能(1)体育游乐：撑竿跳、蹦床、蹦极等中的弹性形变物体。(2)应用技术:车辆缓冲器装置。育面的转化与守恒(1)车辆类:太阳能汽车、充电自行车等。(2) “动能”武器类：子弹打木块等。摩擦力做功(1)传送带类:运送物体。(2)摩擦生热类：行车防摩擦起火。【信息破译】1 .看到“同一弹簧形变量相同”想到“弹性势能相等”。2 .看到“弹簧两端物体等速”，想到“弹簧最长或最短”。3 .看到“合力对物体做功”，想到“物体动能的变化”。4 .看到“杆绳连接体”，想到“两物体沿杆绳方向的分速度相等”。5 .看到“物体克服某力做了多少功”，想到“某力对

2、物体做多少负功”，6 .看到“机车匀加速启动结束”，想到“此时机车的功率达到额定功 率”。【典题训练】1.(2018 银川高一检测)如图所示为某中学科技小组制作的利用太阳 能驱动小车的装置。当太阳光照射到小车上方的光电板时,光电板中 产生的电流经电动机带动小车前进。若质量为m的小车在平直的水泥路上从静止开始沿直线加速行驶，经过时间t前进的距离为x,且速度达到最大值Vm，设这一过程中电动机的功率恒为P,小车所受阻力恒为F,那么这段时间内（）A.小车做匀加速运动B.小车受到的牵引力逐渐增大C.小车受到的合外力所做的功为 Pt1-2 VD.小车受到的牵引力做的功为 Fx+ $ m巾【解析】选臭小车在

3、运动方向上受向前的牵引力 Fi和向后的阻力F, 因为v增大,P不变，由P=Fiv,Fi-F=ma,得出Fi逐渐减小，a也逐渐减 小，当v=vm时,a=0,故A B项均错误;合外力做的功 WkPt-Fx,由动能1-2O 17定理得 W-Fx=m m ,故C项错误,D项正确。2 .在儿童乐园的蹦床项目中，小孩在两根弹性绳和蹦床的协助下实现上下弹跳。如图所示，某次蹦床活动中小孩静止时处于 。点，当其弹跳到最高点A后下落可将蹦床压到最低点B,小孩可看成质点，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.从A运动到。，小孩重力势能减少量大于动能增加量B.从O运动到B,小孩动能减少量等于蹦床弹性势能增加量C.从A

4、运动到B,小孩机械能减少量小于蹦床弹性势能增加量D.若从B返回到A,小孩机械能增加量等于蹦床弹性势能减少量【解析】选A。从A运动到O,小孩重力势能减少量等于动能增加量与 弹性绳的弹性势能的增加量之和，选项A正确；从O运动到B,小孩动 能和重力势能的减少量等于弹性绳和蹦床的弹性势能的增加量，选项B错误;从A运动到B,小孩机械能减少量大于蹦床弹性势能增加量， 选项C错误；若从B返回到A,小孩机械能增加量等于蹦床和弹性绳弹 性势能减少量之和，选项D错误。3 .如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中和为楔 块,和为垫板，楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦，在车厢相互撞击 使弹簧压缩的过程中 （）弹

5、簧盒A.缓冲器的机械能守恒B.摩擦力做功消耗机械能C.垫板的动能全部转化为内能D.弹簧的弹性势能全部转化为动能【解析】选B。由于车厢相互撞击弹簧压缩的过程中存在克服摩擦力做功，所以缓冲器的机械能减少，选项A错误,B正确；弹簧压缩的过程 中,垫板的动能转化为内能和弹簧的弹性势能，选项C、D错误。4 .飞机场上运送行李的装置为一水平放置的环形传送带，传送带的总 质量为M,其俯视图如图所示。现开启电动机，传送带达到稳定运行的 速度v后，将行李依次轻轻放到传送带上。若有 n件质量均为m的行 李需通过传送带运送给旅客。假设在转弯处行李与传送带无相对滑动 忽略皮带轮、电动机损失的能量。求从电动机开启到运送

6、完行李需要 消耗的电能为多少？；投放行李处；QL取齐季处：【解析】设行李与传送带间的动摩擦因数为 w,则传送带与行李间由 于摩擦产生的总热量Q=nt mgA xvt vt 由运动学公式得/ x=x传-x行=丫r2=2 又 a= w g,v= gt1联立解得:Q=2 nmV1 1 由能量守恒得E=Q+ MV+nX mV 所以电动机开启到运送完行李需消耗的电能为1E= - MV+nmV。1答案：=MV+nmV【补偿训练】构建和谐型、节约型社会深得民心，节能器材遍布于生活的方方面面，自动充电式电动车就是很好的一例，电动车的前轮装有发电机，发电 机与蓄电池连接。当骑车者用力蹬车或电动车自动滑行时 ,电动车就 可以连通发电机向蓄电池充电，将其他形式的能转化成电能储存起来。现有某人骑车以5 kJ的初动能在粗糙的水平路面上滑行，第一次 关闭自动充电装置，让车自由滑行，其动能随位移变化关系如图直线a 所示；第二次启动自动充电装置，其动能随位移变化关系如图曲线 b 所示，则第二次向蓄电池所充的电能可接近 （ ）A.5 kJ B.4 kJ C.3 kJ D.2 kJ【解析】选D。由题图直线a可知，电动车的动能8与滑行