教科版物理必修2 第四章 第5節(jié)機械能守恒定律6 能量轉(zhuǎn)化和守恒定律（講義）

1、.高中物理能量轉(zhuǎn)化和守恒定律一、考點打破知識點考綱要求題型說明能量轉(zhuǎn)化和守恒定律1. 掌握能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律；2. 純熟掌握能量守恒定律的表達式并能解決實際問題；3. 掌握摩擦力做功和產(chǎn)熱的計算。選擇題解答題本知識點是高考考察重點，每年必考，屬于動力學(xué)中較于綜合的內(nèi)容，涉及知識多，對各知識點能起到串聯(lián)的作用。在考試中常以綜合計算題出現(xiàn)。二、重難點提示重點：1. 純熟掌握守恒定律的表達式并能解決實際問題； 2. 理解能量守恒的物理思想。難點：1. 摩擦力做功與摩擦力產(chǎn)熱的區(qū)別； 2. 功和能量變化的對應(yīng)關(guān)系。一、能量守恒定律1. 內(nèi)容：能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為

2、另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變。2. 表達式：EE3. 列能量守恒定律方程的兩條根本思路：1某種形式的能量減少，一定存在其他形式的能量增加，且減少量和增加量一定相等；2某個物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等。4. 應(yīng)用能量守恒定律解題的步驟：1分清有多少形式的能如動能、勢能包括重力勢能、彈性勢能、電勢能、內(nèi)能等在變化；2明確哪種形式的能量增加，哪種形式的能量減少，并且列出減少的能量E和增加的能量E的表達式；3列出能量守恒關(guān)系式：EE。二、摩擦力做功的特點及應(yīng)用1. 靜摩擦力做功的特點：1靜摩擦力可以做正功，也

3、可以做負功，還可以不做功。2互相作用的一對靜摩擦力做功的代數(shù)和總等于零。3靜摩擦力做功時，只有機械能的互相轉(zhuǎn)移，不會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。2. 滑動摩擦力做功的特點：1滑動摩擦力可以做正功，也可以做負功，還可以不做功。2互相間存在滑動摩擦力的系統(tǒng)內(nèi)，一對滑動摩擦力做功將產(chǎn)生兩種可能效果：機械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；有一部分機械能在互相摩擦的物體間轉(zhuǎn)移，另外一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。3摩擦生熱的計算：QFfx，其中x為互相摩擦的兩個物體間的相對位移。從功的角度看，一對滑動摩擦力對系統(tǒng)做的功等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量；從能量的角度看，其他形式能量的減少量等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量。例題1 一圓弧形的槽，槽底放在程度地面上，槽的兩側(cè)與

4、光滑斜坡aa、bb相切，相切處a、b位于同一程度面內(nèi)，槽與斜坡在豎直平面內(nèi)的截面如下圖。一小物塊從斜坡aa上距程度面ab的高度為2h處沿斜坡自由滑下，并自a處進入槽內(nèi)，到達b后沿斜坡bb向上滑行，到達的最高處距程度面ab的高度為h；接著小物塊沿斜坡bb滑下并從b處進入槽內(nèi)反向運動，假設(shè)不考慮空氣阻力，那么A. 小物塊再運動到a處時速度變?yōu)榱鉈. 小物塊每次經(jīng)過圓弧槽最低點時對槽的壓力不同C. 小物塊不僅能再運動到a處，還能沿斜坡aa向上滑行，上升的最大高度為hD. 小物塊不僅能再運動到a處，還能沿斜坡aa向上滑行，上升的最大高度小于h思路分析：從a上方高2h處滑到b上方高h處時，由動能定理得0

5、0mghFfx，在圓槽的任意一點處有FN，從b點反向運動時，速度比第一次經(jīng)過槽時小，所以所需向心力減小，即FN減小，那么Ff會減小，所以x<mgh，所以到達a處時速度不會減為0，A錯誤；反向運動時，由動能定理得00mghhx，所以h>h，所以沿a向上滑的高度小于h，C錯誤，D正確；在最低點時，F(xiàn)Nmgm，每次經(jīng)過最低點，速度都比前一次小，所以FN都比前一次小，B正確。答案：BD例題2 如下圖，足夠長的傳送帶以恒定速率順時針運行。將一個物體輕輕放在傳送帶底端，第一階段物體被加速到與傳送帶具有一樣的速度，第二階段與傳送帶相對靜止，勻速運動到達傳送帶頂端。以下說法中正確的選項是A. 第一

6、階段摩擦力對物體做正功，第二階段摩擦力對物體不做功B. 第一階段摩擦力對物體做的功等于第一階段物體動能的增加C. 第一階段物體和傳送帶間的摩擦生熱等于第一階段物體機械能的增加量D. 物體從底端到頂端全過程機械能的增加量等于全過程物體與傳送帶間的摩擦生熱思路分析：第一階段物體與傳送帶間的摩擦力為滑動摩擦力，物體所受的摩擦力方向沿斜面向上，物體同時也向上運動，故摩擦力對物體做正功，第二階段段物體與傳送帶間的摩擦力為靜摩擦力，同樣對物體物體做正功，設(shè)傳送帶的速度為v，第一階段小物塊的位移為，傳送帶的位移為，故第一階段小物塊機械能的增加量等于 ，滑動摩擦力做功，即第一階段物體和傳送帶間的摩擦生熱等于第

7、一階段物體機械能的增加量，C正確，A錯誤；第一階段摩擦力對物體做的功等于第一階段物體動能的增加量與重力勢能的增加量之和，B錯誤；除重力外其它力做的功是機械能變化的量度，由于支持力不做功，故物體從底端到頂端全過程機械能的增加量等于全過程摩擦力對物體所做的功，大于全過程物體與傳送帶間的摩擦生熱，選項D錯誤。答案：C【易錯警示】滑動摩擦力做功，摩擦生熱是兩個不同的概念，滑動摩擦力做功不一定等于產(chǎn)生的熱量?？偡种涤?xùn)練：如下圖，質(zhì)量為M、長度為l的小車靜止在光滑程度面上，質(zhì)量為m的小物塊放在小車的最左端?，F(xiàn)用一程度恒力F作用在小物塊上，使它從靜止開場運動，物塊和小車之間摩擦力的大小為Ff，當(dāng)小車運動的位移為x時，物塊剛好滑到小車的最右端。假設(shè)小物塊可視為質(zhì)點，那么A. 物塊受到的摩擦力對物塊做的功與小車受到的摩擦力對小車做功的代數(shù)和為零B. 整個過程物塊和小車間摩擦產(chǎn)生的熱量為FflC. 小車的末動能為FfxD. 整個過程，物塊和小車增加的機械