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1、第第4 4课时能量守恒定律与能源课时能量守恒定律与能源1.功能关系功能关系(1)功功是是_的的量量度度，即即做做了了多多少少功功就就有有多多少少_发发生了生了转转化。化。(2)做做功功的的过过程程一一定定伴伴随随着着_，而而且且_必必须须通通过过做功来做功来实现实现。2.能源能源 能量能量转转化化能量能量能量的能量的转转化化能量的能量的转转化化3.能量耗散能量耗散(1)定定义义：在在能能量量的的转转化化过过程程中中，一一部部分分能能量量转转化化为为内内能能流流散散到到周周围围环环境境中中，我我们们无无法法把把这这些些内内能能收收集集起起来来重重新新利利用用，这这种种现现象叫做能量的耗散。象叫做
2、能量的耗散。(2)能能量量耗耗散散带带来来的的问问题题：一一是是可可利利用用的的能能源源越越来来越越少少，造造成成能能源源危危机机；二二是是使使环环境境吸吸收收的的耗耗散散能能量量越越来来越越多多，造造成成环环境境污污染染，温度升高。温度升高。4.能量守恒定律能量守恒定律(1)内内容容：能能量量既既不不会会消消灭灭，也也_。它它只只会会从从一一种种形形式式_为为其其他他形形式式，或或者者从从一一个个物物体体_到到另另一一个个物体，而在物体，而在转转化和化和转转移的移的过过程中，能量的程中，能量的总总量量_。(2)表达式：表达式：E减减_。不会不会创创生生转转化化转转移移保持不保持不变变E增增【
3、思考判断】【思考判断】1.物体在速度增大时，其机械能可能在减小物体在速度增大时，其机械能可能在减小()2.摩擦力在做功时，机械能一定会发生转化摩擦力在做功时，机械能一定会发生转化()3.力对物体做了多少功，物体就具有多少能力对物体做了多少功，物体就具有多少能()4.能量在转移或转化过程中，其总量会不断减少能量在转移或转化过程中，其总量会不断减少()5.在物体的机械能减少的过程中，动能有可能是增大的在物体的机械能减少的过程中，动能有可能是增大的()6.既既然然能能量量在在转转移移或或转转化化过过程程中中是是守守恒恒的的，故故没没有有必必要要节节约约能能源源()7.节约可利用能源的目的是为了减少污
4、染排放节约可利用能源的目的是为了减少污染排放()8.滑动摩擦力做功时，一定会引起机械能的转化滑动摩擦力做功时，一定会引起机械能的转化()9.一个物体的能量增加，必定有别的物体能量减少一个物体的能量增加，必定有别的物体能量减少()考点一功能关系能源考点一功能关系能源(c/d)要点突破要点突破功和能的关系如下：功和能的关系如下：【例例2】已已知知货货物物的的质质量量为为m，在在某某段段时时间间内内起起重重机机将将货货物物以以加加速速度度a加加速速提提升升h，则则在在这这段段时时间间内内叙叙述述正正确确的的是是(重重力力加加速速度度为为g)()A.货货物的物的动动能一定增加能一定增加mahmgh B
5、.货货物的机械能一定增加物的机械能一定增加mah C.货货物的重力物的重力势势能一定增加能一定增加mah D.货货物的机械能一定增加物的机械能一定增加mahmgh 解解析析准准确确把把握握功功和和对对应应能能量量变变化化之之间间的的关关系系是是解解答答此此类类问问题题的的关键关键，具体分析如下：具体分析如下：选项选项内容指向、联系分析内容指向、联系分析结论结论A动动能能定定理理，货货物物动动能能的的增增加加量量等等于于货货物物所所受受合合外外力力做的功做的功mah错误错误B功功能能关关系系，货货物物机机械械能能的的增增量量等等于于除除重重力力以以外外的的力力做的功而不等于合外力做的功做的功而不
6、等于合外力做的功错误错误C功功能能关关系系，重重力力势势能能的的增增量量等等于于货货物物克克服服重重力力做做的的功功mgh错误错误D功功能能关关系系，货货物物机机械械能能的的增增量量等等于于起起重重机机拉拉力力做做的的功功m(ga)h正确正确答案答案D针对训练针对训练1.有有人人设设想想在在夏夏天天用用电电冰冰箱箱来来降降低低房房间间的的温温度度。他他的的办办法法是是：关关好好房房间间的的门门窗窗，然然后后打打开开冰冰箱箱的的所所有有门门让让冰冰箱箱运运转转，且且不不考考虑虑房房间间内外内外热热量的量的传递传递。则则开机后，室内的温度将开机后，室内的温度将()A.升高升高B.保持不保持不变变C
7、.开机开机时时降低，停机降低，停机时时升高升高D.开机开机时时升高，停机升高，停机时时降低降低解解析析电电冰冰箱箱的的压压缩缩机机运运行行时时，一一部部分分电电能能转转化化为为内内能能，室室内内的温度将升高。的温度将升高。答案答案A 2.出出行行是是人人们们工工作作生生活活中中必必不不可可少少的的环环节节，出出行行的的工工具具五五花花八八门门，使使用用的的能能源源也也各各不不相相同同。自自行行车车、电电动动自自行行车车、普普通通汽汽车车消消耗耗能量的能量的类类型分型分别别是是()生物能生物能核能核能电电能能太阳能太阳能化学能化学能A.B.B.C.D.D.解解析析人人骑骑自自行行车车是是将将生生
8、物物能能转转化化为为机机械械能能；电电动动自自行行车车是是将将蓄蓄电电池池的的电电能能转转化化为为机机械械能能；普普通通汽汽车车是是将将汽汽油油的的化化学学能能转转化化为机械能为机械能，所以所以B正确。正确。答案答案B 答案答案A考点二能量守恒定律考点二能量守恒定律(c/d)要点突破要点突破1.对能量守恒定律的理解对能量守恒定律的理解(1)某某种种形形式式的的能能量量减减少少，一一定定存存在在其其他他形形式式的的能能量量增增加加，且且减少量和增加量一定相等。减少量和增加量一定相等。(2)某某个个物物体体的的能能量量减减少少，一一定定存存在在其其他他物物体体的的能能量量增增加加，且且减减少少量量
9、和和增增加加量量一一定定相相等等。这这也也是是我我们们列列能能量量守守恒恒定定律律方方程程式的两条基本思路。式的两条基本思路。2.能量守恒定律解题思路能量守恒定律解题思路典例剖析典例剖析【例例1】(2017温温州州模模拟拟)蹦蹦极极是是一一项项既既惊惊险险又又刺刺激激的的运运动动，深深受受年年轻轻人人的的喜喜爱爱。如如图图所所示示，蹦蹦极极者者从从P点点由由静静止止跳跳下下，到到达达A处处时时弹弹性性绳绳刚刚好好伸伸直直，继继续续下下降降到到最最低低点点B处处，B离离水水面面还还有有数数米米距距离离。蹦蹦极极者者(视视为为质质点点)在在其其下下降降的的整整个个过过程程中中，重重力力势势能能的的
10、减减少少量量为为E1，绳绳的的弹弹性性势势能能的的增增加加量量为为E2，克克服服空空气气阻阻力力做做的功的功为为W，则则下列下列说说法正确的是法正确的是()A.蹦蹦极者从极者从P到到A的运的运动过动过程中，机械能守恒程中，机械能守恒B.蹦蹦极者与极者与绳组绳组成的系成的系统统从从A到到B的运的运动过动过程中，机械能守恒程中，机械能守恒C.E1WE2D.E1E2W解解析析蹦蹦极极者者从从P到到A及及从从A到到B的的运运动动过过程程中中，由由于于有有空空气气阻阻力力做做功功，所所以以机机械械能能减减少少，选选项项A、B错错误误；整整个个过过程程中中重重力力势势能能的的减减少少量量等等于于绳绳的的弹
11、弹性性势势能能增增加加量量和和克克服服空空气气阻阻力力做做功功之之和和，即即E1WE2，选项选项C正确正确，选项选项D错误。错误。答案答案C【例例2】如如图图所所示示，光光滑滑水水平平面面AB与与竖竖直直面面内内的的半半圆圆形形导导轨轨在在B点点相相切切，半半圆圆形形导导轨轨的的半半径径为为R。一一个个质质量量为为m的的物物体体将将弹弹簧簧压压缩缩至至A点点后后由由静静止止释释放放，在在弹弹力力作作用用下下物物体体获获得得某某一一向向右右的的速速度度后后脱脱离离弹弹簧簧，当当它它经经过过B点点进进入入导导轨轨的的瞬瞬间间对对轨轨道道的的压压力力为为其其重重力力的的8倍倍，之之后后向向上上运运动
12、动恰恰能能到到达达最最高高点点C。(不不计计空空气气阻阻力力)试试求：求：(1)物体在物体在A点点时弹时弹簧的簧的弹弹性性势势能；能；(2)物体从物体从B点运点运动动至至C点的点的过过程中程中产产生的内能。生的内能。【例例3】如如图图所所示示，一一水水平平方方向向的的传传送送带带以以恒恒定定的的速速度度v v2 m/s 沿沿顺顺时时针针方方向向匀匀速速转转动动，传传送送带带右右端端固固定定着着一一光光滑滑的的四四分分之之一一圆圆弧弧面面轨轨道道，并并与与弧弧面面下下端端相相切切。一一质质量量m1 kg的的物物体体自自圆圆弧弧面面轨轨道道的的最最高高点点静静止止滑滑下下，圆圆弧弧轨轨道道的的半半
13、径径R0.45 m，物物体体与与传传送送带带之之间间的的动动摩摩擦擦因因数数为为0.2，不不计计物物体体滑滑过过曲曲面面与与传传送送带带交接交接处时处时的能量的能量损损失，失，传传送送带带足足够长够长，g10 m/s2，求：，求：(1)物体从第一次滑上物体从第一次滑上传传送送带带到离开到离开传传送送带经历带经历的的时间时间；(2)物物体体从从第第一一次次滑滑上上传传送送带带到到离离开开传传送送带带的的过过程程中中，传传送送带带对对物体做的功及由于摩擦物体做的功及由于摩擦产产生的生的热热量。量。答案答案(1)3.125 s(2)2.5 J12.5 J【方法总结】【方法总结】用能量观点分析传送带问
14、题用能量观点分析传送带问题传传送送带带模模型型因因初初始始条条件件，滑滑块块的的运运动动规规律律各各不不相相同同，但但总总体体而而言言可以从力和运动及能量转化观点分析。主要可分为两类：可以从力和运动及能量转化观点分析。主要可分为两类：(1)在在水水平平传传送送带带模模型型中中，摩摩擦擦力力对对滑滑块块所所做做的的功功与与滑滑块块动动能能增增量量相等；系统的摩擦热产生在滑块与传送带相对滑行阶段。相等；系统的摩擦热产生在滑块与传送带相对滑行阶段。(2)在在倾倾斜斜传传送送带带模模型型中中，摩摩擦擦力力和和重重力力对对滑滑块块做做功功的的代代数数和和等等于于滑块动能的增量。滑块动能的增量。针对训练针
15、对训练1.(2015浙浙江江10月月学学考考)画画作作瀑瀑布布如如图图所所示示。有有人人对对此此画画作作了了如如下下解解读读：水水流流从从高高处处倾倾泻泻而而下下，推推动动水水轮轮机机发发电电，又又顺顺着着水水渠渠流流动动，回回到到瀑瀑布布上上方方，然然后后再再次次倾倾泻泻而而下下，如如此此自自动动地地周周而而复始。复始。这这一解一解读违读违背了背了()A.库仑库仑定律定律 B.B.欧姆定律欧姆定律C.电荷守恒定律电荷守恒定律 D.D.能量守恒定律能量守恒定律解解析析水水从从高高处处倾倾泻泻而而下下，推推动动水水轮轮机机发发电电，水水减减少少的的重重力力势势能能一一部部分分转转化化为为电电能能
16、，水水的的机机械械能能减减少少，水水又又顺顺着着水水渠渠流流动动，回回到到瀑瀑布布上上方方，机机械械能能又又变变为为原原来来的的值值，这这违违背背了了能能量量守守恒恒定定律律，选选项项D正确。正确。答案答案D答案答案C答案答案280 J1.(如如图图)蹦蹦床床是是青青少少年年喜喜欢欢的的一一种种体体育育活活动动，蹦蹦床床边边框框用用弹弹簧簧固固定定有有弹弹性性网网角角，运运动动员员从从最最高高点点落落下下直直至至最最低低点点的的过过程程中中，空空气阻力大小恒定，气阻力大小恒定，则则运运动员动员()A.刚刚接触网面接触网面时时，动动能最大能最大B.机械能一直减少机械能一直减少C.重力重力势势能的
17、减少量等于能的减少量等于弹弹性性势势能的增加量能的增加量D.重力做功等于克服空气阻力做功重力做功等于克服空气阻力做功 解解析析当当运运动动员员受受到到的的弹弹力力、阻阻力力、重重力力三三力力的的合合力力为为零零时时加加速速度度为为零零，动动能能最最大大，A错错误误；在在此此过过程程中中除除重重力力外外，运运动动员员受受到到的的弹弹力力和和阻阻力力一一起起做做负负功功，所所以以运运动动员员的的机机械械能能减减小小，B正正确确；全过程由功能关系知全过程由功能关系知mghW阻阻Ep弹弹，所以所以C、D错误。错误。答案答案B2.质质量量为为m的的物物体体从从地地面面上上方方H高高处处无无初初速速释释放
18、放，落落到到地地面面后后出出现现一个深一个深为为h的坑，如的坑，如图图所示，在此所示，在此过过程中程中()A.重力重力对对物体做功物体做功mgHB.地面地面对对物体的平均阻力物体的平均阻力为为mgHC.外力外力对对物体做的物体做的总总功功为为零零D.物体重力物体重力势势能减少能减少mgH答案答案C 3.如如图图所所示示，木木块块放放在在光光滑滑水水平平面面上上，一一颗颗子子弹弹水水平平射射入入木木块块中中，受受到到阻阻力力为为f，射射入入深深度度为为d，此此过过程程木木块块位位移移为为s，下下列列说说法法中中不正确的是不正确的是()A.子子弹损弹损失的失的动动能能为为f(sd)B.木木块块增加
19、的增加的动动能能为为fsC.子子弹动弹动能的减少等于木能的减少等于木块动块动能的增加能的增加D.子子弹弹、木、木块块系系统总统总机械能的机械能的损损失失为为fd答案答案C 4.如如图图所所示示，在在同同一一竖竖直直平平面面内内，一一轻轻质质弹弹簧簧一一端端固固定定，另另一一自自由由端端恰恰好好与与水水平平线线AB平平齐齐，静静止止放放于于倾倾角角为为53的的光光滑滑斜斜面面上上。一一长长为为L9 cm的的轻轻质质细细绳绳一一端端固固定定在在O点点，另另一一端端系系一一质质量量为为m1 kg的的小小球球，将将细细绳绳拉拉至至水水平平，使使小小球球从从位位置置C由由静静止止释释放放，小小球球到到达达最最低低点点D时时，细细绳绳刚刚好好被被拉拉断断。之之后后小小球球在在运运动动过过程程中中恰恰好好沿沿斜斜面面方方向向将将弹弹簧簧压压缩缩，最最大大压压缩缩量量为为x5 cm。(取取g10 m/s2，sin 530.8，cos 530.6)求：求：(1)细绳细绳受到的拉力的最大受到的拉力的最大值值；(2)D点到水平点到水平线线AB的高度的高度h；(3)弹弹簧所簧所获获得的最大得的最大弹弹性性势势能能Ep。答案答案(1)30 N(2)16 cm(3)2.9 J