2018高中物理 第七章 机械能守恒定律 7.13 深入理解能量守恒定律学案 新人教版必修2.doc

深入理解能量守恒定律一、考点突破知识点考纲要求题型分值能量守恒定律会利用能量守恒定律处理物理问题选择题计算题68分二、重难点提示能量守恒定律的理解和应用。一、多种多样的能量能量形式含 义实 例机械能机械能是与物体的运动或位置的高度、形变相关的能量，表现为动能和势能。流动的河水、被拉开的弓、声音等内能内能是组成物体的分子的无规则运动所具有的动能和势能的总和一切由分子构成的物质电能电能是与电有关的能量电器设备所消耗的能量都是电能电磁能电磁能是以各种各样的电磁波的形式传播的能量可见光、紫外线、微波和红外线等核能核能是一种储存在原子核内部的能量，原子核发生核反应时，会释放出巨大的能量核潜艇、核电站、核武器等化学能化学能是指储存在化合物的化学键里的能量巧克力、燃料等都储存有化学能二、常见能量间的转化三、能量守恒定律内容能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。表达式对定律的理解某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等，即某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等，即这是我们列能量守恒定律方程式的两条基本思路应用能量守恒定律的解题步骤分清有多少形式的能如动能、势能(包括重力势能、弹性势能、电势能)、内能等在变化。明确哪种形式的能量增加，哪种形式的能量减少，并且列出减少的能量E减和增加的能量E增的表达式。列出能量守恒关系式：注意第一类永动机无法制造（不需要任何动力和燃料，却能不断地对外做功的机器）能量的转移和转化具有方向性对于能量的利用效率，一定小于100%例题1 一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块，并从中穿出。对于这一过程，下列说法正确的是（）A. 子弹减少的机械能等于木块增加的机械能B. 子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于系统产生的热量C. 子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和D. 子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块增加的内能之和思路分析：由能量守恒定律可知，对子弹来讲，减少的机械能一是用于木块增加的动能，二是用于增加木块和子弹的内能，即二者间滑动摩擦力做功，D对。对子弹和木块组成的系统来讲，减少的机械能只用来增加它们的内能，B对，A、C错。答案：BD例题2 悠悠球是一种流行的健身玩具，具有很浓的趣味性，备受学生的欢迎，悠悠球类似“滚摆”，对称的左右两轮通过固定轴连接（两轮均用透明塑料制成），轴上套一个可以自由转动的圆筒，圆筒上系条长约1 m的棉线，玩时手掌向下，用力向正下方掷出悠悠球，当滚到最低处时，轻抖手腕，向上拉一下绳线，悠悠球将返回到你的手上，如图所示。悠悠球在运动过程中（）A. 一边转动一边向下运动，由于重力做功，悠悠球越转越快，动能不断增大，悠悠球的势能转变为动能B. 在悠悠球上下运动中，由于发生动能和势能的相互转化，因此机械能守恒C. 在悠悠球上下运动中，由于空气阻力和绳子与固定轴之间摩擦力的作用，会损失一部分能量D. 在悠悠球转到最低点绳子将要开始向上缠绕时，轻抖手腕，向上拉一下绳线，给悠悠球提供能量思路分析：悠悠球向下运动时由于重力做正功，动能一定增大，势能转化为动能，选项A正确；悠悠球在上下运动的过程中由于有阻力做功，所以会损失一部分机械能，机械能不守恒，若不及时补充能量则其上升的高度会越来越低，因此可在悠悠球运动到最低点时轻抖手腕，向上拉一下绳线，给其补充能量，故选项C、D正确，B错误。答案：ACD例题3 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，当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送给旅客，假设在转弯处行李与传送带间无相对运动，忽略皮带轮、电动机损失的能量。求从电动机开启到运送完行李需要消耗的电能为多少？思路分析：解答本题关键要知道电动机对外做的功转化传送带的动能、行李的动能和因摩擦产生的内能一对摩擦力做的总功等于产生的内能。设行李与传送带间的动摩擦因数为，则行李与传送带间由于摩擦而产生的总热量：由运动学公式可得：又联立解得由能量守恒定律可知：故电动机消耗的电能为：答案：从电动机开启到运送完行李需要消耗的电能为【高频疑点】用动力学和能量观点处理多过程问题用动力学和能量观点处理多过程问题，是历年高考考查的热点，此类题目综合性较强，难度中等偏上。涉及的知识点主要有机械能守恒定律、功能关系和滑动摩擦力做功与能量转化的关系三大类，失分情况比较严重。针对这种情况，对此类问题可按如下两条思路进行分析：（1）若一个物体参与了多个运动过程，有的过程只涉及运动和力的问题或只要求分析物体的动力学特点，则要用动力学方法求解。（2）若某过程涉及到做功和能量转化问题，则要考虑应用动能定理或机械能守恒定律求解。满分训练：如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相切，半圆形导轨的半径为R。一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧，当它经过B点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍，之后向上运动恰能到达最高点C。（不计空气阻力）试求：（1）物体在A点时弹簧的弹性势能；（2）物体从B点运动至C点的过程中产生的内能。思路分析：（1）设物体在B点的速度为vB，所受弹力为，则有mgm，又8mg，由能量守恒定律可知：弹性势能。（2）设物体在C点的速度为vC，由题意可知：mgm物体由B点运动到C点的过程中，由能量守恒定律得：解得QmgR。答案：（1）mgR（2）mgR