2018-2019高中物理 第七章 机械能守恒定律 7.10 能量守恒定律与能源课件 新人教版必修2.ppt

10.能量守恒定律与能源　　　　　　　 一、能量的转化与守恒一、能量的转化与守恒机械能可与机械能可与__________________的能相互转化的能相互转化, ,在转化的过程中在转化的过程中, ,能的能的__________是不变的是不变的其他形式其他形式总量总量二、功与能的关系二、功与能的关系1.1.起重机钢绳的拉力对起重机钢绳的拉力对重物做了多少功重物做了多少功, ,就表示有多少就表示有多少__________转化为转化为______________2.2.抛球时人对球做了多少功抛球时人对球做了多少功, ,人体内就有多少人体内就有多少__________能能转化为皮球的转化为皮球的______________3.3.结论结论:___:___是能量转化的量度是能量转化的量度电能电能机械能机械能化学化学机械能机械能功功三、能源与能量耗散三、能源与能量耗散在能量的在能量的______________________过程中过程中, ,能的总量是守恒的能的总量是守恒的, ,但能但能量的量的__________却降低了却降低了, ,即可被人即可被人__________________的能减少了。

的能减少了能量耗散反映了能量转化的宏观过程具有能量耗散反映了能量转化的宏观过程具有______________能源的利用是有源的利用是有__________的的, ,也是有也是有__________的的, ,所以自然界的所以自然界的能量虽然守恒能量虽然守恒, ,但还是很有必要节约能源但还是很有必要节约能源转化和转移转化和转移品质品质直接利用直接利用方向性方向性条件条件代价代价【思考辨析】【思考辨析】(1)(1)利用能源的过程实质上是能量的消失过程利用能源的过程实质上是能量的消失过程 ( (　　　　) )(2)“(2)“既要马儿跑既要马儿跑, ,又让马儿不吃草又让马儿不吃草””违背了能量守恒违背了能量守恒定律定律, ,因而是不可能的因而是不可能的 (　　　　) )(3)(3)能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性程的方向性 (　　　　) )(4)(4)一座城市的能量耗散使其环境温度略高于周围农村一座城市的能量耗散使其环境温度略高于周围农村的环境温度的环境温度 (　　　　) ) 提示提示: :(1)(1)××利用能源的过程实质上是能量转化或转。

利用能源的过程实质上是能量转化或转移的过程移的过程, ,在能源的利用过程中能量是耗散的在能源的利用过程中能量是耗散的2)√(2)√要运动, ,必须消耗能量必须消耗能量, ,运动的能量来源是食物运动的能量来源是食物中储存的化学能中储存的化学能3)√(3)√能量耗散是不可避免的能量耗散是不可避免的, ,但是能量耗散也遵守但是能量耗散也遵守能量守恒定律能量守恒定律(4)√(4)√城市工业、交通急剧发展使得城市过多接收了城市工业、交通急剧发展使得城市过多接收了耗散的能量耗散的能量, ,使城市温度升高使城市温度升高一　能量守恒定律一　能量守恒定律考查角度考查角度1 1 能量守恒定律的理解能量守恒定律的理解【典例【典例1 1】】( (多选多选) )行驶中的汽车制动后滑行一段距离行驶中的汽车制动后滑行一段距离, ,最后停下最后停下; ;流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰; ;降落降落伞在空中匀速下降上述不同现象中所包含的相同的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物理过程是( (　　　　) )A.A.物体克服阻力做功物体克服阻力做功B.B.物体的动能转化为其他形式的能量物体的动能转化为其他形式的能量C.C.物体的势能转化为其他形式的能量物体的势能转化为其他形式的能量D.D.物体的机械能转化为其他形式的能量物体的机械能转化为其他形式的能量【解析】【解析】选选A A、、D D。

三个现象中物体运动过程中都受到三个现象中物体运动过程中都受到阻力阻力, ,汽车主要受到制动阻力汽车主要受到制动阻力, ,流星、降落伞受到空气流星、降落伞受到空气阻力阻力, ,因而物体都克服阻力做功因而物体都克服阻力做功,A,A对对; ;三个物体运动过三个物体运动过程中程中, ,汽车是动能转化成了内能汽车是动能转化成了内能, ,流星、降落伞是重力流星、降落伞是重力势能转化成其他形式的能势能转化成其他形式的能, ,总之是机械能转化为其他形总之是机械能转化为其他形式的能式的能,D,D对【核心归纳】【核心归纳】1.1.能量守恒定律能量守恒定律: :(1)(1)内容内容: :能量既不会凭空产生能量既不会凭空产生, ,也不会凭空消失也不会凭空消失, ,它只它只能从一种形式转化为另一种形式能从一种形式转化为另一种形式, ,或者从一个物体转移或者从一个物体转移到别的物体到别的物体, ,在转化或转移的过程中在转化或转移的过程中, ,能量的总量保持能量的总量保持不变(2)(2)意义①①确认了永动机的不可能性确认了永动机的不可能性; ;②②发现了各种自然现象之间能量的相互联系与转化发现了各种自然现象之间能量的相互联系与转化。

2.2.能源与能量耗散能源与能量耗散: :(1)(1)能量耗散表明能量耗散表明, ,在能源的利用过程中在能源的利用过程中, ,能量在数量上能量在数量上虽未减少虽未减少, ,但在可利用的品质上降低了但在可利用的品质上降低了, ,从便于利用的从便于利用的变成不便于利用的了变成不便于利用的了2)(2)能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性过程的方向性【易错提醒】【易错提醒】(1)(1)某种形式的能量减少某种形式的能量减少, ,一定存在其他形式的能量增一定存在其他形式的能量增加加, ,且减少量和增加量一定相等且减少量和增加量一定相等2)(2)某个物体的能量减少某个物体的能量减少, ,一定存在其他物体的能量增一定存在其他物体的能量增加加, ,且减少量和增加量一定相等且减少量和增加量一定相等 考查角度考查角度2 2 能量守恒定律的应用能量守恒定律的应用【典例【典例2 2】】如图所示如图所示, ,传送带保持传送带保持v=4 m/sv=4 m/s的速度水平匀的速度水平匀速运动速运动, ,将质量为将质量为1 kg1 kg的物块无初速度地放在的物块无初速度地放在A A端端, ,若物若物块与皮带间动摩擦因数为块与皮带间动摩擦因数为0.2,A0.2,A、、B B两端相距两端相距6 m,6 m,则物则物块从块从A A到到B B 的过程中的过程中, ,皮带摩擦力对物块所做的功为多皮带摩擦力对物块所做的功为多少少? ?产生的摩擦热又是多少产生的摩擦热又是多少?(g?(g取取10 m/s10 m/s2 2) )【正确解答】【正确解答】物块与皮带间的摩擦力物块与皮带间的摩擦力F Ff f=μF=μFN N=μmg=0.2=μmg=0.2××1 1××10 N=2 N10 N=2 N。

由牛顿第二定律得物块加速度由牛顿第二定律得物块加速度a= m/sa= m/s2 2=2 m/s=2 m/s2 2物块速度达到物块速度达到4 m/s4 m/s时需发生位移时需发生位移l= =4 m<6 m,= =4 m<6 m,即物块在到达即物块在到达B B端之前就已达到最大速度端之前就已达到最大速度4 m/s,4 m/s,后与传后与传送带一起匀速运动送带一起匀速运动, ,不再发生滑动不再发生滑动皮带摩擦力对物块所做的功等于物块动能的增加量皮带摩擦力对物块所做的功等于物块动能的增加量, ,即即W=ΔEW=ΔEk k= mv= mv2 2= = ××1 1××4 42 2 J=8 J J=8 J物块滑动过程中与传送带的相对距离物块滑动过程中与传送带的相对距离l相相= = 所以产生的摩擦热为所以产生的摩擦热为Q=μmgQ=μmgl相相=0.2=0.2××1 1××1010××4 J=8 J4 J=8 J答案答案: :8 J8 J　　8 J8 J【核心归纳】【核心归纳】1.1.表达式表达式: :(1)E(1)E初初=E=E末末, ,初状态各种能量的总和等于末状态各种能初状态各种能量的总和等于末状态各种能量的总和。

量的总和2)ΔE(2)ΔE增增=ΔE=ΔE减减, ,能量的增加量等于能量的减少量能量的增加量等于能量的减少量2.2.应用步骤应用步骤: :(1)(1)明确研究对象及研究过程明确研究对象及研究过程2)(2)明确该过程中明确该过程中, ,哪些形式的能量在变化哪些形式的能量在变化3)(3)确定参与转化的能量中确定参与转化的能量中, ,哪些能量增加哪些能量增加, ,哪些能量减哪些能量减少(4)(4)列出增加的能量和减少的能量之间的守恒式列出增加的能量和减少的能量之间的守恒式( (或初、或初、末状态能量相等的守恒式末状态能量相等的守恒式) )【易错提醒】【易错提醒】(1)(1)应用能量守恒定律分析求解实际问题时应用能量守恒定律分析求解实际问题时, ,要分清有要分清有多少形式的能多少形式的能( (如动能、势能、内能等如动能、势能、内能等) )在变化2)(2)对减少的某种能量对减少的某种能量, ,要追踪它的去向要追踪它的去向; ;对增加的能量对增加的能量, ,要能查寻它的来源按照要能查寻它的来源按照““总的减少量总的减少量= =总的增加量总的增加量””列出方程列出方程 【过关训练】【过关训练】1.(1.(多选多选) )从光滑斜面上滚下的物体从光滑斜面上滚下的物体, ,最后停止在粗糙的最后停止在粗糙的水平面上水平面上, ,说明说明( (　　　　) )A.A.在斜面上滚动时在斜面上滚动时, ,只有动能和势能的相互转化只有动能和势能的相互转化B.B.在斜面上滚动时在斜面上滚动时, ,有部分势能转化为内能有部分势能转化为内能C.C.在水平面上滚动时在水平面上滚动时, ,总能量正在消失总能量正在消失D.D.在水平面上滚动时在水平面上滚动时, ,机械能转化为内能机械能转化为内能, ,总能量守恒总能量守恒【解析】【解析】选选A A、、D D。

在斜面上滚动时在斜面上滚动时, ,只有重力做功只有重力做功, ,只只发生动能和势能的相互转化发生动能和势能的相互转化; ;在水平面上滚动时在水平面上滚动时, ,有摩有摩擦力做功擦力做功, ,机械能转化为内能机械能转化为内能, ,总能量是守恒的总能量是守恒的2.2.如图所示如图所示, ,一个粗细均匀的一个粗细均匀的U U形管内装有形管内装有同种液体同种液体, ,液体质量为液体质量为m m在管口右端用盖在管口右端用盖板板A A密闭密闭, ,两边液面高度差为两边液面高度差为h,Uh,U形管内液形管内液体的总长度为体的总长度为4h,4h,拿去盖板拿去盖板, ,液体开始运动液体开始运动, ,由于管壁的由于管壁的阻力作用阻力作用, ,最终管内液体停止运动最终管内液体停止运动, ,则该过程中产生的则该过程中产生的内能为内能为( (　　　　) )【解析】【解析】选选A A去掉右侧盖板之后去掉右侧盖板之后, ,液体向左侧流动液体向左侧流动, ,最最终两侧液面相平终两侧液面相平, ,液体的重力势能减少液体的重力势能减少, ,减少的重力势减少的重力势能转化为内能如图所示能转化为内能如图所示最终状态可等效为右侧最终状态可等效为右侧 h h的液柱移到左侧管中的液柱移到左侧管中, ,即增即增加的内能等于该液柱减少的重力势能加的内能等于该液柱减少的重力势能, ,则则Q= Q= 故故A A正确。

正确【补偿训练】【补偿训练】1.1.在最近几年的空调市场上出现一个新宠在最近几年的空调市场上出现一个新宠————变频空变频空调调, ,据专家介绍变频空调比定频的要节能据专家介绍变频空调比定频的要节能, ,因为定频空因为定频空调开机时就等同于汽车启动时调开机时就等同于汽车启动时, ,很耗能很耗能, ,是正常运行的是正常运行的5 5～～7 7倍空调在工作时达到设定温度就停机倍空调在工作时达到设定温度就停机, ,等温度高等温度高了再继续启动这样的频繁启动了再继续启动这样的频繁启动, ,耗电多耗电多, ,而变频空调而变频空调启动时有一个由低到高的过程启动时有一个由低到高的过程, ,而运行过程是自动变速而运行过程是自动变速来保持室内温度来保持室内温度, ,从开机到关机中间不停机从开机到关机中间不停机, ,而是达到而是达到设定温度后就降到最小功率运行设定温度后就降到最小功率运行, ,所以比较省电阅读所以比较省电阅读上述介绍后上述介绍后, ,探究以下说法中合理的是探究以下说法中合理的是( (　　　　) )A.A.变频空调节能变频空调节能, ,运行中不遵守能量守恒定律运行中不遵守能量守恒定律B.B.变频空调运行中做功少变频空调运行中做功少, ,转化能量多转化能量多C.C.变频空调在同样工作条件下运行效率高变频空调在同样工作条件下运行效率高, ,省电省电D.D.变频空调与定频空调做同样功时变频空调与定频空调做同样功时, ,消耗同样电能消耗同样电能【解析】【解析】选选C C、、D D。

自然界的一切过程都遵守能量守恒自然界的一切过程都遵守能量守恒定律定律,A,A错错; ;功是能量转化的量度功是能量转化的量度, ,做同样功做同样功, ,消耗同样电消耗同样电能能,B,B错错,D,D对对; ;由变频空调的工作特点可知省电的原理是由变频空调的工作特点可知省电的原理是效率高效率高,C,C对2.(2018·2.(2018·成都高一检测成都高一检测) )如图所示如图所示, ,在轻弹簧在轻弹簧的下端悬挂一个质量为的下端悬挂一个质量为m m的小球的小球A,A,若将小球若将小球A A从弹簧原长位置由静止释放从弹簧原长位置由静止释放, ,小球小球A A能够下降能够下降的最大高度为的最大高度为h h若将小球若将小球A A换为质量为换为质量为2m2m的的小球小球B,B,仍从弹簧原长位置由静止释放仍从弹簧原长位置由静止释放, ,则小球则小球B B下降下降h h时的速度大小为时的速度大小为( (重力加速度为重力加速度为g,g,不计不计空气阻力空气阻力) () (　　　　) )【解析】【解析】选选B B将质量为将质量为m m的小球从弹簧原长位置由静的小球从弹簧原长位置由静止释放到下降的最大高度止释放到下降的最大高度h h处处, ,减少的重力势能为减少的重力势能为mgh,mgh,弹簧的弹性势能为弹簧的弹性势能为mgh;mgh;将质量为将质量为2m2m的小球从弹簧原长的小球从弹簧原长位置由静止释放到下降的最大高度位置由静止释放到下降的最大高度h h处处, ,减少的重力势减少的重力势能为能为2mgh,2mgh,弹簧的弹性势能仍为弹簧的弹性势能仍为mgh,mgh,根据能量守恒根据能量守恒, ,小小球球B B的动能的动能E Ek k=mgh,=mgh,则小球则小球B B下降下降h h时的速度大小为时的速度大小为 , ,故故B B正确。

正确二　功能关系二　功能关系考查角度考查角度1 1 功能关系的应用功能关系的应用【典例【典例1 1】】 (2018·(2018·全国卷全国卷Ⅰ)Ⅰ)如图如图, ,abcabc是竖直面内的光滑固定轨道是竖直面内的光滑固定轨道,ab,ab水平水平, ,长度为长度为2R;bc2R;bc是半径为是半径为R R的四分之一圆弧的四分之一圆弧, ,与与abab相相切于切于b b点一质量为点一质量为m m的小球的小球, ,始终受到与重力大小相等始终受到与重力大小相等的水平外力的作用的水平外力的作用, ,自自a a点处从静止开始向右运动重点处从静止开始向右运动重力加速度大小为力加速度大小为g g小球从a a点开始运动到其轨迹最高点开始运动到其轨迹最高点点, ,机械能的增量为机械能的增量为( (　　　　) )A.2mgRA.2mgR　　　　　　B.4mgRB.4mgR　　　　　　C.5mgRC.5mgR　　　　　　D.6mgRD.6mgR【解析】【解析】选选C C设小球运动到设小球运动到c c点点的速度大小为的速度大小为v vc c, ,小球由小球由a a到到c c的的过程过程, ,由动能定理得由动能定理得:F:F··3R-mgR3R-mgR= ,= ,又又F=mg,F=mg,解得解得: =4gR: =4gR。

小球离开小球离开c c点后点后, ,在水在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动平方向做初速度为零的匀加速直线运动, ,竖直方向在重竖直方向在重力作用下做匀减速直线运动力作用下做匀减速直线运动, ,整个过程运动轨迹如图所整个过程运动轨迹如图所示示, ,由牛顿第二定律可知由牛顿第二定律可知, ,小球离开小球离开c c点后水平方向和点后水平方向和竖直方向的加速度大小均为竖直方向的加速度大小均为g,g,则由竖直方向的运动可则由竖直方向的运动可知知, ,小球从离开小球从离开c c点到其轨迹最高点所需的时间点到其轨迹最高点所需的时间t= ,t= ,小球在水平方向的位移为小球在水平方向的位移为x= gtx= gt2 2, ,解得解得x=2Rx=2R小球从a a点开始运动到其轨迹最高点的过程中点开始运动到其轨迹最高点的过程中, ,水平方向的位水平方向的位移大小为移大小为x+3R=5R,x+3R=5R,则小球机械能的增加量则小球机械能的增加量ΔE=FΔE=F··5R =5mgR5R =5mgR【核心归纳】【核心归纳】常用的几种功能关系常用的几种功能关系功功能的变化能的变化表达式表达式重力重力做功做功正功正功重力势重力势能减少能减少重力势重力势能变化能变化W WG G=-ΔE=-ΔEp p=E=Ep1p1-E-Ep2p2负功负功重力势重力势能增加能增加功功能的变化能的变化表达式表达式弹力弹力做功做功正功正功弹性势能弹性势能减少减少弹性势弹性势能变化能变化W W弹弹=-ΔE=-ΔEp p=E=Ep1p1-E-Ep2p2负功负功弹性势能弹性势能增加增加合力合力做功做功正功正功动能增加动能增加动能动能变化变化W W合合=ΔE=ΔEk k=E=Ek2k2-E-Ek1k1负功负功动能减少动能减少功功能的变化能的变化表达式表达式其他其他力力做功做功正功正功机械能增加机械能增加机械能机械能变化变化W W其他其他=ΔE=ΔE=E=E2 2-E-E1 1负功负功机械能减少机械能减少两物体间两物体间滑动摩擦力滑动摩擦力对系统做功对系统做功内能变化内能变化F Ff f··x x相对相对=Q=Q考查角度考查角度2 2 摩擦力做功与能量的转化关系摩擦力做功与能量的转化关系【典例【典例2 2】】如图所示如图所示, ,一质量为一质量为m=m=1.5 kg1.5 kg的滑块从倾角为的滑块从倾角为θ=37°θ=37°的斜面上自静止开始下滑的斜面上自静止开始下滑, ,滑行滑行距离距离s=10 ms=10 m后进入半径为后进入半径为R=9 mR=9 m的光滑圆弧的光滑圆弧AB,AB,其圆心其圆心角为角为θ,θ,然后水平滑上与平台等高的小车。

已知小车然后水平滑上与平台等高的小车已知小车质量为质量为M=3.5 kg,M=3.5 kg,滑块与斜面及小车表面的动摩擦因数滑块与斜面及小车表面的动摩擦因数μ=0.35,μ=0.35,地面光滑且小车足够长地面光滑且小车足够长,g,g取取10 m/s10 m/s2 2sin37°=0.6,cos 37°=0.8)(sin37°=0.6,cos 37°=0.8)求求: :(1)(1)滑块在斜面上的滑行时间滑块在斜面上的滑行时间t t1 12)(2)滑块脱离圆弧末端滑块脱离圆弧末端B B点前点前, ,轨道对滑块的支持力大小轨道对滑块的支持力大小3)(3)当小车开始匀速运动时当小车开始匀速运动时, ,滑块在车上滑行的距离滑块在车上滑行的距离s s1 1【素养解读】【素养解读】核心核心素养素养素养角度素养角度素养任务素养任务科学科学探究探究解释解释滑块脱离圆弧末端滑块脱离圆弧末端B B点前瞬间点前瞬间, ,因做圆周运动因做圆周运动, ,有向心加速度有向心加速度核心核心素养素养素养角度素养角度素养任务素养任务科学科学思维思维模型建构模型建构匀变速直线运动匀变速直线运动变速圆周运动变速圆周运动科学推理科学推理小车足够长小车足够长, ,当滑块与小车等速当滑块与小车等速时时, ,滑块与小车一起做匀速运动滑块与小车一起做匀速运动科学论证科学论证滑块在小车上滑动过程中滑块在小车上滑动过程中, ,系统系统机械能的减少等于摩擦产生的机械能的减少等于摩擦产生的热热【正确解答】【正确解答】(1)(1)设滑块在斜面上滑行的加速度为设滑块在斜面上滑行的加速度为a,a,由由牛顿第二定律牛顿第二定律, ,有有mg(sin θ-μcos θ)=ma,mg(sin θ-μcos θ)=ma,又又s= s= 解得解得:t:t1 1=2.5 s=2.5 s。

(2)(2)滑块在圆弧滑块在圆弧ABAB上运动过程上运动过程, ,由机械能守恒定律有由机械能守恒定律有 +mgR(1-cos θ)= ,+mgR(1-cos θ)= ,又又v vA A=at=at1 1由牛顿第二定律有由牛顿第二定律有F FB B-mg= -mg= 解得轨道对滑块的支持力解得轨道对滑块的支持力F FB B≈31.7 N≈31.7 N (3)(3)滑块在小车上滑行时的加速度滑块在小车上滑行时的加速度:a:a1 1=μg=3.5 m/s=μg=3.5 m/s2 2小车的加速度小车的加速度:a:a2 2= μg=1.5 m/s= μg=1.5 m/s2 2小车与滑块达到共同速度时小车开始匀速运动小车与滑块达到共同速度时小车开始匀速运动, ,满足满足v vB B-a-a1 1t t2 2=a=a2 2t t2 2解得解得:t:t2 2=2 s=2 s故滑块刚滑上小车的速度故滑块刚滑上小车的速度v vB B=10 m/s,=10 m/s,最终同速时的速最终同速时的速度度v=3 m/sv=3 m/s由功能关系可得由功能关系可得:μmg:μmg··s s1 1= (m+M)v= (m+M)v2 2解得解得:s:s1 1=10 m=10 m。

答案答案: :(1)2.5 s(1)2.5 s　　(2)31.7 N(2)31.7 N　　(3)10 m(3)10 m【核心归纳】【核心归纳】1.1.两种摩擦力做功的比较两种摩擦力做功的比较: :静摩擦力做功静摩擦力做功滑动摩擦力做功滑动摩擦力做功只有能量的转移只有能量的转移, ,没有能没有能量的转化量的转化既有能量的转移既有能量的转移, ,又有能又有能量的转化量的转化静摩擦力做功静摩擦力做功滑动摩擦力做功滑动摩擦力做功互为作用力和反作用力的互为作用力和反作用力的一对静摩擦力所做功的代一对静摩擦力所做功的代数和为零数和为零, ,即要么一正一即要么一正一负负, ,要么都不做功要么都不做功互为作用力和反作用力的互为作用力和反作用力的一对滑动摩擦力所做功的一对滑动摩擦力所做功的代数和为负值代数和为负值, ,即至少有即至少有一个力做负功一个力做负功两种摩擦力都可以对物体做正功或者负功两种摩擦力都可以对物体做正功或者负功, ,还可以不做还可以不做功功2.2.求解相对滑动物体的能量问题的方法求解相对滑动物体的能量问题的方法: :(1)(1)正确分析物体的运动过程正确分析物体的运动过程, ,做好受力分析。

做好受力分析2)(2)利用运动学公式利用运动学公式, ,结合牛顿第二定律分析物体的速结合牛顿第二定律分析物体的速度关系及位移关系度关系及位移关系3)(3)公式公式Q=FQ=Ff f··l相对相对中中l相对相对为两接触物体间的相对运动为两接触物体间的相对运动路程【过关训练】【过关训练】1.(1.(多选多选) )如图所示如图所示, ,质量为质量为M M、长度、长度为为L L的木板静止在光滑的水平面上的木板静止在光滑的水平面上, ,质量为质量为m m的小物体的小物体( (可视为质点可视为质点) )放在木板的最左端放在木板的最左端, ,现现用一水平恒力用一水平恒力F F作用在小物体上作用在小物体上, ,使物体从静止开始做使物体从静止开始做匀加速直线运动已知物体和木板之间的摩擦力为匀加速直线运动已知物体和木板之间的摩擦力为F Ff f当物体滑到木板的最右端时当物体滑到木板的最右端时, ,木板运动的距离为木板运动的距离为x,x,则在则在此过程中此过程中( (　　　　) )A.A.物体到达木板最右端时具有的动能为物体到达木板最右端时具有的动能为(F-F(F-Ff f)(L+x))(L+x)B.B.物体到达木板最右端时物体到达木板最右端时, ,木板具有的动能为木板具有的动能为F Ff fx xC.C.物体克服摩擦力所做的功为物体克服摩擦力所做的功为F Ff fL LD.D.物体和木板系统产生的内能为物体和木板系统产生的内能为F Ff fx x【解析】【解析】选选A A、、B B。

物体受到重力、支持力、拉力和摩物体受到重力、支持力、拉力和摩擦力擦力, ,根据动能定理根据动能定理, ,有有ΔEΔEk k=(F-F=(F-Ff f)(L+x),)(L+x),故故A A正确正确; ;木木板受到重力、压力、支持力和摩擦力板受到重力、压力、支持力和摩擦力, ,根据动能定理根据动能定理, ,有有ΔEΔEk k′=F′=Ff fx,x,故故B B正确正确; ;物体在摩擦力作用下前进的距物体在摩擦力作用下前进的距离为离为L+x,L+x,物体克服摩擦力所做的功为物体克服摩擦力所做的功为W W克克=F=Ff f(L+x),(L+x),故故C C错误错误; ;根据功能关系根据功能关系, ,小物体和木板系统增加的内能等小物体和木板系统增加的内能等于它们相对运动克服摩擦力做的功于它们相对运动克服摩擦力做的功, ,即等于即等于F Ff f(L+x)-(L+x)-F Ff f·x=F·x=Ff fL,L,故故D D错误2.2.如图所示如图所示, ,轻质弹簧长为轻质弹簧长为L,L,竖直固定在地面上竖直固定在地面上, ,质量质量为为m m的小球的小球, ,在离地面高度为在离地面高度为H H处处, ,由静止开始下落由静止开始下落, ,正好正好落在弹簧上落在弹簧上, ,使弹簧的最大压缩量为使弹簧的最大压缩量为x,x,在下落过程中在下落过程中, ,小球受到的空气阻力为小球受到的空气阻力为F F阻阻, ,则弹簧在最短时具有的弹性则弹簧在最短时具有的弹性势能为势能为( (　　　　) )A.(mg-FA.(mg-F阻阻)(H-L+x))(H-L+x)B.mg(H-L+x)-FB.mg(H-L+x)-F阻阻(H-L)(H-L)C.mgH-FC.mgH-F阻阻(H-L)(H-L)D.mg(L-x)+FD.mg(L-x)+F阻阻(H-L+x)(H-L+x)【解析】【解析】选选A A。

设小球克服弹力做功为设小球克服弹力做功为W W弹弹, , 则对小球应则对小球应用动能定理得用动能定理得(mg-F(mg-F阻阻)(H-L+x)-W)(H-L+x)-W弹弹=ΔE=ΔEk k=0,=0,所以所以,W,W弹弹=(mg-F=(mg-F阻阻)(H-L+x),)(H-L+x),即为弹簧在最短时具有的弹性势能即为弹簧在最短时具有的弹性势能【拓展例题】【拓展例题】考查内容考查内容: :传送带中摩擦力做功与生热传送带中摩擦力做功与生热【典例】【典例】( (多选多选) )三角形传送带以三角形传送带以1 m/s1 m/s的速度逆时针匀速转动的速度逆时针匀速转动, ,两边的传送带两边的传送带长都是长都是2 m2 m且与水平方向的夹角均为且与水平方向的夹角均为37°37°现有两个现有两个小物块小物块A A、、B B从传送带顶端都以从传送带顶端都以1 m/s1 m/s的初速度沿传送的初速度沿传送带下滑带下滑, ,物块与传送带间的动摩擦因数都是物块与传送带间的动摩擦因数都是0.5,g0.5,g取取10 m/s10 m/s2 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。

下列判断正下列判断正确的是确的是( (　　　　) )A.A.物块物块A A先到达传送带底端先到达传送带底端B.B.物块物块A A、、B B同时到达传送带底端同时到达传送带底端C.C.传送带对物块传送带对物块A A、、B B均做负功均做负功D.D.物块物块A A下滑过程系统产生的热量小于下滑过程系统产生的热量小于B B下滑过程系统下滑过程系统产生的热量产生的热量【正确解答】【正确解答】选选B B、、C C、、D D对A,A,因为因为mgsin37mgsin37°°> > μmgcos37μmgcos37°°, ,则则A A物块所受摩擦力沿斜面向上物块所受摩擦力沿斜面向上, ,向下做向下做匀加速直线运动匀加速直线运动,B,B物块所受摩擦力沿斜面向上物块所受摩擦力沿斜面向上, ,向下做向下做匀加速直线运动匀加速直线运动, ,两物块匀加速直线运动的加速度相等两物块匀加速直线运动的加速度相等, ,位移相等位移相等, ,则运动的时间相等故则运动的时间相等故A A错误错误,B,B正确传送正确传送带对带对A A的摩擦力方向始终与速度方向相反的摩擦力方向始终与速度方向相反, ,传送带对物传送带对物块块A A、、B B均做负功均做负功, ,所以所以C C选项是正确的选项是正确的; ;对对A,A,划痕的长度划痕的长度等于等于A A的位移减去传送带的位移的位移减去传送带的位移, ,以以A A为研究对象为研究对象, ,由牛由牛顿第二定律得顿第二定律得:a=2 m/s:a=2 m/s2 2, ,由运动学公式得运动时间为由运动学公式得运动时间为t=1 s,t=1 s,所以皮带运动的位移为所以皮带运动的位移为x=vt=1 mx=vt=1 m。

所以所以A A对皮带对皮带的划痕为的划痕为ΔxΔx1 1=2 m-1 m=1 m=2 m-1 m=1 m对B,B,划痕的长度等于划痕的长度等于B B的的位移加上传送带的位移位移加上传送带的位移, ,同理得出同理得出B B对皮带的划痕为对皮带的划痕为ΔxΔx2 2=3 m=3 m所以划痕之比为所以划痕之比为1∶3,1∶3,所以所以D D正确。