2017-2018学年同步备课套餐之高一物理教科版版必修2模块要点回眸：第四章 第28点

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第28点体会应用能量守恒定律解题的简便性用能量守恒的观点去分析、解决物理问题具有简便、适用范围广等优点,同学们要逐步养成用能量守恒的观点分析、解决问题的习惯.一般应用能量守恒定律解题要分三步走：第一步：分清有多少种形式的能（如机械能、内能）在变化.第二步:分别找出所有减少的能量和所有增加的能量。第三步：利用增加的能量与减少的能量相等列式计算。对点例题如图1所示为某探究活动小组设计的节能运动系统.斜面轨道倾角为θ＝30°，质量为M的木箱与轨道间的动摩擦因数为μ＝eq\f（\r(3)，6）.木箱在轨道顶端时，自动装货装置将质量为m的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速度滑下，在轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，再重复上述过程。若这种节能运动系统能实现,则M与m需要满足什么关系?图1解题指导解法一分阶段应用能量守恒定律设弹簧压缩至最短时的弹性势能为Ep，在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，重力势能减少,弹性势能增加，摩擦力做功产生内能，设顶端到最低点的长度为l，由能量守恒定律得（M＋m)glsinθ＝μ(M＋m)glcosθ＋Ep在木箱从最低点上滑至顶端的过程中，重力势能增加，弹性势能减少，摩擦力做功产生内能,由能量守恒定律得Ep＝Mglsinθ＋μMglcosθ联立两式解得m＝2M.解法二全过程应用能量守恒定律木箱与货物从顶端开始下滑到木箱返回到斜面顶端的全过程中，弹性势能不变，重力势能减少，摩擦力做功产生内能,设顶端到最低点的长度为l,由能量守恒定律得mglsinθ＝μ(M＋m）glcosθ＋μMglcosθ解得m＝2M。答案m＝2M1。如图2所示，一个粗细均匀的U形管内装有同种液体，液体质量为m。U形管的左端开口，右端用盖板A密闭，两边液面高度差为h，U形管内液体的总长度为4h，拿去盖板,液体开始运动,由于管壁的阻力作用，最终管内液体停止运动，则该过程中产生的内能为(）图2A.eq\f(1,16)mgh B。eq\f（1，8）mghC.eq\f（1,4）mgh D.eq\f(1，2）mgh答案A解析去掉右侧盖板之后，液体向左侧流动，最终两侧液面相平，液体的重力势能减少，减少的重力势能转化为内能.如图所示，最终状态可等效为右侧eq\f(1,2）h的液柱移到左侧管中，即增加的内能等于该液柱减少的重力势能,则Q＝eq\f（1,8）mg·eq\f（1,2）h＝eq\f（1,16)mgh，故A正确。2.如图3所示,一块足够长的平板静止在光滑的水平面上，其质量M＝2kg，一滑块以v0＝12m/s的初速度冲上平板，滑块的质量m＝1kg，滑块与平板间的动摩擦因数μ＝0.4，g＝10m/s2。求最终滑块与平板由于摩擦产生的热量.图3答案48J解析滑块的加速度大小a1＝eq\f（μmg,m)＝0.4×10m/s2＝4m/s2平板的加速度大小a2＝eq\f(μmg,M）＝eq\f（0。4×1×10,2）m/s2＝2m/s2最终滑块与平板具有共同速度v.则v＝v0－a1t,v＝a2t代入数据解得v＝4m/s由能量守恒定律知Q＝eq\f（1,2)mveq\o\al(

2，0)－eq\f(1,2)（M＋m)v2代入数据得Q＝48J。

攀上山峰，见识险峰