第一高级中学高中物理公开课优质课件精选——能的转化和守恒.ppt
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1、能的转化和守恒能的转化和守恒执教教师:XXX1理解功是能量转化的量度,明确各种力做功与对应能量转化关系2知道能量守恒定律的内容,并从能量守恒的角度分析解决相关问题3能够用功能关系和能量守恒定律,结合牛顿运动定律、圆周运动知识等处理综合性问题1功能关系(1)功能关系功是能量转化的量度即物体做了多少功就有多少能量发生转化,而且能的转化必须通过做功来实现(2)功和能的几种表达形式功和动能的关系:所有外力对物体所做功的代数和等于物体动能的增加量功和势能的关系:克服重力所做的功等于物体重力势能的增加量;弹簧弹力所做的功等于物体弹性势能的减少量功和机械能的关系:除重力(弹簧弹力)之外的其他力所做的功等于物
2、体机械能的增加量 研究功能关系时,要弄清力对“谁”做功,引起哪种能量形式的转化,从而实现对问题的解决2能量转化和守恒定律(1)内容:能量既不能凭空产生,也不能凭空消失它只能从一种形式转化为另一种形式,或从一个物体转移到另一个物体,在转化或转移的过程中其总量保持不变(2)可以从两个方面来理解:某种形式的能减少,一定存在另一种形式的能增加,且减少量和增加量相等某个物体的能量减少,一定存在另一个物体的能量增加且减少量和增加量相等(对应学生用书第66页) 1行驶中的汽车制动后滑行一段距离,最后停下;流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰;降落伞在空中匀速下降上述不同现象中所包含的相同的物理过程是(A)A物体
3、克服阻力做功B物体的动能转化为其他形式的能量C物体的重力势能转化为其他形式的能量D物体的机械能增加解析:汽车制动过程,受摩擦力的作用,动能转化为内能;流星在空中坠落,受空气阻力作用,摩擦生热产生光焰,动能和重力势能不断转化为内能;降落伞在空中匀速下降,受空气阻力作用,重力势能转化为内能. 故选项A正确2(2010年福建模拟)如图所示,一根轻弹簧下端固定,竖立在水平面上其正上方A位置有一只小球小球从静止开始下落,在B位置接触弹簧的上端,在C位置小球所受弹力大小等于重力,在D位置小球速度减小到零小球下降阶段下列说法中错误的是(A)A在B位置小球动能最大B在C位置小球动能最大C从AC位置小球重力势能
4、的减少大于小球动能的增加D从AD位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加解析:小球动能的增加用合外力做功来量度,AC小球受的合力一直向下,对小球做正功,使动能增加;CD小球受的合力一直向上,对小球做负功,使动能减小,所以B正确从AC小球重力势能的减少等于小球动能的增加和弹性势能之和,所以C正确A、D两位置动能均为零,重力做的正功等于弹力做的负功,所以D正确故选A.3一质量分布均匀的不可伸长的绳索重为G,A、B两端固定在水平的天花板上,如图所示,今在绳索的最低点C施加一竖直向下的力将绳绷直在此过程中绳索的重心位置将(A)A逐渐升高 B逐渐降低C先降低后升高 D始终不变解析:做功的过程就是能量
5、转化的过程,拉力做功的过程伴随着能量的转化拉力做功消耗了拉绳者的化学能使绳索的重力势能增加,所以绳索的重心将升高故本题正确选项为A.常见几种功能关系及摩擦力做功特点1常见几种功能关系功和能是两个密切联系的物理量,做功的过程是能量转化的过程,做多少功就有多少能量发生了转化,做功的正、负表示能的转化方向下面以图表方式展示力做功和相应能的转化关系2摩擦力做功特点选项诊断结论A由动能定理,货物动能的增加量等于货物合外力做的功mahB由功能关系,货物机械能的增量等于除重力以外的力做的功而不等于合外力做的功C由功能关系,重力势能的增量对应货物重力做的负功大小mghD由功能关系,货物机械能的增量为起重机拉力
6、做的功m(ga)h【例1】 已知货物的质量为m,在某段时间内起重机将货物以a的加速度加速升高h,则在这段时间内叙述正确的是(重力加速度为g)()A货物的动能一定增加mahmghB货物的机械能一定增加mahC货物的重力势能一定增加mahD货物的机械能一定增加mahmgh解析:逐项分析如下答案:D.针对训练11:质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动,设水对他的阻力大小恒为f,那么在他减速下降高度为h的过程中,下列说法正确的是(g为当地重力加速度)()A他的动能减少了fhB他的重力势能增加了mghC他的机械能减少了fhD他的机械能减少了(fmg)h解析:动能减少量等于克服合外力所做
7、的功,即(fmg)h,A选项错;重力势能减少了mgh,B选项错;机械能的减少量等于动能减少量和重力势能减少量之和,即fh,C选项对,D选项错答案:C.应用能量守恒定律的基本思路和步骤1基本思路(1)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;(2)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这也是我们列能量守恒定律方程式的两条基本思路2应用定律解题的思路(1)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(2)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(3)列出
8、能量守恒关系式:E减E增 应用能量守恒定律解决有关问题,关键是准确分析有多少种形式的能量在变化,求出减少的总能量E减和增加的总能量E增,然后再依据能量守恒定律列式求解【例2】 如图所示,AB是倾角为的粗糙直轨道,BCD是光滑的圆弧轨道,AB恰好在B点与圆弧相切,圆弧的半径为R.一个质量为m的物体(可以看做质点)从直轨道上的P点由静止释放,结果它能在两轨道间做往返运动已知P点与圆弧的圆心O等高,物体与轨道AB间的动摩擦因数为.求:(1)物体做往返运动的整个过程中在AB轨道上通过的总路程;(2)最终当物体通过圆弧轨道最低点E时,对圆弧轨道的压力大小;(3)为使物体能顺利到达圆弧轨道的最高点D,释放
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