《河北省石家庄市高中物理 第7章 机械能守恒定律 7.10 能量守恒定律与能源导学案（无答案）新人教版必修2（通用）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《河北省石家庄市高中物理 第7章 机械能守恒定律 7.10 能量守恒定律与能源导学案（无答案）新人教版必修2（通用）（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第七章第十节能量守恒定律与能源 学习目标1.了解各种不同形式的能，知道能量转化和转移的方向性2理解能量守恒定律的内容，会用能量守恒的观点分析、解释一些实际问题3了解能量耗散与能源危机，增强节约能源和环境保护的意识任务一：阅读课本，完成对能量守恒定律的研究。一、对能量守恒定律的理解及应用1表达式：E初E末或E减E增2含义(1)某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量一定和增加量相等(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3利用能量守恒定律解题的基本思路(1)分清有哪几种形式的能(如机械能、内能等)在变化(2)分别列出减少的能量E减和增加的能量E增
2、的表达式(3)列等式E减E增求解【例1】某地平均风速为5 m/s，已知空气密度是1.2 kg/m3，有一风车，它的风叶转动时可形成半径为12 m的圆面如果这个风车能将圆面内10%的气流动能转变为电能，则该风车带动的发电机功率是多大？答案3.4 kW解析在t时间内作用于风车的气流质量mr2vt这些气流的动能为mv2，转变成的电能Emv210%所以风车带动发电机的功率为Pr2v310%代入数据得P3.4 kW.任务二：阅读课本，完成对摩擦生热及内能的研究。二、摩擦生热及产生内能的有关计算1系统内一对静摩擦力即使对物体做功，但由于相对位移为零而没有热能产生，只有物体间机械能的转移2作用于系统的滑动摩
3、擦力和物体间相对滑动的距离的乘积，在数值上等于滑动过程产生的内能即QF滑s相对，其中F滑必须是滑动摩擦力，s相对必须是两个接触面的相对滑动距离(或相对路程)【例2】如图7101，质量为M、长度为l的小车静止在光滑的水平面上质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端现在一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动，物块和小车之间的摩擦力为f.经过时间t，小车运动的位移为s，物块刚好滑到小车的最右端 ()图7101A此时物块的动能为(Ff)(sl)B这一过程中，物块对小车所做的功为f(sl)C这一过程中，物块和小车增加的机械能为FsD这一过程中，物块和小车产生的内能为fl答案A
4、D解析对物块分析，物块的位移为sl，根据动能定理得，(Ff)(sl)Ek0，所以物块到达小车最右端时具有的动能为(Ff)(sl)，故A正确；对小车分析，小车的位移为s，所以物块对小车所做的功为fs，故B错误；物块与小车增加的内能Qfx相对fl，故D正确；根据能量守恒得，外力F做的功转化为小车和物块的机械能和摩擦产生的内能，则有：F(ls)EQ，则EF(ls)fl，故C错误故选AD.【例3】电动机带动水平传送带以速度v匀速传动，一质量为m的小木块由静止轻放在传送带上，若小木块与传送带之间的动摩擦因数为，如图7102所示传送带足够长，当小木块与传送带相对静止时求：图7102(1)小木块的位移；(2
5、)传送带转过的路程；(3)小木块获得的动能；(4)摩擦过程中产生的内能；(5)因传动物体电动机多消耗的电能答案(1)(2)(3)mv2(4)mv2(5)mv2解析(1)由牛顿第二定律：mgma，得ag由公式vat得t，小木块的位移s1t(2)传送带始终匀速运动，路程s2vt(3)小木块获得的动能Ekmv2(4)小木块在和传送带达到共同速度的过程中，相对传送带移动的距离s相对s2s1，产生的内能Qmgs相对mv2(5)根据能量守恒定律电动机多消耗电能EQmv2mv2任务三：完成对功能关系的研究。三、对功能关系的理解及应用1功是能量转化的量度做功的过程就是各种形式的能量之间转化(或转移)的过程且做
6、了多少功，就有多少能量发生转化(或转移)2不同形式的能量变化与不同的功对应(1)合外力做功等于物体动能的增加量W合Ek(2)重力做功对应重力势能的改变WGEpEp1Ep2(3)弹簧弹力做功对应弹性势能的变化W弹Ep(4)除重力(及系统内弹力)以外的其它力做的功与物体机械能的增量相对应，即W其它E机(5)滑动摩擦力对系统做的总功对应系统产生的内能，即E损QF滑s相对(摩擦生热)【例4】质量为m的物体以加速度ag，匀加速下落h，g为重力加速度，则()A物体重力势能减小mghB物体重力势能减小mghC物体动能增加mghD物体机械能减小mgh答案BCD解析重力势能减少量等于重力做的功，所以Ep减mgh
7、，故A错，B对；物体动能增量Ek等于合力的功，故Ekmahmgh，C对；物体机械能的减少量等于克服阻力做的功由牛顿第二定律知mgfma所以fmg所以机械能减少，E机减fhmgh，D对针对训练图7103如图7103所示，质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30的固定斜面，其运动的加速度大小为g，此物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体()A重力势能增加了mghB克服摩擦力做功mghC动能损失了mghD机械能损失了mgh答案CD解析设过程中重力势能增加了mgh，故A错误；加速度ag，摩擦力fmg，物体在斜面上能够上升的最大高度为h，发生的位移为2h，则克服摩擦力做功，故B错误；由动能定理可知，动能损失量为合外力做的功的大小，所以EkF合2hmg2hmgh，故C正确；机械能的损失量为fsmg2hmgh，故D正确
