35机械能守恒定律.ppt

【微思考】 “神舟十号”飞船返回舱进入地球大气层以后,由于它的高速下落,而与空气发生剧烈摩擦,返回舱的表面温度达到1000摄氏度以上。 (1)返回舱进入地球大气层以后,哪些力做功?做什么功? 提示:重力做正功,空气阻力做负功。 (2)以上过程涉及了哪些能量间的转化? 提示:返回舱重力做的功等于其重力势能的减少量;阻力做的功等于返回舱机械能的减少量;重力与阻力做的总功等于返回舱动能的增加量。 【题组通关】 【示范题】(2013·海南高考)一质量m=0.6kg的物体以v0=20m/s的初速度从倾角α=30°的斜坡底端沿斜坡向上运动。当物体向上滑到某一位置时,其动能减少了ΔEk=18J,机械能减少了ΔE=3J。不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2,求: (1)物体向上运动时加速度的大小; (2)物体返回斜坡底端时的动能。 【解题探究】(1)_______________等于物体动能的变化。 (2)_____________等于物体重力势能的变化。 合外力所做的功 重力所做的功 【规范解答】(1)设物体运动过程中所受的摩擦力为f,向上运动的加速度的大小为a,由牛顿第二定律可知 a=　 ① 设物体的动能减少ΔEk时,在斜坡上运动的距离为s,由功能关系可知ΔEk=(mgsinα+f)s　 ② ΔE=fs　③ 联立①②③式,并代入数据可得a=6m/s2 ④ (2)设物体沿斜坡向上运动的最大距离为sm,由运动学规律可得sm=　 ⑤ 设物体返回斜坡底端时的动能为Ek,由动能定理得 Ek=(mgsinα-f)sm ⑥ 联立以上各式,并代入数据可得Ek=80J 答案:(1)6m/s2　(2)80J 【通关1+1】 1.(拓展延伸)【示范题】中:(1)物体沿斜坡上升到最高点时,它的机械能损失了多少? (2)从上升到返回到斜坡底端过程中,系统共产生了多少内能? 【解析】(1)解法一:选斜坡底端高度为参考平面,物体的机械能损失: ΔE减=E1-E2= mv02-mgsmsin30°=20J; 解法二:物体的机械能损失等于它克服摩擦力做的功: ΔE减=fsm=0.1mgsm=20J。 (2)解法一:根据能量守恒定律,系统产生的内能等于物体机械能的减少量: ΔE′=E1-E3= mv02- mv2=40J。 解法二:系统产生的内能等于它克服摩擦力做的功: ΔE′=2fsm=2×0.1mgsm=40J。 答案:(1)20J　(2)40J 2.(多选)(2014·桂林高一检测)如图所示,高h=2m的曲面固定不动。一个质量为1kg的物体,由静止开始从曲面的顶点滑下,滑到底端时的速度大小为4m/s。g取10m/s2。在此过程中,下列说法正确的是(　　) A.物体克服摩擦力做功20 J B.物体的动能增加了8 J C.物体的重力势能减少了20 J D.曲面对物体的支持力对物体不做功 【解析】选B、C、D。根据动能定理得mgh+Wf= mv2= ×1×42J=8 J,B对。其中重力做功WG=mgh=1×10×2J=20 J, 故重力势能减少20 J,C对。所以摩擦力做功Wf=8J-20 J= -12 J,A错。支持力始终与物体的速度垂直,故支持力不做功, D对。 3.(2013·宁波高一检测)蹦床运动员与床垫接触的过程可简化为下述模型:运动员从高处落到处于自然状态的床垫(A位置)上,随床垫一同向下做变速运动到达最低点(B位置),如图。有关运动员从A运动至B的过程,说法正确的是(　　) A.运动员的机械能守恒 B.运动员的速度一直减小 C.运动员的机械能先增加后减小 D.运动员先失重后超重 【解析】选D。运动员从A运动至B的过程,床垫弹力对运动员做负功,运动员的机械能转化成了蹦床的弹性势能,运动员的机械能不断减小,A、C错。该过程运动员受到的合力先是向下后向上,加速度也是先向下后向上,所以运动员先失重后超重,D对。运动员的速度是先增加后减小的,B错。 【变式训练】如图所示,滑块静止于光滑水平面上,与之相连的轻质弹簧处于自然伸直状态。现用恒定的水平外力F作用于弹簧右端,在向右移动一段距离的过程中,拉力F做了10J的功。上述过程中(　　) A.弹簧的弹性势能增加了10 J B.滑块的动能增加了10 J C.滑块和弹簧组成的系统机械能增加了10 J D.滑块和弹簧组成的系统机械能守恒 【解析】选C。拉力F做功既增加了弹性势能,还增加了滑块的动能,A、B错