能量守恒与可持续发展

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,专题归纳整合,章末综合检测,本章优化总结,知识网络构建,知识网络构建,能量守恒与可持续发展,机械能,动能和势能的转化,机械能守恒定律,能量,能源的开发和利用,专题归纳整合,做功与势能的变化问题,1,重力势能,(1),重力势能的变化：重力对物体做的功等于物体重力势能的减少，即,W,G,E,p,，与是否有其他力对物体做功无关,(2),重力势能的变化与参考平面的选取无关,例,1,图,4,1,图,4,2,机械能守恒定律及应用问题,1,判断系统机械能是否守恒的方法,(1),用做功来判定,对某一系统，若只有重力和系统内弹力做功，其他力不做功，则该系统机械能守恒,(2),用能量转化来判定,若物体系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体系统机械能守恒,2,机械能守恒定律的表达式,(1),E,1,E,2,，系统原来的机械能等于系统后来的机械能,(2),E,k,E,p,0,，系统变化的动能与系统变化的势能之和为零,(3),E,A,增,E,B,减,，系统内,A,物体增加的机械能等于,B,物体减少的机械能,第一种表达式是从,“,守恒,”,的角度反映机械能守恒，解题时必须选取零势能面，而后两种表达式都是从,“,转化,”,的角度来反映机械能守恒，不必选取零势能面,3,机械能守恒定律应用的思路,(1),根据要求的物理量确定研究对象和研究过程,(2),分析外力和内力的做功情况或能量转化情况，确认机械能守恒,(3),选取参考面，表示出初、末状态的机械能,(4),列出机械能守恒定律方程及相关辅助方程,(5),求出未知量,例,2,如图,4,3,所示，在倾角为,30,的光滑斜面上，有一劲度系数为,k,的轻质弹簧，其一端固定在挡板,C,上，另一端连接一质量为,m,的物体,A,.,有一细绳通过定滑轮，细绳的一端系在物体,A,上,(,细绳与斜面平行,),，另一端系有一细绳套图示中物体,A,处于静止状态，当在细绳套上轻轻挂上一个质量为,m,的物体,B,后，物体,A,将沿斜面向上运动，试求：,(1),未挂物体,B,时，弹簧的形变量；,(2),物体,A,的最大速度值,图,4,3,功能关系的应用问题,不同性质的力做功对应不同形式能的转化，功是能量转化的量度,1,合外力做的功等于物体动能的增量，即动能定理：,W,合,E,k,.,2,重力做功引起重力势能的变化，,W,G,E,p,.,3,除重力和弹力以外的力做功，引起机械能和其他形式能之间的转化，,W,其他,E,.,4,一对相互作用的滑动摩擦力做功引起内能的变化，,Q,f,滑,s,相对,(,注意：一对相互作用的滑动摩擦力所做功的代数和，其绝对值等于滑动摩擦力与相对位移的乘积，等于系统产生的内能，也等于系统损失的机械能,),5,用功能关系解题的步骤,(1),分清有多少种形式的能,(,如动能、势能等,),在变化,(2),分别列出减少的能量,E,减,和增加的能量,E,增,的表达式,(3),根据某个力做功对应的特定能量变化来列式求解,例,3,如图,4,4,所示，质量为,M,、长为,l,的木板,A,以某一初速度在光滑水平面上向右运动现将另一质量为,m,的木块,B,(,可视为质点,),轻放在,A,的右端，当,B,滑动到,A,的最左端时，恰能与,A,相对静止，此时测得木块,B,对地面发生的位移为,s,.,若,A,、,B,间的动摩擦因数为,，则在这一过程中，,A,、,B,构成的系统产生的热量为,_,，木块,B,的动能增加了,_,，木板,A,的动能减少了,_,图,4,4,【精讲精析】,由题意知木板,A,对木块,B,的滑动摩擦力,f,方向向右，,B,对,A,的滑动摩擦力,f,方向向左，且,f,f,mg,，所以,A,、,B,系统由于存在滑动摩擦力而产生的热量为,Q,热,fl,mgl,.,由功能关系知，滑动摩擦力,f,对,B,做正功，即,W,f,E,k,B,fs,mgs,；,木板,A,减少的动能为,f,对,A,所做的负功，,即,E,k,A,W,f,f,(,l,s,),mg,(,l,s,),，,即木板,A,的动能减少了,mg,(,l,s,),【答案】,mgl,mgs,mg,(,l,s,),章末综合检测,