《高中物理 能量守恒定律與能源課件 新人教版必修2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中物理 能量守恒定律與能源課件 新人教版必修2（47頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、10能量守恒定律與能源1.1.只有重力對物體做功時只有重力對物體做功時, ,物體的物體的_、_可以相互可以相互轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化, ,轉(zhuǎn)化過程中轉(zhuǎn)化過程中,_,_和和_的總量的總量_。2.2.物體只受系統(tǒng)內(nèi)的物體只受系統(tǒng)內(nèi)的_時時, ,物體的彈性勢能、動能可以物體的彈性勢能、動能可以相互轉(zhuǎn)化相互轉(zhuǎn)化, ,轉(zhuǎn)化過程中轉(zhuǎn)化過程中, ,彈性勢能和動能的總量彈性勢能和動能的總量_。重力勢能重力勢能重力勢能重力勢能動能動能不變不變彈力彈力不變不變動能動能3.3.自然界中存在著各種形式的能量自然界中存在著各種形式的能量, ,各種形式的能各種形式的能_(A._(A.可以可以B.B.不可以不可以) )相互轉(zhuǎn)化。相互轉(zhuǎn)化

2、。4.4.做功的過程就是各種形式的能量之間相互做功的過程就是各種形式的能量之間相互_的過程的過程, ,功是能量轉(zhuǎn)化的功是能量轉(zhuǎn)化的_。A A轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化( (或轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)移) )量度量度一、能量守恒定律一、能量守恒定律1.1.建立能量守恒定律的兩個重要事實建立能量守恒定律的兩個重要事實: :(1)(1)確認了永動機的確認了永動機的_(A._(A.可能可能B.B.不可能不可能) )性。性。(2)(2)發(fā)現(xiàn)了各種自然現(xiàn)象之間能量的發(fā)現(xiàn)了各種自然現(xiàn)象之間能量的_與與_。2.2.內(nèi)容內(nèi)容: :能量既不會憑空產(chǎn)生能量既不會憑空產(chǎn)生, ,也不會憑空消失也不會憑空消失, ,它只能從一種它只能從一種形式形式_為另一

3、種形式為另一種形式, ,或者從一個物體或者從一個物體_到別的物體到別的物體, ,在在_或或_的過程中的過程中, ,能量的總量能量的總量_。3.3.意義意義: :能量守恒定律的建立能量守恒定律的建立, ,是人類認識自然的一次重大飛躍。是人類認識自然的一次重大飛躍。它是最它是最_、最、最_、最、最_的自然規(guī)律之一的自然規(guī)律之一, ,而且是大自而且是大自然普遍和諧性的一種表現(xiàn)形式。然普遍和諧性的一種表現(xiàn)形式。B B相互聯(lián)系相互聯(lián)系轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移保持不變保持不變普遍普遍重要重要可靠可靠二、能源和能量耗散二、能源和能量耗散1.1.能源與人類社會能源與人類社會: :人類對能源的利

4、用大致經(jīng)歷了三個時期人類對能源的利用大致經(jīng)歷了三個時期, ,即即柴薪時期、柴薪時期、_時期、時期、_時期。自工業(yè)革命以來時期。自工業(yè)革命以來, ,煤和煤和_成為人類的主要能源。成為人類的主要能源。2.2.能量耗散能量耗散: :燃料燃燒時一旦把自己的熱量釋放出去燃料燃燒時一旦把自己的熱量釋放出去, ,就不會再就不會再次自動聚集起來供人類重新利用。電池中的化學能轉(zhuǎn)化為電能次自動聚集起來供人類重新利用。電池中的化學能轉(zhuǎn)化為電能, ,電能又通過燈泡轉(zhuǎn)化成電能又通過燈泡轉(zhuǎn)化成_和和_,_,熱和光被其他物體吸收熱和光被其他物體吸收之后變成周圍環(huán)境的之后變成周圍環(huán)境的_,_,我們無法把這些散失的能量收集起我

5、們無法把這些散失的能量收集起來重新利用。來重新利用。煤炭煤炭石油石油石油石油內(nèi)能內(nèi)能光能光能內(nèi)能內(nèi)能3.3.能源危機的含義能源危機的含義: :在能源的利用過程中在能源的利用過程中, ,即在能量的轉(zhuǎn)化過程即在能量的轉(zhuǎn)化過程中中, ,能量在數(shù)量上能量在數(shù)量上_,_,但在可利用的品質(zhì)上但在可利用的品質(zhì)上_,_,從從便于利用的變成便于利用的變成_的了。的了。4.4.能量轉(zhuǎn)化的方向性與節(jié)約能源的必要性能量轉(zhuǎn)化的方向性與節(jié)約能源的必要性:_:_反映了能反映了能量轉(zhuǎn)化的宏觀過程具有方向性。所以量轉(zhuǎn)化的宏觀過程具有方向性。所以, ,能源的利用是有條件的能源的利用是有條件的, ,也是有代價的也是有代價的, ,所

6、以自然界的能量雖然所以自然界的能量雖然_,_,但還是很有必要但還是很有必要節(jié)約能源。節(jié)約能源。雖未減少雖未減少降低了降低了不便于利用不便于利用能量耗散能量耗散守恒守恒【思考辨析【思考辨析】1.1.判斷正誤判斷正誤: :(1)(1)技術足夠發(fā)達后技術足夠發(fā)達后, ,永動機就可以制成。永動機就可以制成。( () )(2)(2)機械能守恒定律是能量守恒定律的一種特殊形式。機械能守恒定律是能量守恒定律的一種特殊形式。( () )(3)(3)在利用能源的過程中在利用能源的過程中, ,能量在數(shù)量上減少了。能量在數(shù)量上減少了。( () )(4)(4)能量是守恒的能量是守恒的, ,生產(chǎn)中不用節(jié)能降耗。生產(chǎn)中不

7、用節(jié)能降耗。( () )(5)(5)能量不能創(chuàng)造能量不能創(chuàng)造, ,不能再生不能再生, ,能量只能進行轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移能量只能進行轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移, ,但能量但能量間的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移具有方向性。間的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移具有方向性。( () )提示提示: :(1)(1)。永動機違背能量守恒定律。永動機違背能量守恒定律, ,與技術是否發(fā)達無關。與技術是否發(fā)達無關。(2)(2)。機械能守恒定律反映了動能與勢能間的轉(zhuǎn)化與守恒。機械能守恒定律反映了動能與勢能間的轉(zhuǎn)化與守恒, ,是是各式各樣的能量轉(zhuǎn)化中的一種。各式各樣的能量轉(zhuǎn)化中的一種。(3)(3)。根據(jù)能量守恒定律。根據(jù)能量守恒定律, ,在利用能源的過程中在利用能源的過程中, ,

8、能量的數(shù)量能量的數(shù)量不變。不變。(4)(4)。能量是守恒的。能量是守恒的, ,但是能量的利用是有條件的但是能量的利用是有條件的, ,也是有代也是有代價的價的, ,所以要節(jié)約能源。所以要節(jié)約能源。(5)(5)。能量的耗散說明能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移是有方向的。能量的耗散說明能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移是有方向的。2.2.問題思考問題思考: :(1)(1)一個叫丹尼斯一個叫丹尼斯李李(Dennis Lee)(Dennis Lee)的美國人在的美國人在美國今日美國今日新聞周刊新聞周刊等全國性報刊上刊登大幅廣告等全國性報刊上刊登大幅廣告, ,在全美各地表演在全美各地表演, ,展示其號稱無需任何能源的發(fā)電機。展示其號稱無需

9、任何能源的發(fā)電機。你認為這種發(fā)電機能造出來嗎你認為這種發(fā)電機能造出來嗎? ?提示提示: :不能。能量守恒定律是自然界最普遍、最重要、最可靠不能。能量守恒定律是自然界最普遍、最重要、最可靠的規(guī)律之一的規(guī)律之一, ,物體間只能發(fā)生能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移物體間只能發(fā)生能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移, ,但總能量不變但總能量不變, ,任何事物都不可能違背能量守恒定律。任何事物都不可能違背能量守恒定律。丹尼斯丹尼斯李發(fā)明的發(fā)電機不消耗其他能量而源源不斷地產(chǎn)生電李發(fā)明的發(fā)電機不消耗其他能量而源源不斷地產(chǎn)生電能能, ,違背了能量守恒違背了能量守恒, ,因此這種發(fā)電機不能制造出來。因此這種發(fā)電機不能制造出來。(2)(2)如圖所示

10、是我國能源結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計圖如圖所示是我國能源結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計圖, ,請根據(jù)此圖數(shù)據(jù)完成下面兩個問題請根據(jù)此圖數(shù)據(jù)完成下面兩個問題: :總結(jié)出我國能源結(jié)構(gòu)或能源現(xiàn)狀的規(guī)律?？偨Y(jié)出我國能源結(jié)構(gòu)或能源現(xiàn)狀的規(guī)律。試著提出解決這種現(xiàn)狀的合理化建議。試著提出解決這種現(xiàn)狀的合理化建議。提示提示: :我國的能源結(jié)構(gòu)主要以煤為主我國的能源結(jié)構(gòu)主要以煤為主; ;我國的能源消耗中不可我國的能源消耗中不可再生能源占據(jù)的比例過大再生能源占據(jù)的比例過大, ,結(jié)構(gòu)不合理結(jié)構(gòu)不合理; ;我國能源消耗中可再生我國能源消耗中可再生能源的比例過小。能源的比例過小。建議建議: :節(jié)能降耗節(jié)能降耗; ;開發(fā)新能源開發(fā)新能源; ;開發(fā)可再生能源

11、開發(fā)可再生能源( (如太陽能、風如太陽能、風能等能等) )。一一 能量守恒定律的應用能量守恒定律的應用1.1.適用范圍適用范圍: :能量守恒定律是貫穿物理學的基本規(guī)律能量守恒定律是貫穿物理學的基本規(guī)律, ,是各種自是各種自然現(xiàn)象中普遍適用的一條規(guī)律。然現(xiàn)象中普遍適用的一條規(guī)律。2.2.表達式表達式: :(1)E(1)E初初=E=E末末, ,初狀態(tài)各種能量的總和等于末狀態(tài)各種能量的總和。初狀態(tài)各種能量的總和等于末狀態(tài)各種能量的總和。(2)E(2)E增增=E=E減減, ,增加的那些能量的增加量等于減少的那些能量增加的那些能量的增加量等于減少的那些能量的減少量。的減少量。3.3.應用步驟應用步驟:

12、:(1)(1)明確研究對象及研究過程。明確研究對象及研究過程。(2)(2)明確該過程中明確該過程中, ,哪些形式的能量在變化。哪些形式的能量在變化。(3)(3)確定參與轉(zhuǎn)化的能量中確定參與轉(zhuǎn)化的能量中, ,哪些能量增加哪些能量增加, ,哪些能量減少。哪些能量減少。(4)(4)列出增加的能量和減少的能量之間的守恒式列出增加的能量和減少的能量之間的守恒式( (或初、末狀態(tài)或初、末狀態(tài)能量相等的守恒式能量相等的守恒式) )?！咎貏e提醒【特別提醒】(1)(1)機械能守恒定律實際上是能量守恒定律的一機械能守恒定律實際上是能量守恒定律的一種特殊形式。種特殊形式。(2)(2)若某一過程涉及的物體及能量種類比

13、較多若某一過程涉及的物體及能量種類比較多, ,應考慮應用能量應考慮應用能量守恒定律分析、求解。守恒定律分析、求解?！镜淅镜淅? 1】如圖所示如圖所示, ,一個粗細均勻的一個粗細均勻的U U形管內(nèi)形管內(nèi)裝有同種液體裝有同種液體, ,液體質(zhì)量為液體質(zhì)量為m m。在管口右端用。在管口右端用蓋板蓋板A A密閉密閉, ,兩邊液面高度差為兩邊液面高度差為h,Uh,U形管內(nèi)液體形管內(nèi)液體的總長度為的總長度為4h,4h,先拿去蓋板先拿去蓋板, ,液體開始運動液體開始運動, ,由由于管壁的阻力作用于管壁的阻力作用, ,最終管內(nèi)液體停止運動最終管內(nèi)液體停止運動, ,則該過程中產(chǎn)生的內(nèi)能為則該過程中產(chǎn)生的內(nèi)能為(

14、 () )1111A.mgh B. mgh C.mgh D.mgh16842【解題探究【解題探究】(1)(1)液體運動過程中液體運動過程中, ,有哪些能量發(fā)生變化有哪些能量發(fā)生變化? ?提示提示: :液體運動過程中液體運動過程中, ,液體的重力勢能和內(nèi)能發(fā)生變化。液體的重力勢能和內(nèi)能發(fā)生變化。(2)(2)哪些能量減少哪些能量減少? ?哪些能量增加哪些能量增加? ?提示提示: :液體的重力勢能減少液體的重力勢能減少, ,內(nèi)能增加。內(nèi)能增加?！緲藴式獯稹緲藴式獯稹窟x選A A。去掉右側(cè)蓋板之后。去掉右側(cè)蓋板之后, ,液體液體向左側(cè)流動向左側(cè)流動, ,最終兩側(cè)液面相平最終兩側(cè)液面相平, ,液體的重力液

15、體的重力勢能減少勢能減少, ,減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。如減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。如圖所示圖所示, ,最終狀態(tài)可等效為右側(cè)最終狀態(tài)可等效為右側(cè) h h的液柱移的液柱移到左側(cè)管中到左側(cè)管中, ,即增加的內(nèi)能等于該液柱減少的即增加的內(nèi)能等于該液柱減少的重力勢能重力勢能, ,則則Q= mgQ= mg h= mgh h= mgh, ,故故A A正確。正確。121218116【總結(jié)提升【總結(jié)提升】利用能量轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移解題的兩點注意利用能量轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移解題的兩點注意(1)(1)能量既可通過做功的方式實現(xiàn)不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化能量既可通過做功的方式實現(xiàn)不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化, ,也可在同一物體的不同部分或

16、不同物體間進行轉(zhuǎn)移。也可在同一物體的不同部分或不同物體間進行轉(zhuǎn)移。(2)(2)能量在轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移過程中能量在轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移過程中, ,能量的總量保持不變。利用能量能量的總量保持不變。利用能量守恒定律解題的關鍵是正確分析有多少種能量變化守恒定律解題的關鍵是正確分析有多少種能量變化, ,分析時避分析時避免出現(xiàn)遺漏。免出現(xiàn)遺漏?！咀兪接柧殹咀兪接柧殹?2013(2013玉溪高一檢測玉溪高一檢測) )一顆子彈以某一速度擊中一顆子彈以某一速度擊中靜止在光滑水平面上的木塊靜止在光滑水平面上的木塊, ,并從中穿出并從中穿出, ,對于這一過程對于這一過程, ,下列下列說法正確的是說法正確的是( () )A.A.子彈

17、減少的機械能等于木塊增加的機械能子彈減少的機械能等于木塊增加的機械能B.B.子彈和木塊組成的系統(tǒng)機械能的損失量等于系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量子彈和木塊組成的系統(tǒng)機械能的損失量等于系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量C.C.子彈減少的機械能等于木塊增加的動能與木塊增加的內(nèi)能之子彈減少的機械能等于木塊增加的動能與木塊增加的內(nèi)能之和和D.D.子彈減少的機械能等于木塊增加的動能與木塊和子彈增加的子彈減少的機械能等于木塊增加的動能與木塊和子彈增加的內(nèi)能之和內(nèi)能之和【解析【解析】選選B B、D D。整個過程中。整個過程中, ,子彈的動能減少子彈的動能減少, ,子彈的內(nèi)能子彈的內(nèi)能增加增加, ,木塊的動能增加木塊的動能增加, ,木塊的內(nèi)能增

18、加。根據(jù)能量守恒定律木塊的內(nèi)能增加。根據(jù)能量守恒定律, ,-E-Ek k子彈子彈=E=Ek k木塊木塊+Q+Q子彈子彈+Q+Q木塊木塊或或-E-Ek k子彈子彈-E-Ek k木塊木塊=Q=Q子彈子彈+Q+Q木塊木塊, ,選項選項B B、D D正確。正確。二二 對功能關系的理解對功能關系的理解1.1.功能關系概述功能關系概述: :(1)(1)不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化是通過做功實現(xiàn)的不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化是通過做功實現(xiàn)的, ,做功的過程做功的過程就是能量之間轉(zhuǎn)化就是能量之間轉(zhuǎn)化( (或轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)移) )的過程。的過程。(2)(2)功是能量轉(zhuǎn)化的量度。做了多少功功是能量轉(zhuǎn)化的量度。做了多少功, ,就

19、有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化( (或轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)移) )。2.2.功與能的關系功與能的關系: :由于功是能量轉(zhuǎn)化的量度由于功是能量轉(zhuǎn)化的量度, ,某種力做功往往與某種力做功往往與某一種具體形式的能量轉(zhuǎn)化相聯(lián)系某一種具體形式的能量轉(zhuǎn)化相聯(lián)系, ,具體功能關系如表具體功能關系如表: :功功能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化關系式關系式重力做功重力做功重力勢能的改變重力勢能的改變W WG G=-E=-Ep p彈力做功彈力做功彈性勢能的改變彈性勢能的改變W WF F=-E=-Ep p合外力做功合外力做功動能的改變動能的改變W W合合=E=Ek k除重力、系統(tǒng)內(nèi)彈力以外除重力、系統(tǒng)內(nèi)彈力以外的其他力做功的其他力做功

20、機械能的改變機械能的改變W=EW=E機機兩物體間滑動摩擦力對物兩物體間滑動摩擦力對物體系統(tǒng)做功體系統(tǒng)做功內(nèi)能的改變內(nèi)能的改變fxfx相對相對=Q=Q【特別提醒【特別提醒】(1)(1)功和能的本質(zhì)不同功和能的本質(zhì)不同, ,并且功和能也不能相互轉(zhuǎn)并且功和能也不能相互轉(zhuǎn)化化, ,而只能是通過做功實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化。而只能是通過做功實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化。(2)(2)以系統(tǒng)為研究對象時以系統(tǒng)為研究對象時, ,內(nèi)力做功的過程也伴隨著能量的轉(zhuǎn)移內(nèi)力做功的過程也伴隨著能量的轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化?；蜣D(zhuǎn)化?！镜淅镜淅? 2】(2013(2013海南高考海南高考) )一質(zhì)量一質(zhì)量m=0.6kgm=0.6kg的物體以的物體以v v0

21、0=20m/s=20m/s的初速度從傾角的初速度從傾角=30=30的斜坡底端沿斜坡向上運動。當物體的斜坡底端沿斜坡向上運動。當物體向上滑到某一位置時向上滑到某一位置時, ,其動能減少了其動能減少了EEk k=18J,=18J,機械能減少了機械能減少了E=3JE=3J。不計空氣阻力。不計空氣阻力, ,重力加速度重力加速度g=10m/sg=10m/s2 2, ,求求: :(1)(1)物體向上運動時加速度的大小物體向上運動時加速度的大小; ;(2)(2)物體返回斜坡底端時的動能。物體返回斜坡底端時的動能?！窘忸}探究【解題探究】(1)_(1)_等于物體動能的變化。等于物體動能的變化。(2)_(2)_等

22、于物體重力勢能的變化。等于物體重力勢能的變化。合外力所做的功合外力所做的功重力所做的功重力所做的功【標準解答【標準解答】(1)(1)設物體運動過程中所受的摩擦力為設物體運動過程中所受的摩擦力為f,f,向上運向上運動的加速度的大小為動的加速度的大小為a,a,由牛頓第二定律可知由牛頓第二定律可知a= a= 設物體的動能減少設物體的動能減少EEk k時時, ,在斜坡上運動的距離為在斜坡上運動的距離為s,s,由功能關由功能關系可知系可知EEk k=(mgsin+f)s=(mgsin+f)s E=fsE=fs 聯(lián)立聯(lián)立式式, ,并代入數(shù)據(jù)可得并代入數(shù)據(jù)可得a=6m/sa=6m/s2 2 mgsinfm(

23、2)(2)設物體沿斜坡向上運動的最大距離為設物體沿斜坡向上運動的最大距離為s sm m, ,由運動學規(guī)律可得由運動學規(guī)律可得s sm m= = 設物體返回斜坡底端時的動能為設物體返回斜坡底端時的動能為E Ek k, ,由動能定理得由動能定理得E Ek k=(mgsin-f)s=(mgsin-f)sm m 聯(lián)立以上各式聯(lián)立以上各式, ,并代入數(shù)據(jù)可得并代入數(shù)據(jù)可得E Ek k=80J=80J答案答案: :(1)6m/s(1)6m/s2 2(2)80J(2)80J20v2a【變式訓練【變式訓練】飛船返回時高速進入大氣層后飛船返回時高速進入大氣層后, ,受到空氣阻力的受到空氣阻力的作用作用, ,接近

24、地面時接近地面時, ,減速傘打開減速傘打開, ,在距地面幾米處在距地面幾米處, ,制動發(fā)動機點制動發(fā)動機點火制動火制動, ,飛船迅速減速飛船迅速減速, ,安全著陸。下列說法正確的是安全著陸。下列說法正確的是( () )A.A.制動發(fā)動機點火制動后制動發(fā)動機點火制動后, ,飛船的重力勢能減少飛船的重力勢能減少, ,動能減小動能減小B.B.制動發(fā)動機工作時制動發(fā)動機工作時, ,由于化學能轉(zhuǎn)化為機械能由于化學能轉(zhuǎn)化為機械能, ,飛船的機械能飛船的機械能增加增加C.C.重力始終對飛船做正功重力始終對飛船做正功, ,使飛船的機械能增加使飛船的機械能增加D.D.重力對飛船做正功重力對飛船做正功, ,阻力對

25、飛船做負功阻力對飛船做負功, ,飛船的機械能不變飛船的機械能不變【解析【解析】選選A A。制動發(fā)動機點火制動后。制動發(fā)動機點火制動后, ,飛船迅速減速下落飛船迅速減速下落, ,動動能、重力勢能均減小能、重力勢能均減小, ,機械能減少機械能減少,A,A正確正確,B,B錯誤錯誤; ;飛船進入大氣飛船進入大氣層后層后, ,空氣阻力做負功空氣阻力做負功, ,機械能一定減少機械能一定減少, ,故故C C、D D均錯誤。均錯誤?！咀兪絺溥x【變式備選】一質(zhì)量為一質(zhì)量為1kg1kg的物體被人用手以的物體被人用手以2m/s2m/s的速度豎直的速度豎直向上勻速提升向上勻速提升1m,1m,則下列說法正確的是則下列說

26、法正確的是(g(g取取10N/kg)(10N/kg)() )A.A.物體上升過程中機械能守恒物體上升過程中機械能守恒B.B.物體的機械能增加物體的機械能增加10J10JC.C.合外力對物體做功合外力對物體做功2J2JD.D.物體克服重力做功物體克服重力做功2J2J【解析【解析】選選B B。物體勻速上升。物體勻速上升, ,動能不變動能不變, ,重力勢能增加重力勢能增加, ,機械能機械能增加增加,A,A錯錯; ;由力的平衡條件可知手對物體的力的大小等于物體由力的平衡條件可知手對物體的力的大小等于物體的重力的重力10N,10N,故人手對物體做功故人手對物體做功10J,10J,機械能增加機械能增加10

27、J,B10J,B對對; ;合外力合外力做功為零做功為零,C,C錯錯; ;重力做功為重力做功為-10J,-10J,即人克服重力做功即人克服重力做功10J,D10J,D錯。錯。【典例【典例】某地平均風速為某地平均風速為5m/s,5m/s,已知空氣密度是已知空氣密度是1.2kg/m1.2kg/m3 3, ,有一有一風車風車, ,它的車葉轉(zhuǎn)動時可形成半徑為它的車葉轉(zhuǎn)動時可形成半徑為12m12m的圓面。如果這個風車的圓面。如果這個風車能將圓面內(nèi)能將圓面內(nèi)10%10%的氣流動能轉(zhuǎn)化為電能的氣流動能轉(zhuǎn)化為電能, ,則該風車的發(fā)電機功率則該風車的發(fā)電機功率是多大是多大? ?考查內(nèi)容考查內(nèi)容能量守恒定律在實際問

28、題中的應用能量守恒定律在實際問題中的應用【標準解答【標準解答】在在t t時間內(nèi)作用于風車的氣流質(zhì)量時間內(nèi)作用于風車的氣流質(zhì)量m=rm=r2 2vtvt，這些氣流的動能為這些氣流的動能為E Ek k= mv= mv2 2，轉(zhuǎn)化成的電能為，轉(zhuǎn)化成的電能為E= mvE= mv2 210%10%所以風車帶動發(fā)電機的功率為所以風車帶動發(fā)電機的功率為P= = rP= = r2 2v v3 310%10%代入數(shù)據(jù)得代入數(shù)據(jù)得P3.4 kWP3.4 kW。答案：答案：3.4 kW3.4 kW121212Et摩擦力做功與機械能的變化摩擦力做功與機械能的變化1.1.摩擦力做功特點摩擦力做功特點: :(1)(1)無

29、論是靜摩擦力還是滑動摩擦力無論是靜摩擦力還是滑動摩擦力, ,它們都可以做負功或做正它們都可以做負功或做正功功, ,也可以不做功。也可以不做功。(2)(2)一對相互作用的靜摩擦力對物體所做的總功為零一對相互作用的靜摩擦力對物體所做的總功為零; ;而一對相而一對相互作用的滑動摩擦力對物體所做的總功不為零互作用的滑動摩擦力對物體所做的總功不為零, ,且一定為負值。且一定為負值。2.2.摩擦力做功與機械能摩擦力做功與機械能: :(1)(1)靜摩擦力做功不會引起系統(tǒng)機械能的變化。靜摩擦力做功靜摩擦力做功不會引起系統(tǒng)機械能的變化。靜摩擦力做功的過程是系統(tǒng)中物體間的機械能發(fā)生轉(zhuǎn)移的過程。的過程是系統(tǒng)中物體間

30、的機械能發(fā)生轉(zhuǎn)移的過程。(2)(2)滑動摩擦力做功一定會引起系統(tǒng)機械能的變化?；瑒幽Σ粱瑒幽Σ亮ψ龉σ欢〞鹣到y(tǒng)機械能的變化?；瑒幽Σ亮ψ龉αψ龉? ,一是會引起系統(tǒng)中物體間機械能的轉(zhuǎn)移一是會引起系統(tǒng)中物體間機械能的轉(zhuǎn)移, ,二是會引起系二是會引起系統(tǒng)總機械能的減少統(tǒng)總機械能的減少, ,部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能?！景咐故尽景咐故尽孔銐蜷L的傳送帶以速度足夠長的傳送帶以速度v v勻速傳動勻速傳動, ,一質(zhì)量為一質(zhì)量為m m的的小物體小物體A A由靜止輕放于傳送帶上由靜止輕放于傳送帶上, ,若小物體與傳送帶之間的動摩若小物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為擦因數(shù)為,如圖所示如圖所示

31、, ,當物體與傳送帶相對靜止時當物體與傳送帶相對靜止時, ,轉(zhuǎn)化為內(nèi)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的能量為能的能量為( () )A.mvA.mv2 2B.2mvB.2mv2 2C. mvC. mv2 2D. mvD. mv2 21412【標準解答【標準解答】選選D D。物體。物體A A被放于傳送帶上即做勻加速直線運被放于傳送帶上即做勻加速直線運動，加速度動，加速度a= =ga= =g，勻加速過程前進的距離，勻加速過程前進的距離該時間內(nèi)傳送帶前進的距離該時間內(nèi)傳送帶前進的距離x x2 2=vt=vt=v=v所以物體相對傳送帶滑動距離所以物體相對傳送帶滑動距離xx=x=x2 2-x-x1 1= =故產(chǎn)生的內(nèi)能故產(chǎn)生的

32、內(nèi)能Q=mgQ=mgx=mgx=mg = mv = mv2 2，D D正確。正確。mgm221vvx2a2 g。2vvgg。2v2 g。2v2 g12【名師點評【名師點評】滑動摩擦力做功時滑動摩擦力做功時, ,機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能, ,所以滑動所以滑動摩擦力做功過程中產(chǎn)生的內(nèi)能摩擦力做功過程中產(chǎn)生的內(nèi)能Q=FQ=Ff fx x相相, ,其中其中F Ff f指滑動摩擦力指滑動摩擦力大小大小,x,x相相指發(fā)生相對滑動的物體間的相對位移。指發(fā)生相對滑動的物體間的相對位移。1.(1.(基礎理論辨析題基礎理論辨析題) )關于功和能的下列說法關于功和能的下列說法, ,正確的是正確的是( ()

33、)A.A.功和能的單位相同功和能的單位相同, ,物理意義也相同物理意義也相同B.B.物體做了多少功物體做了多少功, ,就有多少能量消失就有多少能量消失C.C.能量在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中能量在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中, ,其總量會不斷減少其總量會不斷減少D.D.在利用能源的過程中在利用能源的過程中, ,能量在數(shù)量上并未減少能量在數(shù)量上并未減少E.E.能量耗散說明能量在轉(zhuǎn)化過程中具有方向性能量耗散說明能量在轉(zhuǎn)化過程中具有方向性F.F.人類在不斷地開發(fā)和利用新能源人類在不斷地開發(fā)和利用新能源, ,所以能量可以被創(chuàng)造所以能量可以被創(chuàng)造【解析【解析】選選D D、E E。功和能雖然單位相同。功和能雖然單位相同, ,但

34、物理意義不同但物理意義不同,A,A錯錯誤誤; ;物體做了多少功物體做了多少功, ,就有多少能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移就有多少能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移,B,B錯誤錯誤; ;能量不能量不會憑空產(chǎn)生或憑空消失會憑空產(chǎn)生或憑空消失,D,D正確正確,C,C、F F錯誤錯誤; ;能量耗散反映了能量能量耗散反映了能量轉(zhuǎn)化的宏觀過程具有方向性轉(zhuǎn)化的宏觀過程具有方向性,E,E正確。正確。2.2.利用能源的過程實質(zhì)上是利用能源的過程實質(zhì)上是( () )A.A.能量的消失過程能量的消失過程B.B.能量的創(chuàng)造過程能量的創(chuàng)造過程C.C.能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程D.D.能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移并且耗散的過程能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移并且耗散的過程【

35、解析【解析】選選C C、D D。利用能源的過程實質(zhì)上是能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的。利用能源的過程實質(zhì)上是能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程過程, ,在能源的利用過程中能量是耗散的在能源的利用過程中能量是耗散的,A,A、B B錯誤錯誤,C,C、D D正確。正確。3.(20133.(2013吉安高一檢測吉安高一檢測) )設想在一間與外界絕熱的房間里設想在一間與外界絕熱的房間里, ,有有一臺正在工作的電冰箱一臺正在工作的電冰箱, ,如果電冰箱的門是開著的如果電冰箱的門是開著的, ,那么室內(nèi)的那么室內(nèi)的溫度將溫度將( () )A.A.升高升高B.B.降低降低C.C.不變不變D.D.都有可能都有可能【解析【解析】選選A A。電

36、冰箱是利用制冷劑。電冰箱是利用制冷劑, ,如氟利昂從箱內(nèi)蒸發(fā)器處如氟利昂從箱內(nèi)蒸發(fā)器處吸熱而汽化后吸熱而汽化后, ,到箱外冷凝器中放熱液化到箱外冷凝器中放熱液化, ,然后又到蒸發(fā)器中吸然后又到蒸發(fā)器中吸熱汽化熱汽化如此循環(huán)而制冷的。由于蒸發(fā)器溫度低如此循環(huán)而制冷的。由于蒸發(fā)器溫度低, ,冷凝器溫度冷凝器溫度高高, ,制冷過程中制冷過程中, ,全靠壓縮機將蒸發(fā)器中的氟利昂抽出再壓縮到全靠壓縮機將蒸發(fā)器中的氟利昂抽出再壓縮到冷凝器中冷凝器中, ,以實現(xiàn)熱量從低溫物體傳遞到高溫物體。其中壓縮以實現(xiàn)熱量從低溫物體傳遞到高溫物體。其中壓縮機對氟利昂蒸汽做了功機對氟利昂蒸汽做了功, ,電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電能轉(zhuǎn)

37、化為內(nèi)能, ,所以制冷劑從蒸發(fā)器所以制冷劑從蒸發(fā)器吸收的熱量比整臺冰箱放出的熱量要少吸收的熱量比整臺冰箱放出的熱量要少, ,房間又是絕熱的房間又是絕熱的, ,故室故室內(nèi)溫度升高。故內(nèi)溫度升高。故A A正確正確,B,B、C C、D D均錯。均錯。4.4.懸崖跳水是一項極具挑戰(zhàn)性的極限運動懸崖跳水是一項極具挑戰(zhàn)性的極限運動, ,需要運動員具有非需要運動員具有非凡的膽量和過硬的技術。跳水運動員進入水中后受到水的阻力凡的膽量和過硬的技術。跳水運動員進入水中后受到水的阻力而做減速運動而做減速運動, ,設質(zhì)量為設質(zhì)量為m m的運動員剛?cè)胨畷r的速度為的運動員剛?cè)胨畷r的速度為v,v,水對他水對他的阻力大小恒為

38、的阻力大小恒為F,F,那么在他減速下降深度為那么在他減速下降深度為h h的過程中的過程中, ,下列說下列說法正確的是法正確的是(g(g為當?shù)氐闹亓铀俣葹楫數(shù)氐闹亓铀俣?()() )A.A.他的動能減少了他的動能減少了(F-mg)h(F-mg)hB.B.他的重力勢能減少了他的重力勢能減少了mghmgh- mv- mv2 2C.C.他的機械能減少了他的機械能減少了FhFhD.D.他的機械能減少了他的機械能減少了mghmgh12【解析【解析】選選A A、C C。在進入水中的過程中。在進入水中的過程中, ,由動能定理由動能定理,mgh-Fh,mgh-Fh=E=Ek k-E-Ek k, ,所以動能的

39、減少量為所以動能的減少量為E Ek k-E-Ek k=(F-mg)h=(F-mg)h, ,故故A A正確正確; ;重力勢重力勢能的減少量等于重力所做的功能的減少量等于重力所做的功, ,即即mghmgh, ,故故B B錯誤錯誤; ;克服阻力所做克服阻力所做的功等于機械能的減少量的功等于機械能的減少量, ,即等于即等于FhFh, ,故故C C正確正確,D,D錯誤。錯誤。5.5.水從水從20m20m高處落下高處落下, ,如果水的重力勢能的如果水的重力勢能的20%20%用來使水的溫用來使水的溫度升高度升高, ,水落下后的溫度將升高多少水落下后的溫度將升高多少?水的比熱容水的比熱容c=4.2c=4.210103 3J/(kgJ/(kg)【解析【解析】設質(zhì)量為設質(zhì)量為m m的水從高的水從高h=20mh=20m高處落下高處落下, ,使水溫度升高使水溫度升高tt, ,水的比熱容為水的比熱容為c,c,則則: :mghmgh20%=cmt20%=cmt得得tt=9.5=9.51010-3-3。答案答案: :9.59.51010-3-3