高中物理人教版 (2019)必修 第二册4 机械能守恒定律教案配套课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册4 机械能守恒定律教案配套课件ppt，共19页。PPT课件主要包含了核心素养微课五，课题一，功能关系的理解和应用，课题二等内容，欢迎下载使用。

1．对功能关系的进一步理解(1)做功的过程就是能量转化的过程。不同形式的能量发生相互转化是通过做功来实现的。(2)功是能量转化的量度，功和能的关系，一是体现在不同的力做功，对应不同形式的能转化，具有一一对应关系；二是做功的多少与能量转化的多少在数值上相等。
2．几种常见的功能关系及其表达式
功能关系的选用原则(1)总的原则是根据做功与能量转化的一一对应关系，确定所选用的定理或规律，若只涉及动能的变化用动能定理分析。(2)只涉及重力势能的变化用重力做功与重力势能变化的关系分析。(3)只涉及机械能的变化用除重力和系统内弹力之外的力做功与机械能变化的关系分析。　
一架直升机通过绳索用恒力F竖直向上拉起一个放在地面上的木箱，使其由静止开始加速上升到某一高度，若考虑空气阻力而不考虑空气浮力，则在此过程中①拉力F所做的功减去克服阻力所做的功等于木箱重力势能的增加量②木箱克服重力所做的功等于重力势能的增加量③拉力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于木箱重力势能的增加量④拉力F和阻力的合力所做的功等于木箱机械能的增加量上述说法中正确的有( )A．只有① B．②④C．①④ D．只有②
能量守恒定律的理解和应用
对能量守恒定律的理解(1)某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加，且减少量和增加量一定相等。(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。
答案：(1)2 m/s　(2)0.4 m　(3)6 J
运用能量守恒定律解题的基本思路
素养达标1.(多选)目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运动，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变小，若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用，则下列判断正确的是( )A．卫星的动能逐渐减小B．由于地球引力做正功，引力势能一定减小C．由于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变D．卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小量
2．(多选)如图所示，一轻弹簧左端固定在长木板的左端，右端与小木块连接，各接触面均光滑，长木板的质量为M，小木块的质量为m(mA．由于F1、F2等大反向，所以系统的机械能守恒B．由于F1、F2分别对小木块、长木板做正功，所以系统的机械能不断增加C．由于长木板质量较大，所以当小木块的动能到达最大时，长木板的动能未能达到最大D．小木块、长木板的动能将同时达到最大
解析：由于F1、F2对系统做的功之和不为0，所以系统的机械能不守恒，故选项A错误；从两物体开始运动到弹簧第一次被拉至最长的过程中，F1、F2分别对小木块、长木板做正功，所以系统的机械能不断增加，故选项B正确；当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时，长木板和小木块受力平衡，加速度减为0，此时速度均达到最大值，所以各自的动能均达到最大，故选项C错误，D正确。
3．如图所示，重10 N的滑块在倾角为30°的斜面上，从a点由静止开始下滑，到b点开始压缩轻弹簧，到c点时达到最大速度，到d点(图中未画出)开始弹回，返回b点离开弹簧，恰能再回到a点。若bc＝0.1 m，弹簧弹性势能的最大值为8 J，则下列说法正确的是( )A．轻弹簧的劲度系数是50 N/mB．从d到b滑块克服重力做功8 JC．滑块的动能最大值为8 JD．从d点到b点物体的动能增加量等于弹性势能减少量
解析：滑块从b点开始压缩弹簧，到c点达到最大速度，说明在c点受力平衡，由牛顿第二定律kΔx＝mgsin θ，其中Δx＝bc，解得k＝50 N/m，故A项正确；从d到a，滑块动能变化为零，弹簧对其做的功全部转化为重力势能，所以从d到a克服重力做功8 J，显然从d到b滑块克服重力做功小于8 J，故B项错误；c点滑块速度最大，动能最大，从d点到c点弹簧势能变化量小于从d点到b点弹簧势能变化量，即小于8 J，从d点到c点弹簧势能变化量转化为滑块的动能和重力势能，所以在c点滑块动能小于8 J，即滑块最大动能小于8 J，故C项错误；从d点到b点，减小的弹性势能转化为滑块的动能和重力势能，故D项错误。故选A。
4．(2023·合肥市高三一模)我国风洞技术世界领先。下图为某风洞实验的简化模型，风洞管中的均流区斜面光滑，一物块在恒定风力的作用下由静止沿斜面向上运动，从物块接触弹簧至到达最高点的过程中(弹簧在弹性限度内)，下列说法正确的是( )A．物块的速度一直减小到零B．物块加速度先不变后减小C．弹簧弹性势能先不变后增大D．物块和弹簧组成的系统的机械能一直增大
解析：从物块接触弹簧开始至到达最高点的过程中，对物块受力分析，沿斜面方向有F风－mgsin θ－kx＝ma，弹簧的压缩量x从0开始增大，物块先沿斜面加速，加速度向上且逐渐减小，当a减小到0时，速度加速到最大；然后加速度反向且逐渐增大，物体减速，直至减速到0，故A、B错误；由于弹簧的压缩量不断增大，所以弹性势能不断增大，故C错误；由于风力对物块一直做正功，所以物块与弹簧组成的系统机械能一直增大，故D正确。故选D。
6．(多选)(2022·大庆实验中学高一期末)足够长的传送带水平放置，在电动机的作用下以速度v2逆时针匀速转动，一质量为m的小煤块以速度v1滑上水平传送带的左端，且v1>v2。小煤块与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
7．(多选)(2022·长安一中高一阶段练习)如图所示，光滑斜面体固定在水平地面上，顶端装有质量不计的光滑定滑轮，跨过定滑轮的不可伸长细线两端连接两质量相等的物块A和B。物块A的正下方地面上固定一竖直轻弹簧，弹簧始终处于弹性限度内，忽略空气阻力。物块B由斜面体底端静止释放后，在物块A下落至最低点的过程中。下列说法正确的是( )A．物块A与弹簧接触前，A、B组成的系统机械能守恒B．物块A刚与弹簧接触时，物块B的动能最大C．细线的拉力对物块B做的功大于B增加的机械能D．弹簧的最大弹性势能小于物块A下降过程中减少的重力势能
解析：物块A与弹簧接触前，A、B组成的系统只有重力做功，故A、B组成的系统机械能守恒，故A正确；物块A刚与弹簧接触时弹簧的弹力为零，故系统依然有向下的加速度。在A向下加速的过程中，物块B在细绳拉力作用下与A有相同的速度大小，故物块A刚与弹簧接触时，物块B的动能还未达到最大值，故B错误；由功能关系知，除重力以外的力对物块B做的功等于B的机械能的增加，故细线的拉力对物块B做的功等于B增加的机械能，故C错误；物块A、B和弹簧组成的系统机械能守恒，当弹簧被压缩到最短时，弹簧具有的弹性势能最大，当在最低点时，物块A的机械能的减小量等于弹簧增加的弹性势能和B增加的机械能，即弹簧的最大弹性势能小于物块A下降过程中减少的重力势能，故D正确。故选AD。
8．如图所示，轻质动滑轮下悬挂质量为4m的重物A，绕过轻质定滑轮细绳的另一端悬挂质量为m的重物B，悬挂滑轮的轻质细线竖直。重物A、B处于静止状态距地面高度均为h，释放后A、B开始运动。假设摩擦和空气阻力均忽略不计，重力加速度为g。求：(1)重物A刚要落地时的速度；(2)重物B离地面的最大高度。