机械能守恒定律与能量守恒定律的关系

机械能守恒定律习题（6）能量守恒定律2012-4-5

一、基础知识

1.在只有摩擦力做功的系统中，系统动能减少量等于热量的增加,即: 。 2.摩擦力做功转化为热能Q，即Q= ，其中d为 。 3.如图所示，在水平轨道上有一轻质弹簧，左端固定在墙M上，右端恰好处于斜坡最低点O，弹簧正好为原长。光滑坡道顶端距水平面高度为h=5m，质量为mA=2kg的小物块A 从坡道顶端由静止滑下。已知在OM段，物块A与水平面间的动摩擦因数为μ=0.25，其余各处的摩擦不计，g=10m/s2。求：（1）

3

物块A第一次滑到O点时的速度v的大小；（2）若弹簧的劲度系数k=1×10N/m，则弹簧最大压缩量d是多少？（设弹簧处于原长时弹性势能为零）（3）若物块A能够被弹回到坡道上，则它能够上升的最大高度是多少？ 二、基础练习

1.如图所示，质量m1=0.3kg 的小车静止在光滑的水平面上，车长L足够长，现有质量m2=0.2 kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0=5 m/s从左端滑上小车，当物块对地位移x2=2.1m的时候与小车保

课时作业18 机械能守恒定律 能的转化和守恒定律

时间：45分钟 满分：100分

一、选择题(8×8′＝64′)

1．下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动．在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是( )

图1

解析：依据机械能守恒条件：只有重力做功的情况下，物体的机械能才能保持守恒，由此可见，A、B均有外力F参与做功，D中有摩擦力做功，故A、B、D均不符合机械能守恒的条件，故答案为C.

答案：C

2．在一种叫做“蹦极跳”的运动中，质量为m的游戏者身系一根长为L、弹性优良的轻质柔软橡皮绳，从高处由静止开始下落1.5 L时到达最低点，若在下落过程中不计空气阻力，则从橡皮绳开始拉紧，到游戏者到达最低点的过程中，以下说法错误的是( )

A．速度先增大后减小 C．动能增加了mgL

B．加速度先减小后增大 1

D．重力势能减少了mgL

2

解析：橡皮绳拉紧的开始阶段：mg－F＝ma，a向下减小，但速度增加，当mg＝F以后，又有：F－mg＝ma′，a′向上增大，速度减小，故

高中物理

机械能守恒定律 功能关系

（一）功、功率及动能定理的应用 【典型例题】

例1．如图2-2-3所示，小物体位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平地面上，从地面上看，在小物体

沿斜面下滑的过程中，斜面对小物体的作用力（ ）

A、垂直于接触面，做功为零； B、垂直于接触面，做功不为零； C、不垂直于接触面，做功为零； D、不垂直于接触面，做功不为零。

解：由于斜面是光滑的，斜面对物体的作用力只有支持力N，方向一定垂直于斜面。若斜面固定不动，

物体沿斜面运动时，支持力N与物体位移方向垂直，不做功，但当斜面不固定时，物体沿斜面下滑的同时，在N的反作用力作用下，斜面要向后退，如图2-2-3所示，物体参与了两个分运动：沿斜面的下滑；随斜面的后移，物体的合位移l与支持力N的夹角α大于90°，故支持力N对物体做负功，做功不为零。选项D正确。 例2．质量为M的长木板放在光滑的水平面上(如图 2-2-4所示)，一个质量为m的滑块以某一速度沿木板表面从A点滑至B点，在木板上前进了Lm，而木板前进Sm．若滑块与木板间动摩擦因数为μ，问：

(1)摩擦力对滑块所做功多大？

(2)摩擦力对木板所做功多大？

解：(1)滑块受力情况如图2-2-5(甲)所示，摩擦力对滑

高中物理

机械能守恒定律 功能关系

（一）功、功率及动能定理的应用 【典型例题】

例1．如图2-2-3所示，小物体位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平地面上，从地面上看，在小物体

沿斜面下滑的过程中，斜面对小物体的作用力（ ）

A、垂直于接触面，做功为零； B、垂直于接触面，做功不为零； C、不垂直于接触面，做功为零； D、不垂直于接触面，做功不为零。

解：由于斜面是光滑的，斜面对物体的作用力只有支持力N，方向一定垂直于斜面。若斜面固定不动，

物体沿斜面运动时，支持力N与物体位移方向垂直，不做功，但当斜面不固定时，物体沿斜面下滑的同时，在N的反作用力作用下，斜面要向后退，如图2-2-3所示，物体参与了两个分运动：沿斜面的下滑；随斜面的后移，物体的合位移l与支持力N的夹角α大于90°，故支持力N对物体做负功，做功不为零。选项D正确。 例2．质量为M的长木板放在光滑的水平面上(如图 2-2-4所示)，一个质量为m的滑块以某一速度沿木板表面从A点滑至B点，在木板上前进了Lm，而木板前进Sm．若滑块与木板间动摩擦因数为μ，问：

(1)摩擦力对滑块所做功多大？

(2)摩擦力对木板所做功多大？

解：(1)滑块受力情况如图2-2-5(甲)所示，摩擦力对滑

能量守恒定律应用专题

1、几种功能关系

⑴．合力做功量度了物体的动能变化：W合=ΔEK

⑵．重力做功量度了物体的重力势能的变化：WG=－ΔEPG ⑶．弹簧的弹力做功量度了弹性势能的变化：W弹=－ΔEP弹 ⑸．系统内相互作用的摩擦力做功：

a．系统内的一对静摩擦力做功：一对静摩擦力对系统做功的代数和为零，其作用是在系统内各物体间传递机械能。

b、系统内一对滑动摩擦力做功的代数和为负

其作用是使系统的部分机械能转化为系统的内能，Q= fS相对。 ⑹．电场力做功量度了电势能的变化：WE=－ΔEPE 2、能量守恒定律解题思路 （1） 明确研究对象

（2） 确定运动过程，分析过程中能量转化情况，明确哪些能增加，哪些能减少 （3） 据ΔE增=ΔE减列方程求解 练 习

1.将小球竖直上抛,经一段时间落回抛出点,若小球所受的空气阻力与速度成正比,对其上升过程和下降过程损失的机械能进行比较,下列说法中正确的是( A ) A.上升损失的机械能大于下降损失的机械能 B.上升损失的机械能小于下降损失的机械能 C.上升损失的机械能等于下降损失的机械能 D.无法比较

2.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

第3课时 功能关系 能量守恒定律

考纲解读 1.知道功是能量转化的量度，掌握重力的功、弹力的功、合力的功与对应的能量转化关系.2.知道自然界中的能量转化，理解能量守恒定律，并能用来分析有关问题．

考点一 功能关系的应用力学中几种常见的功能关系 功 合外力做正功 重力做正功 弹簧弹力做正功 电场力做正功 其他力(除重力、弹力外)做正功 能量的变化 动能增加 重力势能减少 弹性势能减少 电势能减少 机械能增加 例1 如图1所示，在升降机内固定一光滑的斜面体，一轻弹簧的一端连在位于斜面体上方的固定木板B上，另一端与质量为m的物块A相连，弹簧与斜面平行．整个系统由静止开始加速上升高度h的过程中( )

图1

A．物块A的重力势能增加量一定等于mgh

B．物块A的动能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的代数和 C．物块A的机械能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的代数和

D．物块A和弹簧组成的系统的机械能增加量等于斜面对物块的支持力和B对弹簧的拉力做功的代数和

解析 由于斜面光滑，物块A静止时弹簧弹力与斜面支持力的合力与重力平衡，当整个装置加速上升时，由牛顿第二定律可知物块A受到的合力应向上，故弹簧伸长量增加，物块A相对斜面下滑一段距

第3课时 功能关系 能量守恒定律

考纲解读 1.知道功是能量转化的量度，掌握重力的功、弹力的功、合力的功与对应的能量转化关系.2.知道自然界中的能量转化，理解能量守恒定律，并能用来分析有关问题．

考点一 功能关系的应用力学中几种常见的功能关系 功 合外力做正功 重力做正功 弹簧弹力做正功 电场力做正功 其他力(除重力、弹力外)做正功 能量的变化 动能增加 重力势能减少 弹性势能减少 电势能减少 机械能增加 例1 如图1所示，在升降机内固定一光滑的斜面体，一轻弹簧的一端连在位于斜面体上方的固定木板B上，另一端与质量为m的物块A相连，弹簧与斜面平行．整个系统由静止开始加速上升高度h的过程中( )

图1

A．物块A的重力势能增加量一定等于mgh

B．物块A的动能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的代数和 C．物块A的机械能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的代数和

D．物块A和弹簧组成的系统的机械能增加量等于斜面对物块的支持力和B对弹簧的拉力做功的代数和

解析 由于斜面光滑，物块A静止时弹簧弹力与斜面支持力的合力与重力平衡，当整个装置加速上升时，由牛顿第二定律可知物块A受到的合力应向上，故弹簧伸长量增加，物块A相对斜面下滑一段距

§7.8 机械能守恒定律 教案

课 题 §7.8 机械能守恒定律 课 型 新授课 拟2课时， 第1课时 知识与技能 1．知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化． 教 2．会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守恒，理解机械能守恒定律的内容，知道它的含义和适用条件． 3．在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式。 过程与方法 1． 学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒． 2．初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析问题． 情感、态度与价值观 通过能量守恒的教学，使学生树立科学观点，理解和运用自然规律，并用来解决实际问题． 学 目 标 教学重点、难点教学重点 1．掌握机械能守恒定律的推导、建立过程，理解机械能守恒定律的内容． 2．在具体的问题中能判定机械能是否守恒，并能列出定律的数学表达式． 教学难点 1．从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件． 2．能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒，能正确分析物体系统所具有 法教 学方教探究、讲授、讨论、练习 段 教具准备 投影仪、细线、小球，麦克斯韦摆． 学 手

高中物理教案——主备人 秦庆伟 第 1 页 共 7 页

年 月 日

课 题 §7.8 机械能守恒定律 课 型 新授课（2课时） 教学目标知识与技能 1．知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化． 2．会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守恒，理解机械能守恒定律的内容，知道它的含义和适用条件． 3．在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式。 过程与方法 1． 学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒． 2．初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析问题． 情感、态度与价值观 通过能量守恒的教学，使学生树立科学观点，理解和运用自然规律，并用来解决实际问题． 的机械能，尤其是分析、判断物体所具有的重力势能． 3．应用机械能守恒定律解决具体问题． 教学重点 1．掌握机械能守恒定律的推导、建立过程，理解机械能守恒定律的内容． 2．在具体的问题中能判定机械能是否守恒，并能列出定律的数学表达式． 教学难点 1．从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件． 2．能正确

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课 题 §7.8 机械能守恒定律 课 型 新授课（2课时） 教学目标知识与技能 1．知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化． 2．会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守恒，理解机械能守恒定律的内容，知道它的含义和适用条件． 3．在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式。 过程与方法 1． 学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒． 2．初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析问题． 情感、态度与价值观 通过能量守恒的教学，使学生树立科学观点，理解和运用自然规律，并用来解决实际问题． 的机械能，尤其是分析、判断物体所具有的重力势能． 3．应用机械能守恒定律解决具体问题． 教学重点 1．掌握机械能守恒定律的推导、建立过程，理解机械能守恒定律的内容． 2．在具体的问题中能判定机械能是否守恒，并能列出定律的数学表达式． 教学难点 1．从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件． 2．能正确