10 能量守恒定律與能源,1了解各種不同形式的能，知道各種形式的能量之間是可以轉(zhuǎn)化的 2理解能量守恒定律的內(nèi)容，會(huì)用能量守恒的觀點(diǎn)分析，解釋一些實(shí)際問題 3了解能量耗散，增強(qiáng)節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)的意識(shí).,1.定律內(nèi)容：能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從_為另一種形式，或者從一個(gè)物體_，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，_保持不變 2建立定律的兩個(gè)重要事實(shí) (1)確認(rèn)了_的不可能性 (2)各種自然現(xiàn)象之間能量的相互聯(lián)系與轉(zhuǎn)化,能量守恒定律,一種形式轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)移到別的物體,能量的總量,永動(dòng)機(jī),1下列說法正確的是 ( ) A隨著科技的發(fā)展，永動(dòng)機(jī)是可以制成的 B太陽(yáng)照射到地球上的光能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空間的能量都消失了 C“既要馬兒跑，又讓馬兒不吃草”違背了能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，因而是不可能的 D有種“全自動(dòng)”手表，不用上發(fā)條，也不用任何形式的電源，卻能一直走動(dòng)，說明能量是可以憑空產(chǎn)生的,解析 永動(dòng)機(jī)是指不消耗或少消耗能量而可以大量對(duì)外做功的裝置，歷史上曾出現(xiàn)過各式各樣的所謂永動(dòng)機(jī)的發(fā)明，結(jié)果都以失敗告終，原因就是違背了能量轉(zhuǎn)化和守恒定律人類只能發(fā)現(xiàn)規(guī)律、利用規(guī)律，但絕不可以創(chuàng)造規(guī)律、改變規(guī)律、違背規(guī)律行事，即使以后科技再發(fā)達(dá)，也要受自然規(guī)律的制約，所以永動(dòng)機(jī)是永遠(yuǎn)不可能制成的，A錯(cuò)太陽(yáng)輻射大量的能量，地球只吸收了極小的一部分，就形成了風(fēng)、云、雨、雪，使萬(wàn)物生長(zhǎng)，但輻射到宇宙空間的能量也沒有消失，一定是轉(zhuǎn)化成了別的能量，B錯(cuò)馬和其他動(dòng)物，包括人，要運(yùn)動(dòng)，必須消耗能量，運(yùn)動(dòng)的能量來源是食物中儲(chǔ)存的化學(xué)能，C對(duì),所謂“全自動(dòng)”手表內(nèi)部還是有能量轉(zhuǎn)化裝置的，一般是一個(gè)擺錘，當(dāng)人戴著手表活動(dòng)時(shí)，擺錘不停擺動(dòng)，給游絲彈簧補(bǔ)充能量，維持手表的走動(dòng)，如果把這種表放在桌面上靜置多天，它一定會(huì)停擺的，D錯(cuò)故選C. 答案 C,1.能源：能源是人類社會(huì)活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)人類對(duì)能源的利用大致經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)期，即_、_石油時(shí)期 2能量耗散：燃料燃燒時(shí)一旦把自己的熱量釋放出去，就不會(huì)再次自動(dòng)聚集起來供人類重新利用如電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，電能又通過燈泡轉(zhuǎn)化成_，熱和光被其他物質(zhì)吸收之后變成周圍環(huán)境的_，我們無法把這些內(nèi)能收集起來重新利用這種現(xiàn)象叫做能量的_,能源和能量耗散,柴薪時(shí)期,煤炭時(shí)期,內(nèi)能和光能,內(nèi)能,耗散,3能量轉(zhuǎn)化的方向性：能量的耗散從_的角度反映出自然界中宏觀過程的方向性 4能源危機(jī)的含義：在能源的利用過程中，即在能量的轉(zhuǎn)化過程中，能量在數(shù)量上并未減少，但在可利用的品質(zhì)上_了，從便于利用的變成_的了,能量轉(zhuǎn)化,降低,不便利用,2.下列關(guān)于能源開發(fā)和利用的說法中正確的是 ( ) A能源利用的過程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的過程 B要合理開發(fā)和節(jié)約使用核能、太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能等常?guī)能源 C能源利用的過程是一種形式的能向其他形式的能轉(zhuǎn)化的過程 D無論是節(jié)約能源還是開發(fā)能源，我國(guó)都需要外國(guó)支援,解析 能源的利用過程實(shí)際上是一種形式的能向其他形式的能轉(zhuǎn)化的過程，并不一定是單一的向機(jī)械能轉(zhuǎn)化的過程，所以C正確，A不正確；B中的核能、太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能等屬于新能源，而不是常?guī)能源，故B錯(cuò)誤；節(jié)約能源也好，開發(fā)能源也好，我國(guó)主要依靠自己，故D錯(cuò) 答案 C,1.表達(dá)式 E初E末或E減E增 2含義 (1)某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加，且減少量一定和增加量相等 (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,能量守恒定律的理解及應(yīng)用,【典例1】 (2012·安徽高考)如圖7101所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓弧軌道，半徑OA水平、OB豎直，一個(gè)質(zhì)量為m的小球自A的正上方P點(diǎn)由靜止開始自由下落，小球沿軌道到達(dá)最高點(diǎn)B時(shí)恰好對(duì)軌道沒有壓力已知AP2R，重力加速度為g，則小球從P到B的運(yùn)動(dòng)過程中 ( ) A重力做功2mgR B機(jī)械能減少mgR C合外力做功mgR,圖7101,答案 D,利用能量守恒定律解題的基本步驟 1分清有哪幾種形式的能(如機(jī)械能、內(nèi)能、電能等)在變化 2分別列出減少的能量E減和增加的能量E增的表達(dá)式 3列等式E減E增求解,【跟蹤1】 如圖7102所示，滑塊從A點(diǎn)由靜止開始沿曲面下滑，過O點(diǎn)后滑至右邊曲面B點(diǎn)時(shí)的速度恰好等于0，O點(diǎn)附近光滑，滑塊經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)不發(fā)生碰撞若滑塊從B點(diǎn)以某一速度v沿原路徑往回滑，到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的速度也恰好為0.求A、B兩點(diǎn)間的高度差(假設(shè)滑塊從A點(diǎn)到B點(diǎn)與從B點(diǎn)到A點(diǎn)因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能相同),圖7102,解析,功和能的區(qū)別與聯(lián)系,功和能的關(guān)系,【典例2】 一小滑塊放在如圖7103所示的凹形斜面上，用力F沿斜面向下拉小滑塊，小滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)了一段距離若已知在該過程中，拉力F所做功的大小為A，斜面對(duì)小滑塊的作用力所做功的大小為B，重力做功的大小為C，空氣阻力做功的大小為D.當(dāng)用這些量表達(dá)時(shí)，小滑塊動(dòng)能的改變?yōu)槎嗌?？小滑塊重力勢(shì)能的改變?yōu)槎嗌?？小滑塊機(jī)械能的改變?yōu)槎嗌伲?圖7103,解析 答案 ABCD C ABD,常見的幾種功能關(guān)系,【跟蹤2】 物體沿粗糙斜面下滑，下列說法中正確的是 ( ) A機(jī)械能減少，內(nèi)能不變 B機(jī)械能減少，總能量不守恒 C機(jī)械能減少，內(nèi)能減少 D機(jī)械能減少，內(nèi)能增加 解析 物體沿粗糙斜面下滑，克服滑動(dòng)摩擦力做功，機(jī)械能減少，內(nèi)能增加，總能量守恒故選D. 答案 D,疑難突破6 用功能關(guān)系或能量守恒定律解題 方法指導(dǎo) 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)子彈做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,2搞清什么力的功對(duì)應(yīng)什么形式的能,典例剖析,7104,(1)傳送帶對(duì)小物體做了多少功？ (2)小物體由A點(diǎn)傳送到B點(diǎn)的過程中，傳送帶對(duì)小物體摩擦力的最大功率Pm是多大？ (3)為傳送小物體，電動(dòng)機(jī)額外需做多少功？(g取10 m/s2),解析 (1)小物體剛放到傳送帶上時(shí)，其受力情況如圖所示，小物體沿傳送帶做勻加速直線運(yùn)動(dòng)由牛頓第二定律得： Ff1mg sin 30°ma1， 且Ff1mg cos 30°，,(2)小物體加速階段，摩擦力的最大功率P1Ff1·vmg cos 30°·v75 W，勻速階段，摩擦力為靜摩擦力，功率不變，為P2Ff2·vmg sin 30°·v50 W， 所以摩擦力的最大功率為Pm75 W.,答案 見解析,【審題技巧】 小物體的運(yùn)動(dòng)過程：勻加速和傳送帶速度相同時(shí)勻速根據(jù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析受力情況，從而求解各力的功和功率,【我來沖關(guān)】 某海灣共占面積1.0×107 m2，漲潮時(shí)平均水深20 m，此時(shí)關(guān)上水壩閘門，可使水位保持20 m不變，退潮時(shí)，壩外水位降至18 m(如圖7105)利用此水壩建立一座水力發(fā)電站，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為10%，每天有兩次漲潮，該電站每天能發(fā)出多少電能？(g10 m/s2，不計(jì)發(fā)電機(jī)的能量損失),圖7105,答案 4×1010 J,【狀元微博】 (1)某種形式的能減少，一定存在另一種形式的能增加，且減少量和增加量相等 (2)某個(gè)物體的能量減少，一定存在另一個(gè)物體的能量增加，且減少量和增加量相等 這是我們應(yīng)用能量守恒定律列方程式的兩條基本思路.,一、對(duì)能量守恒定律的理解 1從光滑斜面上滾下的物體，最后停止在粗糙的水平面上，說明 ( ) A在斜面上滾動(dòng)時(shí)，只有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化 B在斜面上滾動(dòng)時(shí)，有部分勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 C在水平面上滾動(dòng)時(shí)，總能量正在消失 D在水平面上滾動(dòng)時(shí)，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，總能量守恒,解析 在斜面上滾動(dòng)時(shí)，只有重力做功，只發(fā)生動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化；在水平面上滾動(dòng)時(shí)，有摩擦力做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，總能量是守恒的 答案 AD,2一顆子彈以某一水平速度擊中了靜止在光滑水平面上的木塊，并從中穿出，對(duì)于這一過程，下列說法正確的是 ( ) A子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的機(jī)械能 B子彈和木塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能的損失量等于系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量 C子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的動(dòng)能與木塊增加的內(nèi)能之和 D子彈減少的動(dòng)能等于木塊增加的動(dòng)能與子彈和木塊增加的內(nèi)能之和,解析 子彈射穿木塊的過程中，由于相互間摩擦力的作用使得子彈的動(dòng)能減少，木塊獲得動(dòng)能，同時(shí)兩者產(chǎn)生熱量，且系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量在數(shù)值上等于系統(tǒng)機(jī)械能的損失，A選項(xiàng)漏考慮系統(tǒng)增加的內(nèi)能，C選項(xiàng)應(yīng)考慮的是系統(tǒng)(子彈、木塊)內(nèi)能的增加，C錯(cuò) 答案 BD,二、能量耗散 3下列哪些現(xiàn)象屬于能量的耗散 ( ) A利用水流能發(fā)電產(chǎn)生電能 B電能在燈泡中變成光能 C電池的化學(xué)能變成電能 D火爐把屋子烤暖 解析 能量耗散主要指其他形式的能量最終轉(zhuǎn)化為環(huán)境的內(nèi)能后，不能再被收集起來重新利用 答案 D,4關(guān)于“能量耗散”的下列說法中，正確的是 ( ) 能量在轉(zhuǎn)化過程中，有一部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，我們無法把這些內(nèi)能收集起來重新利用，這種現(xiàn)象叫做能量耗散；能量在轉(zhuǎn)化過程中變少的現(xiàn)象叫做能量耗散；能量耗散表明，在能源的利用過程中，即在能量的轉(zhuǎn)化過程中，能量的數(shù)量并未減少，但在可利用的品質(zhì)上降低了，從便于利用的變成不便于利用的了，而自然界的能量守恒；能量耗散表明，各種能量在不轉(zhuǎn)化時(shí)是守恒的，但在轉(zhuǎn)化時(shí)是不守恒的 A B C D,解析 自然界中各種能量的總和是一定的，各種能量的轉(zhuǎn) 化是守恒的，只不過有些能量在轉(zhuǎn)化后，不能再回收利用了，故正確答案為A. 答案 A,三、能量守恒定律及功能關(guān)系的應(yīng)用 5質(zhì)量為4 kg的物體被人由靜止開始向上提升0.25 m后速度達(dá)到1 m/s，(g取10 m/s2)則下列判斷正確的是 ( ) A人對(duì)物體傳遞的功是12 J B合外力對(duì)物體做功2 J C物體克服重力做功10 J D人對(duì)物體做的功等于物體增加的動(dòng)能,答案 BC,常見幾種功能關(guān)系 (1)重力(或彈簧彈力)做的功等于重力勢(shì)能(或彈性勢(shì)能)的減少量，即WGEp. (2)除重力、彈簧彈力外，其他力做的功等于機(jī)械能的增加量即W其他E. (3)滑動(dòng)摩擦力做的總功的絕對(duì)值等于產(chǎn)生的內(nèi)能，即QWf. (4)合外力做的功等于物體動(dòng)能的增加量，即W合Ek.,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,