四、能量守恒定律教案.doc

物理學科一對一輔導教案學生姓名校區(qū)年級高一學科物理授課教師馮老師上課時間 年 月 日第（ ）次課共（ ）次課課時：3課時教學課題能量守恒定律復習教案教學目標知識目標：（1） 清楚能量和做功的關系。（2） 知道并了解能量守恒的本質(zhì)并會用能量守恒定律解題。（3） 清楚彈簧在形變過程中的能量轉換。（4） 了解傳送帶運動過程中熱能的求法教學重點與難點重點：能量守恒定律的應用。難點：學會在實際問題中運用能量守恒定律解決問題。能量守恒定律知識梳理 知識點一、能量守恒定律 (1)內(nèi)容:能量既不會消滅,也不會創(chuàng)生,它只會從一種形式轉化為其他形式,或者從一個物體轉移到另一個物體,而在轉化和轉移的過程中,能量的總量保持不變. (2)導致能量守恒定律最后確立的兩類重要事實是:確認了永動機的不可能性和發(fā)現(xiàn)了各種自然現(xiàn)象之間的相互關系與轉化.知識點二、功和能量的轉化關系 （1）合外力對物體所做的功等于物體動能的增量 W合=Ek2一Ek1（動能定理） （2）只有重力做功（或彈簧的彈力）做功，物體的動能和勢能相互轉化，物體的機械能守恒。 （3）重力功是重力勢能變化的量度,即WG=EP重一（EP末一EP初) =EP初一EP末 （4）彈力功是彈性勢能變化的量度，即：W彈一EP彈一（EP末一EP初) =EP初一EP末 （5）除了重力，彈力以外的其他力做功是物體機械能變化的量度，即：W其他=E末一E初 （6）一對滑動摩擦力對系統(tǒng)做總功是系統(tǒng)機械能轉化為內(nèi)能的量度，即：fS相Q【典型例題1】如圖，一固定斜面傾角為30，一質(zhì)量為m的小物塊自斜面底端以一定的初速度，沿斜面向上做勻減速運動，加速度的大小等于重力加速度的大小g。若物塊上升的最大高度為H，則此過程中，物塊的() A動能損失了2mgH B動能損失了mgHC機械能損失了mgH D機械能損失了mgH 【典型例題2】如圖所示，在抗洪救災中，一架直升機通過繩索，用恒力F豎直向上拉起一個漂在水面上的木箱，使其由水面開始加速上升到某一高度，若考慮空氣阻力而不考慮空氣浮力，則在此過程中，以下說法正確的有()A力F所做功減去克服空氣阻力所做的功等于重力勢能的增量B木箱克服重力所做的功等于重力勢能的增量C力F、重力、空氣阻力三者合力所做的功等于木箱動能的增量D力F和空氣阻力的合力所做的功等于木箱機械能的增量 【同步訓練1】一顆子彈以某一水平速度擊中了靜止在光滑水平面上的木塊，并從中穿出對于這一過程，下列說法正確的是()A子彈減少的機械能等于木塊增加的機械能B子彈減少的動能等于木塊增加的動能C子彈減少的機械能等于木塊增加的動能與木塊增加的內(nèi)能之和D子彈減少的動能等于木塊增加的動能與子彈和木塊增加的內(nèi)能之和【同步訓練2】一塊長木板P放在固定斜面上，木板上又放物體M，P、M之間有摩擦，斜面和木板的摩擦不計，以恒力F沿斜面向上拉木板P，使之由靜止運動一段距離x1，M向上運動了x2，且x2v2.小物塊從A到B的過程中一直做減速運動，則()A小物塊到達B端的速度可能等于v2B小物塊到達B端的速度不可能等于零C小物塊的機械能一直在減少D小物塊所受合力一直在做負功 【同步訓練4】一質(zhì)量為M2.0 kg的小物塊隨足夠長的水平傳送帶一起運動，被一水平向左飛來的子彈擊中并從物塊中穿過，子彈和小物塊的作用時間極短，如圖甲所示地面觀察者記錄了小物塊被擊中后的速度隨時間變化關系如圖乙所示(圖中取向右運動的方向為正方向)已知傳送帶的速度保持不變，g取10 m/s2. (1)指出傳送帶速度v的方向及大小，說明理由(2)計算物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù).(3)子彈射穿物塊后系統(tǒng)有多少能量轉化為內(nèi)能？知識點五、系統(tǒng)的能量守恒注意：直接列等式，系統(tǒng)剛開始的能量等于系統(tǒng)后來的能量，人做的功屬于剛開始的能量，產(chǎn)生的熱能屬于后來的能量，巧選零勢能面 【典型例題1】如圖所示，離地面4m處的定滑輪上，用細繩懸掛兩物體，質(zhì)量分別為m1=1kg，m2=1.99kg。今有一速度v0=800m/s的質(zhì)量m=10g的子彈沿水平方向打入m2，并留在其中，當m2水平運動3m時，速度為2m/s。求在這過程中m2克服地面摩擦力做的功。（涉及動量守恒） 【典型例題2】一輛車通過一根跨過定滑輪的繩PQ提升井中質(zhì)量為m的物體，如圖828所示：繩的P端拴在車后的掛鉤上，Q端拴在物體上，設繩的總長不變；繩的質(zhì)量、定滑輪的質(zhì)量和尺寸、滑輪上的摩擦都忽略不計開始時，車在A點，左右兩側繩都已繃緊并且是豎直的，左側繩繩長為H提升時，車加速向左運動，沿水平方向從A經(jīng)過B駛向C設A到B的距離也為H，車經(jīng)過B點時的速度為vB求車由A移到B的過程中，繩Q端的拉力對物體做的功為多少 【典型例題3】如圖所示，光滑細桿AB、AC在A點連接，AB豎直放置，AC水平放置，兩相同的中心有小孔的小球M、N，分別套在AB和AC上，并用一細繩相連，細繩恰好被拉直，現(xiàn)由靜止釋放M、N，在運動過程中下列說法中正確的是 () AM球的機械能守恒 BM球的機械能減小 CM和N組成的系統(tǒng)的機械能守恒 D繩的拉力對N做負功【同步訓練1】如圖7所示，豎直平面內(nèi)放一直角桿MON，桿的水平部分粗糙，動摩擦因數(shù)0.2，桿的豎直部分光滑。兩部分各套有質(zhì)量均為1 kg的小球A和B，A、B球間用細繩相連。初始A、B均處于靜止狀態(tài)，已知：OA3 m，OB4 m，若A球在水平拉力的作用下向右緩慢地移動1 m(取g10 m/s2)，那么該過程中拉力F做功為()A14 J B10 J C6 J D4 J 【同步訓練2】如圖所示的裝置中，輕繩將A、B相連，B置于光滑水平面上，拉力F使B以1ms勻速的由P運動到Q,P、Q處繩與豎直方向的夾角分別為1=37，2=60.滑輪離光滑水平面高度h=2m，已知mA=10kg，mB=20kg，不計滑輪質(zhì)量和摩擦，求在此過程中拉力F做的功(取sin37=0.6，g取10ms2)知識點六、彈簧的功能轉化關系結論：弄清楚彈簧的三個特殊的位置，原長、彈力等于重力、彈力最大；物體下落的位置不同，彈力的最大值不一樣。 【典型例題1】如圖所示，質(zhì)量為m的物塊從A點由靜止開始下落，加速度為g，下落H到B點后與一輕彈簧接觸，又下落h后到達最低點C，在由A運動到C的過程中，空氣阻力恒定，則( )A物塊機械能守恒B物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒C物塊機械能減少mg(Hh)D物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機械能減少mg(Hh) 【典型例題2】如圖所示，一輕質(zhì)彈簧原長為l，豎直固定在水平面上，一質(zhì)量為m的小球從離水平面高為H處自由下落，正好壓在彈簧上，下落過程中小球遇到的空氣阻力恒為Ff，小球壓縮彈簧的最大壓縮量為x，則彈簧被壓到最短時的彈性勢能為()A(mgFf)(Hlx)Bmg(Hlx)Ff(Hl)CmgHFf(lx)Dmg(lx)Ff(Hlx) 【典型例題3】如圖所示，彈簧的一端固定在水平面上，另一端與質(zhì)量為1 kg的小球相連，小球原來處于靜止狀態(tài)現(xiàn)用豎直向上的拉力F作用在小球上，使小球開始向上做勻加速直線運動，經(jīng)0.2 s彈簧剛好恢復到原長，此時小球的速度為1 m/s，整個過程中彈簧始終在彈性限度內(nèi)，g取10 m/s2.則()A彈簧的勁度系數(shù)為100 N/mB在00.2 s內(nèi)拉力的最大功率為15 WC在00.2 s內(nèi)拉力對小球做的功等于1.5 JD在00.2 s內(nèi)小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒 【典型例題4】如圖7所示，勁度系數(shù)為k的輕彈簧下懸掛一個質(zhì)量為m的重物，處于靜止狀態(tài)，手托重物使之緩慢上移，直到彈簧恢復原長，然后放手使重物從靜止開始下落，重物下落過程中的最大速度為v，不計空氣阻力，則下列說法正確的是( )A小球速度最大時彈簧的彈性勢能為零B彈簧的彈性勢能最大時小球速度為零C手托重物緩慢上移時手對重物做功為W1D重物從靜止下落到速度最大過程中重物克服彈簧彈力所做的功為W2mv2【同步訓練1】兩木塊A、B用一輕彈簧拴接，靜置于水平地面上，如圖8甲所示?，F(xiàn)用一豎直向上的恒力F拉動木塊A，使木塊A由靜止向上做直線運動，如圖乙所示，當木塊A運動到最高點時，木塊B恰好要離開地面。在這一過程中，下列說法中正確的是(設此過程彈簧始終處于彈性限度內(nèi))() A木塊A的加速度先增大后減小B彈簧的彈性勢能先減小后增大C木塊A的動能先增大后減小D兩木塊A、B和輕彈簧組成的系統(tǒng)機械能先增大后減小 【同步訓練2】 如圖所示，一輕彈簧直立于水平地面上，質(zhì)量為m的小球從距離彈簧上端B點h高處的A點自由下落，在C點處小球速度達到最大x0表示B、C兩點之間的距離；Ek表示小球在C處的動能若改變高度h，則下列表示x0隨h變化的圖象和Ek隨h變化的圖象中正確的是(BC) 【同步訓練3】如圖所示，彈簧下面掛一質(zhì)量為m的物體，物體在豎直方向上作振幅為A的簡諧運動，當物體振動到最高點時，彈簧正好為原長。則物體在振動過程中 ( ) A物體在最低點時的彈力大小應為2mg B.彈簧的彈性勢能和物體動能總和不變 C彈簧的最大彈性勢能等于2mgA D物體的最大動能應等于mgA 【高考真題】 1 如圖所示，工廠利用皮帶傳輸機把貨物從地面運送到高出水平地面的C平臺上，C平臺離地面的高度一定運輸機的皮帶以一定的速度v順時針轉動且不打滑將貨物輕輕地放在A處，貨物隨皮帶到達平臺貨物在皮帶上相對滑動時，會留下一定長度的痕跡已知所有貨物與皮帶間的動摩擦因數(shù)為.若皮帶的傾角、運行速度v和貨物質(zhì)量m都可以改變，始終滿足tan ，可以認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力則()A當速度v一定時，傾角越大，運送時間越短B當傾角一定時，改變速度v，運送時間不變C當傾角和速度v一定時，貨物質(zhì)量m越大，皮帶上留下的痕跡越長D當傾角和速度v一定時，貨物質(zhì)量m越大，皮帶上摩擦產(chǎn)生的熱越多 2如圖所示，水平傳送帶AB長21 m，以6 m/s順時針勻速轉動，臺面與傳送帶平滑連接于B點，半圓形光滑軌道半徑R1.25 m，與水平臺面相切于C點，BC長x5.5 m，P點是圓弧軌道上與圓心O等高的一點一質(zhì)量為m1 kg的物塊(可視為質(zhì)點)，從A點無初速度釋放，物塊與傳送帶及臺面間的動摩擦因數(shù)均為0.1，則關于物塊的運動情況，下列說法正確的是( )A物塊不能到達P點B物塊能越過P點做斜拋運動C物塊能越過P點做平拋運動D物塊能到達P點，但不會出現(xiàn)選項B、C所描述的運動情況 3.如圖所示，傾角為30的光滑斜面的下端有一水平傳送帶，傳送帶正以6 m/s的速度運動，運動方向如圖所示一個質(zhì)量為2 kg的物體(物體可以視為質(zhì)點)，從h3.2 m高處由靜止沿斜面下滑，物體經(jīng)過A點時，不管是從斜面到傳送帶還是從傳送帶到斜面，都不計其動能損失物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.5，物體向左最多能滑到傳送帶左右兩端AB的中點處，重力加速度g10 m/s2，求：(1)物體由靜止沿斜面下滑到斜面末端需要多長時間；(2)傳送帶左右兩端AB間的距離l至少為多少；(3)上述過程中物體與傳送帶組成的系統(tǒng)產(chǎn)生的摩擦熱為多少 4.如圖所示，一質(zhì)量為m2 kg的滑塊從半徑為R0.2 m的光滑四分之一圓弧軌道的頂端A處由靜止滑下，A點和圓弧對應的圓心O點等高，圓弧的底端B與水平傳送帶平滑相接已知傳送帶勻速運行速度為v04 m/s，B點到傳送帶右端C點的距離為L2 m當滑塊滑到傳送帶的右端C點時，其速度恰好與傳送帶的速度相同(g10 m/s2)求：(1)滑塊到達底端B時對軌道的壓力；(2)滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)；(3)此過程中，由于滑塊與傳送帶之間的摩擦而產(chǎn)生的熱量Q. 5.如圖所示，AB為半徑R0.8 m的1/4光滑圓弧軌道，下端B恰與小車右端平滑對接。小車質(zhì)量M3 kg，車長L2.06 m，車上表面距地面的高度h0.2 m，現(xiàn)有一質(zhì)量m1 kg的滑塊，由軌道頂端無初速度釋放，滑到B端后沖上小車。已知地面光滑，滑塊與小車上表面間的動摩擦因數(shù)0.3，當車運動了t01.5 s時，車被地面裝置鎖定(g10 m/s2)。試求：(1)滑塊到達B端時，軌道對它支持力的大??；(2)車被鎖定時，車右端距軌道B端的距離；(3)從車開始運動到被鎖定的過程中，滑塊與車面間由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能大小。(4)滑塊落地點離車左端的水平距離 6.如圖所示，水平光滑地面上停放著一輛小車，左側靠在豎直墻壁上,小車的四分之一圓弧軌道AB光滑,在最低點B與水平軌道BC相切,BC的長度L=2 m,圓弧半徑R=1 m,整個軌道處于同一豎直平面內(nèi),可視為質(zhì)點的物塊從C點以8 m/s初速度向左運動,物塊與BC部分的動摩擦因數(shù)=0.7,已知物塊質(zhì)量為m=1 kg,小車的質(zhì)量M=3.5 kg(g=10 m/s2)求:(1)物塊到達圓弧軌道最低點B時對軌道的壓力及離開B點上升的最大高度.(2)物塊滑向B點后再經(jīng)多長時間離開小車及小車運動的最大速度.7如圖甲所示，ABC為豎直放置的半徑為0.1 m的半圓形軌道，在軌道的最低點A和最高點C各安裝了一個壓力傳感器，可測定小球在軌道內(nèi)側通過這兩點時對軌道的壓力為FA和FC。質(zhì)量為0.1 kg的小球，以不同的初速度v沖入ABC軌道。(g取10 m/s2)(最后結果可用根式表示)(1)若FA13 N，求小球滑經(jīng)A點時的速度vA的大?。?2)若FC和FA的關系圖線如圖乙所示且FA13 N，求小球由A滑至C的過程中損失的機械能。 8.如圖所示，固定斜面的傾角30，物體A與斜面之間的動摩擦因數(shù)為，輕彈簧下端固定在斜面底端，彈簧處于原長時上端位于C點用一根不可伸長的輕繩通過輕質(zhì)光滑的定滑輪連接物體A和B，滑輪右側繩子與斜面平行，A的質(zhì)量為2m，B的質(zhì)量為m，初始時物體A到C點的距離為L.現(xiàn)給A、B一初速度v0使A開始沿斜面向下運動，B向上運動，物體A將彈簧壓縮到最短后又恰好能彈到C點已知重力加速度為g，不計空氣阻力，整個過程中，輕繩始終處于伸直狀態(tài)，求此過程中：(1)物體A向下運動剛到C點時的速度；(2)彈簧的最大壓縮量；(3)彈簧中的最大彈性勢能 9如圖，質(zhì)量為M的小車靜止在光滑水平面上，小車AB段是半徑為R的四分之一圓弧光滑軌道，BC段是長為L的水平粗糙軌道，兩段軌道相切于B點。一質(zhì)量為m的滑塊在小車上從A點由靜止開始沿軌道滑下，重力加速度為g。(1)若固定小車，求滑塊運動過程中對小車的最大壓力；(2)若不固定小車，滑塊仍從A點由靜止下滑，然后滑入BC軌道，最后從C點滑出小車。已知滑塊質(zhì)量m，在任一時刻滑塊相對地面速度的水平分量是小車速度大小的2倍，滑塊與軌道BC間的動摩擦因數(shù)為，求：滑塊運動過程中，小車的最大速度大小vm；滑塊從B到C運動過程中，小車的位移大小s。 10如圖甲所示，一根輕質(zhì)彈簧左端固定在水平桌面上，右端放一個可視為質(zhì)點的小物塊，小物塊與彈簧不連接，小物塊的質(zhì)量為m2 kg，當彈簧處于原長時，小物塊靜止于O點現(xiàn)對小物塊施加一個外力，使它緩慢移動，壓縮彈簧至A點(壓縮量為xA)，此時彈簧的彈性勢能Ep2.3 J在這一過程中，所用外力與壓縮量的關系如圖乙所示然后突然撤去外力，讓小物塊沿桌面運動到B點后水平拋出已知A、B之間的距離為L0.65 m，水平桌面的高為h5 m，計算時，可認為滑動摩擦力等于最大靜摩擦力g取10 m/s2，求：圖15(1)在A點釋放小物塊后瞬間，小物塊的加速度；(2)小物塊落地點與桌邊B的水平距離【課后作業(yè)】1.假設某足球運動員罰點球直接射門時，球恰好從橫梁下邊緣踢進，此時的速度為v.橫梁下邊緣離地面的高度為h，足球質(zhì)量為m，運動員對足球做的功為W1，足球運動過程中克服空氣阻力做的功為W2，選地面為零勢能面，下列說法正確的是 ( )A運動員對足球做的功為W1mghmv2W2B足球機械能的變化量為W1W2C足球克服阻力做的功為W2mghmv2W1D運動員剛踢完球的瞬間，足球的動能為mghmv22光滑水平面上靜置一質(zhì)量為M的木塊，一質(zhì)量為m的子彈以水平速度v1射入木塊，以速度v2穿出，木塊速度變?yōu)関，在這個過程中，下列說法中正確的是( ) A子彈對木塊做的功為 B子彈對木塊做的功等于子彈克服阻力做的功 C子彈對木塊做的功等于木塊獲得的動能與子彈跟木塊間摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能之和 D子彈損失的動能轉變成木塊獲得的動能與子彈跟木塊間摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能之和ABCD圖5-6-2D3.如圖所示，一根輕彈簧下端固定，豎立在水平面上.其正上方A位置有一只小球.小球從靜止開始下落，在B位置接觸彈簧的上端，在C位置小球所受彈力大小等于重力，在D位置小球速度減小到零.小球下降階段下列說法中不正確的是( ) A.在B位置小球動能最大 B.在C位置小球動能最大 C.從AC位置小球重力勢能的減少大于小球動能的增加 D.從AD位置小球重力勢能的減少等于彈簧彈性勢能的增加4.如圖所示，水平傳送帶由電動