文档介绍：2010届高考物理二轮复习系列课件
16《能量转化和守恒定律》
能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变. ——能量转化和守恒定律表现形式
一. 功是能量转化的量度——功能关系
94年上海高考例1、例2
二. 能量转化和守恒定律的应用
1. 电磁感应现象中的能量问题 00年高考12 例3
例4 例5 例6 例7 例8
——例9 00年春北京
00年高考13 00年春北京 5. 例10 例11
其它应用例12 94年高考 8
例13 例14 00年春北京14
摩擦力的功例15 例16
数学表达式
动能定理
W合=W1+W2+…= ΔEK
功能原理
WF = ΔEK +ΔEP = ΔE
机械能守恒定律
ΔE = 0 ΔEK +ΔEP = 0
热力学第一定律
ΔE = Q+W
电功
W = qU = UIt
焦耳定律
Q = I2Rt
闭合电路欧姆定律
Iεt =I2(R+r)t=qU+ I2 rt
法拉第电磁感应定律
E电=W克安
爱因斯坦光电效应方程
EKm = hν- W
玻尔假设
hν= E2 - E1
质能方程
E = m c2 ΔE = Δm c2
变压器
P 出= P入
表现形式
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⑴重力所做的功等于重力势能的减少
⑵电场力所做的功等于电势能的减少
⑶弹簧的弹力所做的功等于弹性势能的减少
⑷合外力所做的功等于动能的增加
⑸只有重力和弹簧的弹力做功,机械能守恒
(6)重力和弹簧的弹力以外的力所做的功等于
机械能的增加
(7)克服一对滑动摩擦力所做的净功等于机械
能的减少
(8)克服安培力所做的功等于感应电能的增加
——功是能量转化的量度
功能关系
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如图1所示,两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为θ斜角上,导轨的左端接有电阻R,导轨自身的电阻可忽路不计。斜面处在一匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上。质量为m,电阻可不计的金属棒ab,在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑,并上升h高度,如图所示。在这过程中( )(A)作用于金属捧上的各个力的合力所作的功等于零(B)作用于金属捧上的各个力的合力所作的功等于mgh
与电阻R上发出的焦耳热之和
(C)恒力F与安培力的合力
所作的功等于零(D)恒力F与重力的合力所作的功
等于电阻R上发出的焦耳热
94年上海高考题
θ
B
R
b
a
F
θ
B
解析:在金属棒匀速上滑的过程中,棒的受力情况如图,
mg
F安
F
N
弹力N对棒不做功,拉力F对棒做正功,
重力mg与安培力F安对棒做负功。
棒的动能不变,重力势能增加,电阻R发热,其内能增加。
由动能定理,对金属棒有
WF+WG+W安=△Ek=0
即作用在捧上各个力作功的代数和为零。故选项A正确
以上结论从另一个角度来分析, 因棒做匀速运动,故所受合力为零,合力的功当然也为零。故选项A正确,选项B,C错误
因弹力不做功,故恒力F与重力的合力所做的功等于克服安培力所做的功。
而克服安培力做多少功,就有多少其他形式的能转化为电能,电能最终转化为R上发出的焦耳热,故选项D正确。
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题目
例1、
在方向水平的匀强电场中,一不可伸长的、长为L的不导电细线的一端连着一个质量为m的带正电小球、另一端固定于O点,把小球拉起直至细线与场强平行,然后无初速度释放,已知小球摆到最低点的另一侧,线与竖直方向的最大夹角为θ=30°,如图所示,求小球运动过程中最大动能是多少?
θ
C
O
A
B
m
解:可以看出,电场方向水平向右
mg
qE
D
A---C 由动能定理
mgl cosθ-qEl (1+ sinθ) =0
qE/mg= cosθ/ (1+sinθ)= tg 30°
小球向左运动的过程,先加速后减速,
当切向加速度为0到达D点时,速度最大
OD跟竖直方向夹角也为30°
A---D 由动能定理
1/2 mv2= mgl cosθ-qEl (1-sinθ)
= mgL tg 30°
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例2:一质量为M的长木板B 静止在光滑水平面上,一质量为m 的小滑块A(可视为质点)以水平速度 v0从长木板的一端开始在木板上滑动,到达另一端滑块刚离开木板时的速度为1/3v0 求:滑块在木板上滑动过程中产生的内能。
v0
ΔS
S2
S1
1/3 v0
V
f1
B
A
B
A
由动量守恒定律
m v0=1/3 mv0+MV
V=2mv0/3M
由能量守恒定律
Q=1/2·mv02-1/