功能關(guān)系能量守恒定律教學(xué)設(shè)計教案

功能關(guān)系 能量守恒定律 考綱解讀1. 掌握功和能的對應(yīng)關(guān)系,特別是合力功、重力功、彈力功分別對應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系.2. 理解能量守恒定律,并能分析解決有關(guān)問題. 基礎(chǔ)梳理1. 功能關(guān)系(1) 功是 的量度,即做了多少功就有多少 發(fā)生了轉(zhuǎn)化.(2) 做功的過程一定伴隨著 ,而且能量的轉(zhuǎn)化必須通過做功來實現(xiàn).2.幾種常見的功能關(guān)系功能量的變化合外力做正功 增加重力做正功 減少彈簧彈力做正功 減少電場力做正功 減少其他力(除重力、彈力外)做正功 增加3. 能量守恒定律(1) 內(nèi)容:能量既不會憑空 ,也不會憑空消失,它只能從一種形式 為另一種形式,或者從一個物體 到另一個的物體,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中,能量的總量 .(2) 表達式:E1=E2或E減= .【典題演示1】如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓弧軌道,半徑OA水平、OB豎直,一個質(zhì)量為m的小球自A的正上方P點由靜止開始自由下落,小球沿軌道到達最高點B時恰好對軌道沒有壓力.已知AP=2R,重力加速度為g,則小球從P到B的運動過程中()A. 重力做功2mgRB. 機械能減少mgRC. 合外力做功mgRD. 克服摩擦力做功mgR【典題演示2】(多選)(2014·海南卷)如圖所示,質(zhì)量相同的兩物體a、b,用不可伸長的輕繩跨接在同一光滑的輕質(zhì)定滑輪兩側(cè),a在水平桌面的上方,b在水平粗糙桌面上.初始時用力壓住b使a、b靜止,撤去此壓力后,a開始運動,在a下降的過程中,b始終未離開桌面.在此過程中()A. a的動能小于b的動能B. 兩物體機械能的變化量相等C. a的重力勢能的減小量等于兩物體總動能的增加量D. 繩的拉力對a所做的功與對b所做的功的代數(shù)和為零【典題演示3】(多選)(2015·江蘇卷)如圖所示,輕質(zhì)彈簧一端固定,另一端與一質(zhì)量為m、套在粗糙豎直固定桿A處的圓環(huán)相連,彈簧水平且處于原長. 圓環(huán)從A處由靜止開始下滑,經(jīng)過B處的速度最大,到達C處的速度為零,AC=h. 圓環(huán)在C處獲得一豎直向上的速度v,恰好能回到A. 彈簧始終在彈性限度內(nèi),重力加速度為g. 則圓環(huán)()A. 下滑過程中,加速度一直減小B. 下滑過程中,克服摩擦力做的功為mv2C. 在C處,彈簧的彈性勢能為mv2-mghD. 上滑經(jīng)過B的速度大于下滑經(jīng)過B的速度【典題演示4】(2015·福建卷)如圖,質(zhì)量為M的小車靜止在光滑的水平面上,小車AB段是半徑為R的四分之一圓弧光滑軌道,BC段是長為L的水平粗糙軌道,兩段軌道相切于B點,一質(zhì)量為m的滑塊在小車上從A點靜止開始沿軌道滑下,重力加速度為g.(1) 若固定小車,求滑塊運動過程中對小車的最大壓力;(2) 若不固定小車,滑塊仍從A點由靜止下滑,然后滑入BC軌道,最后從C點滑出小車,已知滑塊質(zhì)量m=,在任一時刻滑塊相對地面速度的水平分量是小車速度大小的2倍,滑塊與軌道BC間的動摩擦因數(shù)為,求: 滑塊運動過程中,小車的最大速度vm. 滑塊從B到C運動過程中,小車的位移大小s.隨堂1. (2015·徐州模擬)如圖所示,傾角為30°的斜面上有一個質(zhì)量為1 kg的物塊,物塊從靜止開始以2.5 m/s2的加速度加速下滑1 m.在物塊下滑過程中(重力加速度取g=10 m/s2)()A. 物塊的機械能守恒B. 物塊的重力勢能減小10 JC. 物塊的動能增加5 JD. 物塊克服摩擦力做功2.5 J 2. (多選)(2015·蘇錫常鎮(zhèn)二模)如圖所示,輕質(zhì)彈簧上端固定,下端系一物體. 物體在A處時,彈簧處于原長狀態(tài). 現(xiàn)用手托住物體使它從A處緩慢下降,到達B處時,手和物體自然分開. 此過程中,物體克服手的支持力所做的功為W. 不考慮空氣阻力. 關(guān)于此過程,下列說法中正確的是()A. 物體重力勢能減小量一定大于WB. 彈簧彈性勢能增加量一定小于WC. 物體與彈簧組成的系統(tǒng)機械能增加量為WD. 若將物體從A處由靜止釋放,則物體到達B處時的動能為W3. (多選)(2015·揚州一模)如圖所示,足夠長的傳送帶與水平方向的傾角為,物塊a通過平行于傳送帶的輕繩跨過光滑輕滑輪與物塊b相連,b的質(zhì)量為m.開始時,a、b及傳送帶均靜止,且a不受傳送帶摩擦力作用.現(xiàn)讓傳送帶逆時針勻速轉(zhuǎn)動,則在b上升h高度(未與滑輪相碰)的過程中()A. 物塊a的重力勢能減少mghB. 摩擦力對a做的功等于a機械能的增量C. 摩擦力對a做的功等于物塊a、b動能增量之和D. 任意時刻,重力對a、b做功的瞬時功率大小相等4. (多選)(2015·江都中學(xué))如圖所示,一塊長木板B放在光滑的水平面上,在B上放一物體A,現(xiàn)以恒定的外力拉B,由于A、B間摩擦力的作用,A將在B上滑動,以地面為參照物,A、B都向前移動一段距離.在此過程中()A. 外力F做的功等于A和B動能的增量B. B對A的摩擦力所做的功,等于A的動能增量C. A對B的摩擦力所做的功,等于B對A的摩擦力所做的功D. 外力F對B做的功等于B的動能的增量與B克服摩擦力所做的功之和5. (多選)(2015·揚州四模)如圖所示,一輕質(zhì)彈簧下端固定在粗糙的斜面底端的擋板上,彈簧上端處于自由狀態(tài),斜面傾角為.一質(zhì)量為m的物塊(可視為質(zhì)點)從離彈簧上端距離為L1處由靜止釋放,物塊與斜面間動摩擦因數(shù)為,物塊在下滑過程中經(jīng)A點(圖中未畫出)時速度最大為v,彈簧被壓縮到最短時物體離釋放點的距離為L2(重力加速度為g).從物塊釋放到彈簧壓縮到最短的過程中()A. 系統(tǒng)損失的機械能為mg L2cos B. 物體重力勢能的減少量等于彈簧彈性勢能的增加量與系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能之和C. 物塊的速度最大時,彈簧的彈性勢能為mgL1(sin -cos )-mv2D. 若物塊能彈回,則上滑過程中經(jīng)過A點時速度最大6. (2015·海安、南外、金陵三校聯(lián)考)如圖所示,裝置的左邊AB部分是長為L1=1 m的水平面,一水平放置的輕質(zhì)彈簧左端固定并處于原長狀態(tài);裝置的中間BC部分是長為L2=2 m的水平傳送帶,它與左右兩邊的臺面等高,并能平滑對接,傳送帶始終以v=2 m/s 的速度順時針轉(zhuǎn)動;裝置的右邊是一光滑的曲面,質(zhì)量m=1 kg的小滑塊從其上距水平臺面h=1 m的D處由靜止釋放,滑塊向左最遠到達O點,OA間距x=0.1 m,并且彈簧始終處在彈性限度內(nèi).已知物塊與傳送帶及左邊水平面之間的摩擦因數(shù)=0.25,取g=10 m/s2.(1) 求彈簧獲得的最大彈性勢能.(2) 求滑塊再次回到右邊曲面部分所能到達的最大高度.(3) 若滑塊質(zhì)量為m'=2 kg,求滑塊到達O點的速度.