第4章 能量守恒与可持续发展 章末总结 课件(沪科版必修2)

第4章能量守恒与可持续发展章末总结能量守恒与可持续发展机械能E=Ek+Ep重力势能势能弹性势能机械能守恒定律性质相对性系统性动能：Ek＝_______mv2/2定义式：Ep＝_______mgh重力做功与重力势能变化的关系：WG＝___－△Ep重力做功的特点：与______无关路径定义式：Ep＝212kx弹力做功与弹性势能变化的关系：W弹＝﹣△Ep能量与能源学案6章末总结能量守恒与可持续发展机械能E=EK+EP机械能守恒定律能量与能源内容条件表达式只受_____或_____受其他力，但其他力不做功其他力做功，做功代数和为零重力弹力Ep1＋Ek1＝Ep2＋Ek222112211=22mmghmmgh++vv△Ep＝－△Ek能量守恒定律能量的转化和转移具有方向性永动机不可制成第一类永动机违背能量守恒定律第二类永动机违背能量转化和转移的不可逆性专题整合区一、对机械能守恒定律的理解与应用二、功能关系的应用三、能量守恒定律的应用专题·整合区一、对机械能守恒定律的理解与应用应用机械能守恒定律解题，重在分析能量的变化，而不太关注物体运动过程的细节，这使问题的解决变得简便．1．守恒条件：只有重力或弹力做功，系统内只发生动能和势能之间的相互转化．2．表达式：(1)状态式Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2，理解为物体(或系统)初状态的机械能与末状态的机械能相等．(2)变量式①ΔEk＝－ΔEp，表示动能与势能在相互转化的过程中，系统减少(或增加)的动能等于系统增加(或减少)的势能．②ΔEA增＝ΔEB减，适用于系统，表示由A、B组成的系统，A部分机械能的增加量与B部分机械能的减少量相等．例1如图所示，物体A质量为2m，物体B质量为m，通过轻绳跨过定滑轮相连．斜面光滑，且与水平面成θ＝30°角，不计绳子和滑轮之间的摩擦．开始时A物体离地的高度为h，B物体位于斜面的底端，用手托住A物体，A、B两物体均静止．撤去手后，求：(1)A物体将要落地时的速度多大？(2)A物体落地后，B物由于惯性将继续沿斜面上升，则B物在斜面上的最远点离地的高度多大？专题·整合区0=v一、对机械能守恒定律的理解与应用h(1)系统的机械能守恒0=v？=vv2mm21=sin+()2mghmghmm2＋2vgh＝Þv重力势能减小重力势能增加动能增加动能增加拉力消失(2)A物体落地后，B物体机械能守恒21(sin)2mmgHh＝－vhH＝Þ二、功能关系的应用专题·整合区利用功能关系解决物理问题是常用的解题手段，本章常见的几对功能关系如下：1．重力做功与重力势能：(1)表达式：WG＝－ΔEp.(2)物理意义：重力做功是重力势能变化的原因．(3)含义：WG＞0，表示势能减少；WG＜0，表示势能增加；WG＝0，表示势能不变．2．弹簧弹力做功与弹性势能：(1)表达式：W弹＝－ΔEp.(2)物理意义：弹力做功是弹性势能变化的原因．(3)含义：W弹＞0，表示势能减少；W弹＜0，表示势能增加；W弹＝0，表示势能不变．二、功能关系的应用专题·整合区3．合力做功与动能：(1)表达式：W合＝ΔEk.(2)物理意义：合外力做功是物体动能变化的原因．(3)含义：W合＞0，表示动能增加；W合＜0，表示动能减少；W合＝0，表示动能守恒．4．除重力或系统弹力外其他力做功与机械能：(1)表达式：W其他＝ΔE.(2)物理意义：除重力或系统弹力外其他力做功是机械能变化的原因．(3)含义：W其他＞0，表示机械能增加；W其他＜0，表示机械能减少；W其他＝0，表示机械能守恒．二、功能关系的应用例2节日燃放礼花弹时，要先将礼花弹放入一个竖直的炮筒中，然后点燃礼花弹的发射部分，通过火药剧烈燃烧产生的高压燃气，将礼花弹由炮筒底部射向空中，若礼花弹在由炮筒底部击发至炮筒口的过程中，克服重力做功W1，克服炮筒阻力及空气阻力做功W2，高压燃气对礼花弹做功W3，则礼花弹在炮筒内运动的过程中(设礼花弹发射过程中质量不变)()A．礼花弹的动能变化量为W3＋W2＋W1B．礼花弹的动能变化量为W3－W2－W1C．礼花弹的机械能变化量为W3－W1D．礼花弹的机械能变化量为W3－W2－W1专题·整合区返回G2F3FG1=WW－重力做负功：根据动能定理：kG23Δ=++E=+－－22=FWW－阻力做负功：根据功能关系：机械能变化等于非保守力做功23=+ΔWEW－B三、能量守恒定律的应用专题·整合区用能量守恒定律去分析、解决问题往往具有简便、适用范围广等优点，在学习中应增强利用能量守恒定律解题的意识，应用此规律时应注意．1．要研究系统中有哪些力在做功，有哪些形式的能在发生转移、转化．2．某种形式的能的减少，一定伴随着其他形式的能的增加，且增加量一定等于减少量，即ΔE增＝ΔE减．例3电机带动水平传送带以速度v匀速运动，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μ，如图所示．当小木块与传送带相对静止时，求：(1)小木块的位移；(2)传送带转过的路程；(3)小木块获得的动能；(4)摩擦产生的热；(5)电机带动传送带匀速转动输出的总能量．专题·整合区返回三、能量守恒定律的应用f=0v1=s？2=s？mgagm==tag?=vv1222stg?=vv（1）小木块与传输带相对滑动时，小木块匀加（2）传输带匀速22/gst==vvv例3电机带动水平传送带以速度v匀速运动，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μ，如图所示．当小木块与传送带相对静止时，求：(1)小木块的位移；(2)传送带转过的路程；(3)小木块获得的动能；(4)摩擦产生的热；(5)电机带动传送带匀速转动输出的总能量．专题·整合区返回三、能量守恒定律的应用f=0vΔs1=s？2=s？2k2Em=1v（3）小木块获得的动能(5)由能量守恒定律知，电机输出的总能量转化为小木块的动能v（4）摩擦产生的热21Qmgss（－）=22m=1v2kmEEQ总=+=v自我检测区1231.如图所示，由理想电动机带动的水平传送带匀速运动，速度大小为v，现将一小工件放到传送带左端点上．设工件初速为零，当它在传送带上滑动一段距离后速度达到v，而与传送带保持相对静止．设工件质量为m，它与传送带间的动摩擦因数为μ，左右端点相距L，则该电动机每传送完一个工件消耗的电能为()A．μmgLB．mv2C．μmgL＋mv2D．mv2返回1212f=0vΔsΔE2k12Em=vΔQmgs=1sag=tg=v212xg=v22stg==vv21-mgss（）=212m=vD123机械能守恒22011+()222BLmmgLm＋＝vv题眼2BmgmR（1）=vmg/2BgL?v/2RL==?Bv(2)选A点为零势能面，由机械能守恒定律得07/2gL?v(3)从A到B由动能定理得22102()mgLHWmm克－＋－＝－¢vvf114WmgL克?1233．(能量守恒定律的应用)如图所示，质量为m的长木块A静止于光滑水平面上，在其水平的上表面左端放一质量为m的滑块B，已知木块长为L，它与滑块之间的动摩擦因数为μ.现用水平向右的恒力F拉滑块B.(1)当长木块A的位移为多少时，B从A的右端滑出？(2)求上述过程中滑块与木块之间产生的内能．v=0f212Amgsm＝vf=?s+sL等时性等时性解析(1)设A的位移为s，A、B的速度分别为vA、vB，由动能定理得21()()2BFmgsLm－＋＝v由等时性ABABaa=vvAag=-BFmgam=/(2)mgLFgsm－?(2)摩擦生热QmgL=123