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课件网) 第一部分 教材知识巩固 电学 专题(七) 能量转化 基本原理 1.能量守恒定律：所有涉及能量转移和转化的过程，均遵循能量守恒定律。若只涉及动能和势能之间的转化，则整体机械能守恒。某些能量的增加量等于其他能量的减少量。 2.功能关系：做功的过程是能量转化的过程，做了多少功就有多少能量发生了转化。例如：一个物体只在重力作用下下落，这个过程中只有重力做功，重力势能转化为动能，重力做了多少功就有多少重力势能转化为动能，机械能守恒(如图1)；一个光滑水平面上的物体被压缩的弹簧弹出，这个过程中只有弹力做功，弹簧的弹性势能转化为物体的动能，弹力做了多少功就有多少弹性势能转化为动能，弹簧和物体这个整体的机械能守恒(如图2)；具有一定速度的物体滑上粗糙的水平面，最终静止，这个过程中只有摩擦力做功，动能转化为内能，摩擦力做了多少功就有多少动能转化为内能，但能量的总量不发生变化(如图3)。 类型1 抛体模型 例1 不计空气阻力如图所示是小鸣同学在运动会上投掷铅球从出手到将要落地的过程，如果不计空气阻力，铅球在_____点时重力势能最大，在_____点时动能最大，在b点的机械能_____(选填“大于”“等于”或“小于”)在a点的机械能。 b c 等于 变式 考虑空气阻力上述过程若考虑空气阻力，铅球由a→b速度减小，由b→c速度增加，铅球在b点的机械能_____(选填“大于”“等于”或“小于”)a点的机械能，在c点的动能_____(选填“一定”或“不一定”)大于a点的动能。请比较铅球由b→c过程中铅球重力做功W1和克服空气阻力做功W2的大小关系，并从能量转化的角度说明理由。 答：W1>W2。铅球在下落的过程中，重力所做的功W1等于减少的重力势能，铅球减少的重力势能最终转化为增加的动能和为克服空气阻力做功(W2)产生的内能，所以W1>W2。 小于 不一定 类型2 轨道模型 例2 如图所示为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点自由释放，最高到达右侧圆弧槽B点处；然后再次滑下(忽略空气阻力)，最高到达左侧圆弧槽C点处。物体在A点的机械能_____(选填“大于”“等于”或“小于”)在B点的机械能。C点的高度h'与H、h的大小关系为h'＝_____。请比较物体从A点运动到BC间 某点D过程中，内能增加量E1和重力势能减少量E2的大小关系，并说明理由。 大于 2h－H 答：E1小于E2。物体从A点运动到D点时重力势能减少、动能增加、内能增加，根据能量守恒定律可知，内能的增加量E1应该小于重力势能的减少量E2。 类型3 弹簧模型 例3 水平方向如图所示，在一个光滑的水平面上，有一个轻质弹簧左端固定,右端与一个金属小球相连,O点是弹簧保持原长时小球所在的位置，现在将小球压缩至A点位置，然后释放小球，小球能运动到右端B点。小球在_____点动能最大。小球在A点时弹簧的弹性势能_____小球在B点时弹簧的弹性势能。 O 等于 变式 若O点右侧为粗糙面，小球从A点向右运动能到达的最远点为D点，则小球在A点时弹簧的弹性势能_____小球在D点时弹簧的弹性势能。D点在B点_____侧。 大于 左 例4 竖直方向如甲图所示，小球从竖直放置的弹簧上方一定高度处由静止开始自由下落，从a处开始接触弹簧，压缩至c处时弹簧最短。从a处至c处的过程中，小球在b处速度最大。小球的速度v和弹簧被压缩的长度Δl之间的关系如乙图所示。不计空气阻力，则从a处至c处的过程中，下列说法中正确的是( ) A.小球所受重力等于弹簧的弹力 B.小球的重力势能先减小后增大 C.小球减少的机械能转化为弹簧 的弹性势能 D.小球的速度一直减小 C 例5 结合斜面如图所示，粗糙水平面AB与光滑斜面BC平滑连接，弹簧左端固定，小木块P被压缩的弹簧弹出并冲上斜面B ... ...
