第 4 課時(shí) 功能關(guān)系、能量轉(zhuǎn)化和守恒定律 導(dǎo)學(xué)目標(biāo) 1. 掌握功和能的關(guān)系，特別是合力功、重力功、 彈力功以及除重力、彈力外其他力的功分別所對(duì)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(wèn)題 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 一、功能關(guān)系 基礎(chǔ)導(dǎo)引 如圖 1 所示， 質(zhì)量為 m 的物體在力 F 的作用下由靜止從地面運(yùn)動(dòng)到離地 h 高處，已知 F 5 4 mg ，試分別求出在 此過(guò)程中重力、力 F 和合外力的功， 以及物體的重力勢(shì)能、動(dòng)能和機(jī)械能 的變化量，并分析這些量之間存在什么關(guān)系？ 圖 1 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 第 4課時(shí) 本 課 欄 目 開(kāi) 關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點(diǎn) 答案 重力做功 mg h ，力 F 做功 5 4 mg h ，合力做功 1 4 mg h ，重 力勢(shì)能增加 mg h ，動(dòng)能增加 1 4 mg h ，機(jī)械能增加 5 4 mg h . 關(guān)系：重力做功等于重力勢(shì)能變化量的負(fù)值，合外力的功等 于物體動(dòng)能的變化量，力 F 的功等于物體機(jī)械能的變化量 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 第 4課時(shí) 本 課 欄 目 開(kāi) 關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點(diǎn) 知識(shí)梳理 1 能的概念：一個(gè)物體能對(duì)外做功，這個(gè)物體就具有能量 2 功能關(guān)系 ( 1) 功是 的量度，即做了多少功就有 發(fā)生了轉(zhuǎn)化 ( 2) 做功的過(guò)程一定伴隨著 ，而且 _ 必通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn) 能量轉(zhuǎn)化 多少能量 能量的轉(zhuǎn)化 能量的 轉(zhuǎn)化 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 第 4課時(shí) 本 課 欄 目 開(kāi) 關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點(diǎn) 3 功與對(duì)應(yīng)能量的變化關(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(chǎng)力做正功 減少 其他力 ( 除重力、 彈力外 ) 做正功 增加 動(dòng)能 重力勢(shì)能 彈性勢(shì)能 電勢(shì)能 機(jī)械能 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 第 4課時(shí) 本 課 欄 目 開(kāi) 關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點(diǎn) 二、能量轉(zhuǎn)化與守恒定律 基礎(chǔ)導(dǎo)引 說(shuō)明下列有關(guān)能量轉(zhuǎn)化的問(wèn)題中，分別是什么能向什么能 的轉(zhuǎn)化 ( 1) 列車(chē)剎車(chē)時(shí)由運(yùn)動(dòng)變?yōu)殪o止 ( 2) 太陽(yáng)能電池發(fā)電 ( 3) 風(fēng)力發(fā)電 ( 4) 潮汐發(fā)電 ( 5) 太陽(yáng)能熱水器工作時(shí) ( 6) 汽車(chē)由靜止啟動(dòng) 答案 ( 1) 動(dòng)能 內(nèi)能 ( 2) 太陽(yáng)能 電能 ( 3 ) 風(fēng)能 ( 空氣動(dòng) 能 ) 電能 ( 4) 水的勢(shì)能 電能 ( 5) 太陽(yáng)能 內(nèi)能 ( 6) 化 學(xué)能 動(dòng)能 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 第 4課時(shí) 本 課 欄 目 開(kāi) 關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點(diǎn) 知識(shí)梳理 1 內(nèi)容：能量既不會(huì) ，也不會(huì)憑空消失，它只能 從一種形式 為另一種形式，或者從一個(gè)物體 到 另一 個(gè)物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中其總量 2 表達(dá)式： E 減 憑空產(chǎn)生 轉(zhuǎn)化 轉(zhuǎn)移 保持不變 E增 思考 ： 怎樣理解能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性？ 答案 利用能源的過(guò)程，實(shí)質(zhì)上就是能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的 過(guò)程在能源利用過(guò)程中，流散到周?chē)h(huán)境中的內(nèi)能無(wú) 法收集重新利用，這種現(xiàn)象稱為能量耗散，能量耗散表 明，宏觀利用能源的過(guò)程具有方向性，雖然能量并沒(méi)有 減少，但在可以利用的品質(zhì)上降低了，從便于使用到不 便于使用 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 第 4課時(shí) 本 課 欄 目 開(kāi) 關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點(diǎn) 課堂探究 突破考點(diǎn) 考點(diǎn)一 功能關(guān)系的應(yīng)用 考點(diǎn)解讀 1 搞清力對(duì) “ 誰(shuí) ” 做功：對(duì) “ 誰(shuí) ” 做功就對(duì)應(yīng) “ 誰(shuí) ” 的位 移，引起 “ 誰(shuí) ” 的能量變化 如子彈物塊模型中，摩擦力對(duì)子彈的功必須用子彈的位 移去求解，這個(gè)功引起子彈動(dòng)能的變化 第 4課時(shí) 課堂探究 突破考點(diǎn) 本 課 欄 目 開(kāi) 關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點(diǎn) 2 搞清不同的力做功對(duì)應(yīng)不同形式的能的改變 不同的力做功 對(duì)應(yīng)不同形 式能的變化 定量的關(guān)系 合外力的功 ( 所 有外力的功 ) 動(dòng)能變化 合外力對(duì)物體做功等于 物體動(dòng)能的增量 W 合 E k2 E k1 重力的功 重力勢(shì) 能變化 重力做正功，重力 勢(shì)能 減少；重力做負(fù)功 ，重 力勢(shì)能增加 W G E p E p1 E p2 第 4課時(shí) 課堂探究 突破考點(diǎn) 本 課 欄 目 開(kāi) 關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點(diǎn) 彈簧彈 力的功 彈性勢(shì) 能變化 彈力做正功，彈性勢(shì)能減 少；彈力做負(fù)功，彈性勢(shì) 能增加 W 彈 E p E p1 E p2 只有重力、彈 簧彈力的功 不引起機(jī)械能 變化 機(jī)械能守恒 E 0 除重力和彈 力之外的力 做的功 W 機(jī)械能變化 除重力和彈力之外的力 做多少正功，物體的機(jī)械 能就增加多少；除重力和 彈力之外的力做多少負(fù) 功，物體的機(jī)械能就減少 多少 W E 第 4課時(shí) 課堂探究 突破考點(diǎn) 本 課 欄 目 開(kāi) 關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點(diǎn) 電場(chǎng)力的功 電勢(shì)能變化 電場(chǎng)力做正功，電勢(shì) 能減少；電場(chǎng)力做負(fù) 功，電勢(shì)能增加 W 電 E p 一對(duì)滑動(dòng)摩 擦力的總功 內(nèi)能變化 作用于系統(tǒng)的一對(duì) 滑動(dòng)摩擦力一定做 負(fù)功，系統(tǒng)內(nèi)能增加 Q f s 相對(duì) 第 4課時(shí) 課堂探究 突破考點(diǎn) 本 課 欄 目 開(kāi) 關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點(diǎn) 典例剖析 例 1 升降機(jī)底板上放一質(zhì)量為 100 k g 的物體，物體隨升降 機(jī)由靜止開(kāi)始豎直向上移動(dòng) 5 m 時(shí)速度達(dá)到 4 m /s ，則此 過(guò)程中 ( g 取 10 m / s 2 ) ( ) A 升降機(jī)對(duì)物體做功 5 800 J B 合外力對(duì)物體做功 5 800 J C 物體的重力勢(shì)能增加 500 J D 物體的機(jī)械能增加 800 J 第 4課時(shí) 課堂探究 突破考點(diǎn) 本 課 欄 目 開(kāi) 關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點(diǎn) 解析 根據(jù)動(dòng)能定理得： W 升 m g h 1 2 m v 2 ，可解得 W 升 5 80 0 J ， A 正確；合外力做功為 1 2 m v 2 1 2 100 4 2 J 800 J ， B 錯(cuò)誤；物體重力勢(shì)能增加 m g h 100 10 5 J 5 000 J ， C 錯(cuò)誤；物體機(jī)械能增加 E Fh W 升 5 80 0 J ， D 錯(cuò)誤 答案 A 第 4課時(shí) 課堂探究 突破考點(diǎn) 本 課 欄 目 開(kāi) 關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點(diǎn) 方法突破 直接判斷法解答選擇題 對(duì)于考查概念或規(guī)律理解的選擇題，一般可用直接判斷的 方法進(jìn)行選擇，但這應(yīng)建立在對(duì)概念和規(guī)律正確理解的基 礎(chǔ)上，否則就會(huì)把握不準(zhǔn)針對(duì)本題，要正確解答，就要 對(duì)各種功能關(guān)系熟記于心，力學(xué)范圍內(nèi)，應(yīng)牢固掌握以下 三條功能關(guān)系： (1) 重力的功等于重力勢(shì)能的變化，彈力的功等于彈性勢(shì)能 的變化； (2) 合外力的功等于動(dòng)能的變化； (3) 除重力、彈力外，其他力的功等于機(jī)械能的變化 運(yùn)用功能關(guān)系解題時(shí)，應(yīng)弄清楚重力做什么功，合外力做 什么功，除重力、彈力外的力 做什么功，從而判斷重力勢(shì) 能或彈性勢(shì)能、動(dòng)能、機(jī)械能的變化 第 4課時(shí) 課堂探究 突破考點(diǎn) 本 課 欄 目 開(kāi) 關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點(diǎn) 跟蹤訓(xùn)練 1 2010 年廣州亞運(yùn)會(huì)上，劉翔重歸賽場(chǎng)，以打破 亞運(yùn)會(huì)記錄的成績(jī)奪得 1 10 m 跨欄的冠軍他采用蹲踞式 起跑，在發(fā)令槍響后，左腳迅速蹬離起跑器，向前加速的 同時(shí)提升身體重心如圖 2 所示，假設(shè)劉翔的質(zhì)量為 m ， 起跑過(guò)程前進(jìn)的距離為 s ，重心升高為 h ，獲得的速度為 v ，克服阻力做功為 W 阻 ，則在此過(guò)程中 ( ) 圖 2 第 4課時(shí) 課堂探究 突破考點(diǎn) 本 課 欄 目 開(kāi) 關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點(diǎn) A 運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能增加了 1 2 m v 2 B 運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能增加了 1 2 m v 2 m gh C 運(yùn)動(dòng)員的重力做功為 m gh D 運(yùn)動(dòng)員自身做功 W 人 1 2 m v 2 m gh W 阻 解析 機(jī)械能的增量等于重力勢(shì)能和動(dòng)能增量之和， B 正 確；運(yùn)動(dòng)員重力做功應(yīng)為 mg h ， C 錯(cuò)；由動(dòng)能定理可知 W 人 W 阻 mg h 1 2 m v 2 ， D 正確 答案 BD 第 4課時(shí) 課堂探究 突破考點(diǎn) 本 課 欄 目 開(kāi) 關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點(diǎn) 考點(diǎn)二 對(duì)能量守恒定律的理解和應(yīng)用 考點(diǎn)解讀 列能量守恒定律方程的兩條基本思路： ( 1) 某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加，且 減 少量和增加量一定相等； ( 2) 某個(gè)物體的能量減少，一 定存在其他物體的能量增加 且 減少量和增加量一定相等 第 4課時(shí) 課堂探究 突破考點(diǎn) 本 課 欄 目 開(kāi) 關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點(diǎn) 典例剖析 例 2 如圖 3 所示，光滑坡道頂端距水 平面高度為 h ，質(zhì)量為 m 的小物塊 A 從坡道頂端由靜止滑下，進(jìn)入水 平面上的滑道時(shí)無(wú)機(jī)械能損失，為使 A 制動(dòng)，將輕彈簧的一端固定在水平滑道延長(zhǎng)線 M 處的 墻上，另一端恰位于坡道的底端 O 點(diǎn)已知在 OM 段， 物塊 A 與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為 ，其余各處的摩擦 不計(jì)，重力加速度為 g ，求： ( 1) 物塊滑到 O 點(diǎn)時(shí)的速度大??； ( 2) 彈簧為最大壓縮量 d 時(shí)的彈性勢(shì)能 ( 設(shè)彈簧處于原長(zhǎng)時(shí) 彈性勢(shì)能為零 ) ； ( 3) 若物塊 A 能夠被彈回到坡道上，則它能夠上升的最大 高度是多少？ 圖 3 第 4課時(shí) 課堂探究 突破考點(diǎn) 本 課 欄 目 開(kāi) 關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點(diǎn) 解析 ( 1) 由機(jī)械能守恒定律得 m gh 1 2 m v 2 解得 v 2 gh . ( 2) 在水平滑道上物塊 A 克服摩擦力所做的功為 W m gd 由能量守恒定律得 1 2 m v 2 E p m gd 以上各式聯(lián)立得 E p m gh mgd . ( 3) 物塊 A 被彈回的過(guò)程中，克服摩擦力所做的功仍為 W m gd 由能量守恒定律得 E p m gd m g h 所以物塊 A 能夠上升的最大高度為 h h 2 d . 答案 ( 1 ) 2 gh ( 2 ) m g h m g d ( 3 ) h 2 d 第 4課時(shí) 課堂探究 突破考點(diǎn) 本 課 欄 目 開(kāi) 關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點(diǎn) 方法突破 應(yīng)用能量守恒定律解題的步驟 1 分清有多少形式的能 如動(dòng)能、勢(shì)能 ( 包括重力勢(shì)能、彈性 勢(shì)能、電勢(shì)能 ) 、內(nèi)能等 在變化； 2 明確哪種形式的能量增加，哪種形式的能量減少，并且 列出減少的能量 E 減 和增加的能量 E 增 的表達(dá)式； 3 列出能量守恒關(guān)系式： E 減 E 增 特別提醒 1. 應(yīng)用能量守恒定律解決有關(guān)問(wèn)題，要分析所 有參與變化的能量 . 2 高考考查該類(lèi)問(wèn)題，常綜合平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)以及 電磁學(xué)等知識(shí)考查判斷、推理及綜合分析能力 第 4課時(shí) 課堂探究 突破考點(diǎn) 本 課 欄 目 開(kāi) 關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點(diǎn) 跟蹤訓(xùn)練 2 如圖 4 所示， A 、 B 、 C 質(zhì)量 分別為 m A 0.7 k g ， m B 0.2 k g ， m C 0.1 k g ， B 為套在細(xì)繩上的圓環(huán)， A 與 水平桌面的動(dòng)摩擦因數(shù) 0.2 ，另一 圓環(huán) D 固定在桌邊，離地面高 h 2 0.3 m ， 當(dāng) B 、 C 從靜止下降 h 1 0.3 m 后， C 穿環(huán)而過(guò)， B 被 D 擋 住，不計(jì)繩子質(zhì)量和滑輪的摩擦，取 g 10 m / s 2 ，若開(kāi) 始時(shí) A 離桌邊足夠遠(yuǎn)試求： ( 1) 物體 C 穿環(huán)瞬間的速度 ( 2) 物體 C 能否到達(dá)地面？如果能到達(dá)地面，其速度多大？ ( 結(jié)果可用根號(hào)表示 ) 圖 4 第 4課時(shí) 課堂探究 突破考點(diǎn) 本 課 欄 目 開(kāi) 關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點(diǎn) 解析 ( 1) 由能量守恒定律得： ( m B m C ) gh 1 1 2 ( m A m B m C ) v 2 1 m A gh 1 解得 v 1 2 5 6 m /s ( 2) 設(shè)物體 C 到達(dá)地面的速度為 v 2 ，由能量守恒定律得： m C gh 2 1 2 ( m A m C ) v 2 1 1 2 ( m A m C ) v 2 2 m A gh 2 解得 v 2 66 10 m /s 故物體 C 能到達(dá)地面，到達(dá)地面的速度為 66 10 m /s . 答案 ( 1) 2 5 6 m/s ( 2) 物體 C 能到達(dá)地面，到地面的 速度為 66 10 m/s 第 4課時(shí) 課堂探究 突破考點(diǎn) 本 課 欄 目 開(kāi) 關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點(diǎn) 靜摩擦力 滑動(dòng)摩擦力 不 同 點(diǎn) 能量 轉(zhuǎn)化的 方面 在靜摩擦力做功 的過(guò)程中，只有機(jī) 械能從一個(gè)物體 轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物 體 ( 靜摩擦力起著 傳遞機(jī)械能的作 用 ) ，而沒(méi)有機(jī)械 能轉(zhuǎn)化為其他形 式的能量 1. 相互摩擦的物 體通過(guò)摩擦力做 功，將部分機(jī)械能 從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移 到另一個(gè)物體 2 部分機(jī)械能轉(zhuǎn) 化為內(nèi)能，此部分 能量就是系統(tǒng)機(jī) 械能的損失量 類(lèi) 別 比較 考點(diǎn)三 摩擦力做功的特點(diǎn)及應(yīng)用 考點(diǎn)解讀 第 4課時(shí) 課堂探究 突破考點(diǎn) 本 課 欄 目 開(kāi) 關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點(diǎn) 不 同 點(diǎn) 一對(duì)摩 擦力做 功方面 一對(duì)靜摩擦力 所做功的代數(shù) 和等于零 一對(duì)相互作用的滑動(dòng) 摩擦力對(duì)物體系統(tǒng)所 做的總功總為負(fù)值， 系統(tǒng)損失的機(jī)械能轉(zhuǎn) 變成內(nèi)能 相 同 點(diǎn) 做功 方面 兩種摩擦力都可以對(duì)物體做正功，做 負(fù)功，還可以不做功 第 4課時(shí) 課堂探究 突破考點(diǎn) 本 課 欄 目 開(kāi) 關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點(diǎn) 典例剖析 例 3 如圖 5 所示， A 物體放在 B 物體的 左側(cè)，用水平恒力 F 將 A 拉至 B 的右 端，第一次 B 固定在地面上， F 做功為 W 1 ，產(chǎn)生熱量 Q 1 ；第二次讓 B 在光滑地面上自由滑動(dòng)， F 做功為 W 2 ，產(chǎn)生熱量為 Q 2 ，則應(yīng)有 ( ) A W 1 W 2 ， Q 1 Q 2 B W 1 W 2 ， Q 1 Q 2 C W 1 W 2 ， Q 1 Q 2 D W 1 W 2 ， Q 1 Q 2 圖 5 第 4課時(shí) 課堂探究 突破考點(diǎn) 本 課 欄 目 開(kāi) 關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點(diǎn) 解析 當(dāng) B 固定時(shí)， W 1 FL ， Q 1 fL m gL 當(dāng) B 不固定時(shí)，木塊 A 、 B 的位移關(guān)系為 s A s B L W 2 Fs A F ( L s B ) W 1 對(duì) A 應(yīng)用動(dòng)能定理： ( F f ) s A E k A 對(duì) B 應(yīng)用動(dòng)能定理： fs B E k B 兩式相加得： Fs A fs A fs B E k A E k B 所以 Q 2 Fs A E k A E k B f ( s A s B ) fL Q 1 答案 A 第 4課時(shí) 課堂探究 突破考點(diǎn) 本 課 欄 目 開(kāi) 關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點(diǎn) 跟蹤訓(xùn)練 3 如圖 6 所示，質(zhì)量為 M ， 長(zhǎng)度為 L 的小車(chē)靜止在光滑的水平 面上，質(zhì)量為 m 的小物塊，放在 小車(chē)的最左端現(xiàn)用一水平力 F 作用在小物塊上，小物塊與小車(chē)之間的摩擦力為 f ，經(jīng)過(guò) 一段時(shí)間小車(chē)運(yùn)動(dòng)的位移為 s ，小物塊剛好滑到小車(chē)的右 端，則下列說(shuō)法中正確的是 ( ) A 此時(shí)小物塊的動(dòng)能為 F ( s L ) B 此時(shí)小車(chē)的動(dòng)能為 fs C 這一過(guò)程中，小物塊和小車(chē)增加的機(jī)械能為 Fs fL D 這一過(guò)程中，因摩擦而產(chǎn)生的熱量為 fL 圖 6 第 4課時(shí) 課堂探究 突破考點(diǎn) 本 課 欄 目 開(kāi) 關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點(diǎn) 解析 小物塊運(yùn)動(dòng)的位移為 ( s L ) ，受到拉力和摩擦力做功， 由動(dòng)能定理得： ( F f )( s L ) E k1 ，故 A 錯(cuò)誤；小車(chē)僅受到 摩擦力做功，由動(dòng)能定理得： fs E k2 ， B 正確；小物塊和小 車(chē)組成的系統(tǒng)的機(jī)械能增加量為非重力做功，即 ( F f )( s L ) fs F ( s L ) fL ， C 錯(cuò)誤；因摩擦生而產(chǎn)生的熱量為摩 擦力與相對(duì)路程之積，即 Q fL ， D 正確 答案 BD 第 4課時(shí) 課堂探究 突破考點(diǎn) 本 課 欄 目 開(kāi) 關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點(diǎn) 物理思想方法 15. 應(yīng)用綜合法處理能量問(wèn)題 例 4 飛機(jī)場(chǎng)上運(yùn)送行李的裝置為一水 平放置的環(huán)形傳送帶，傳送帶的總質(zhì) 量為 M ，其俯視圖如圖 7 所示現(xiàn)開(kāi) 啟電動(dòng)機(jī)，傳送帶達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行的速 度 v 后 . 將行李依次輕輕放到傳送帶上 若有 n 件質(zhì)量均為 m 的行李需通過(guò)傳送帶運(yùn)送給旅客假 設(shè)在轉(zhuǎn)彎處行李與傳送帶無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，忽略皮帶輪、電動(dòng) 機(jī)損失的能量求從電動(dòng)機(jī)開(kāi)啟到運(yùn)送完行李需要消耗的 電能為多少？ 圖 7 第 4課時(shí) 課堂探究 突破考點(diǎn) 本 課 欄 目 開(kāi) 關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點(diǎn) 解析 設(shè)行李與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 ，則傳 送帶與行李間由于摩擦產(chǎn)生的總熱量 Q n mg s 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得： s s 傳 s 行 v t v t 2 v t 2 又 v gt 聯(lián)立解得： Q 1 2 nm v 2 由能量守恒得： E Q 1 2 M v 2 n 1 2 m v 2 所以 E 1 2 M v 2 nm v 2 答案 12 M v 2 nm v 2 第 4課時(shí) 課堂探究 突破考點(diǎn) 本 課 欄 目 開(kāi) 關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點(diǎn) 題后感悟 1 分析和綜合的關(guān)系：有分有合，交叉地使用分析與綜合 的方法，才能對(duì)客觀事物有一個(gè)全面的深刻的認(rèn)識(shí)在 研究和求解中學(xué)物理問(wèn)題時(shí)，同樣需要采用這種有分有 合的思維方法 2 從能量角度綜合：能量是溝通各個(gè)物理現(xiàn)象和物理過(guò)程 的最根本的屬性，直接從整個(gè)過(guò)程的能的轉(zhuǎn)化和守恒的 觀點(diǎn)出發(fā)，可免去許多對(duì)復(fù)雜的細(xì)節(jié)變 化的處理，直達(dá) 問(wèn)題的癥結(jié)所在這是綜合思想的又一具體體現(xiàn) 第 4課時(shí) 課堂探究 突破考點(diǎn) 本 課 欄 目 開(kāi) 關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點(diǎn) 跟蹤訓(xùn)練 4 如圖 8 所示，質(zhì)量為 m 的滑塊，放在光滑的水平平臺(tái)上， 平臺(tái)右端 B 與水平傳送帶相接， 傳送帶的運(yùn)行速度為 v 0 ，長(zhǎng)為 L . 今將滑塊緩慢向左壓縮固定在平臺(tái)上的輕彈簧，到達(dá)某 處時(shí)突然釋放當(dāng)滑塊滑到傳送帶右端 C 時(shí)，恰好與傳送 帶速度相同滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 . ( 1) 試分析滑塊在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)情況 ( 2) 若滑塊離開(kāi)彈簧時(shí)的速度大于傳送帶的速度，求釋放 滑塊時(shí)，彈簧具有的彈性勢(shì)能 ( 3) 若滑塊離開(kāi)彈簧時(shí)的速度大于傳送帶的速度，求滑塊 在傳送帶上滑行的整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量 圖 8 第 4課時(shí) 課堂探究 突破考點(diǎn) 本 課 欄 目 開(kāi) 關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點(diǎn) 解析 (1) 若滑塊沖上傳送帶時(shí)的速度小于傳送帶速度，則 滑塊在帶上由于受到向右的滑動(dòng)摩擦力而做勻加速運(yùn)動(dòng)； 若滑塊沖上傳送帶時(shí)的速度大于傳送帶速度，則滑塊由于 受到向左的滑動(dòng)摩擦力而做勻減速運(yùn)動(dòng) (2) 設(shè)滑塊沖上傳送帶時(shí)的速度為 v ，在彈簧彈開(kāi)過(guò)程中 由機(jī)械能守恒得 E p 1 2 m v 2 設(shè)滑塊在傳送帶上做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為 a 由牛頓第二定律： mg ma 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得 v 2 v 2 0 2 aL 第 4課時(shí) 課堂探究 突破考點(diǎn) 本 課 欄 目 開(kāi) 關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點(diǎn) 解得 E p 1 2 m v 2 0 m gL ( 3) 設(shè)滑塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 t ，則 t 時(shí)間內(nèi)傳送帶的 位移 s v 0 t v 0 v at 滑塊相對(duì)傳送帶滑動(dòng)的位移 s L s 相對(duì)滑動(dòng)生成的熱量 Q m g s 解得 Q m gL m v 0 ( v 2 0 2 gL v 0 ) 答案 ( 1) 見(jiàn) 解析 ( 2) 1 2 m v 2 0 m gL ( 3) m gL m v 0 ( v 20 2 gL v 0 ) 第 4課時(shí) 課堂探究 突破考點(diǎn) 本 課 欄 目 開(kāi) 關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點(diǎn)