高中物理 能量守恒定律與能源課件 新人教版必修2

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1、10能量守恒定律與能源1.1.只有重力對(duì)物體做功時(shí)只有重力對(duì)物體做功時(shí), ,物體的物體的_、_可以相互可以相互轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化, ,轉(zhuǎn)化過(guò)程中轉(zhuǎn)化過(guò)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(shí)時(shí), ,物體的彈性勢(shì)能、動(dòng)能可以物體的彈性勢(shì)能、動(dòng)能可以相互轉(zhuǎn)化相互轉(zhuǎn)化, ,轉(zhuǎn)化過(guò)程中轉(zhuǎn)化過(guò)程中, ,彈性勢(shì)能和動(dòng)能的總量彈性勢(shì)能和動(dòng)能的總量_。重力勢(shì)能重力勢(shì)能重力勢(shì)能重力勢(shì)能動(dòng)能動(dòng)能不變不變彈力彈力不變不變動(dòng)能動(dòng)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(guò)程就是各種形式的能量之間相互做功的過(guò)程就是各種形式的能量之間相互_的過(guò)程的過(guò)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(gè)重要事實(shí)建立能量守恒定律的兩個(gè)重要事實(shí): :(1)(1)確認(rèn)了永動(dòng)機(jī)的確認(rèn)了永動(dòng)機(jī)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(huì)憑空產(chǎn)生能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生, ,也不會(huì)憑空消失也不會(huì)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(gè)物體或者從一個(gè)物體_到別的物體到別的物體, ,在在_或或_的過(guò)程中的過(guò)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(lèi)認(rèn)識(shí)自然的一次重大飛躍。是人類(lèi)認(rèn)識(shí)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(lèi)社會(huì)能源與人類(lèi)社會(huì): :人類(lèi)對(duì)能源的利

4、用大致經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)期人類(lèi)對(duì)能源的利用大致經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)期, ,即即柴薪時(shí)期、柴薪時(shí)期、_時(shí)期、時(shí)期、_時(shí)期。自工業(yè)革命以來(lái)時(shí)期。自工業(yè)革命以來(lái), ,煤和煤和_成為人類(lèi)的主要能源。成為人類(lèi)的主要能源。2.2.能量耗散能量耗散: :燃料燃燒時(shí)一旦把自己的熱量釋放出去燃料燃燒時(shí)一旦把自己的熱量釋放出去, ,就不會(huì)再就不會(huì)再次自動(dòng)聚集起來(lái)供人類(lèi)重新利用。電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能次自動(dòng)聚集起來(lái)供人類(lèi)重新利用。電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能, ,電能又通過(guò)燈泡轉(zhuǎn)化成電能又通過(guò)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?chē)h(huán)境的之后變成周?chē)h(huán)境的_,_,我們無(wú)法把這些散失的能量收集起我

5、們無(wú)法把這些散失的能量收集起來(lái)重新利用。來(lái)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(jī)的含義能源危機(jī)的含義: :在能源的利用過(guò)程中在能源的利用過(guò)程中, ,即在能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程即在能量的轉(zhuǎn)化過(guò)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(guān)過(guò)程具有方向性。所以量轉(zhuǎn)化的宏觀(guān)過(guò)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(jià)的也是有代價(jià)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(shù)足夠發(fā)達(dá)后技術(shù)足夠發(fā)達(dá)后, ,永動(dòng)機(jī)就可以制成。永動(dòng)機(jī)就可以制成。( () )(2)(2)機(jī)械能守恒定律是能量守恒定律的一種特殊形式。機(jī)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(guò)程中在利用能源的過(guò)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(jìn)行轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移能量只能進(jìn)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(dòng)機(jī)違背能量守恒定律。永動(dòng)機(jī)違背能量守恒定律, ,與技術(shù)是否發(fā)達(dá)無(wú)關(guān)。與技術(shù)是否發(fā)達(dá)無(wú)關(guān)。(2)(2)。機(jī)械能守恒定律反映了動(dòng)能與勢(shì)能間的轉(zhuǎn)化與守恒。機(jī)械能守恒定律反映了動(dòng)能與勢(shì)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(guò)程中在利用能源的過(guò)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(jià)的價(jià)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(shuō)明能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移是有方向的。能量的耗散說(shuō)明能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移是有方向的。2.2.問(wèn)題思考問(wèn)題思考: :(1)(1)一個(gè)叫丹尼斯一個(gè)叫丹尼斯李李(Dennis Lee)(Dennis Lee)的美國(guó)人在的美國(guó)人在美國(guó)今日美國(guó)今日新聞周刊新聞周刊等全國(guó)性報(bào)刊上刊登大幅廣告等全國(guó)性報(bào)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(hào)稱(chēng)無(wú)需任何能源的發(fā)電機(jī)。展示其號(hào)稱(chēng)無(wú)需

9、任何能源的發(fā)電機(jī)。你認(rèn)為這種發(fā)電機(jī)能造出來(lái)嗎你認(rèn)為這種發(fā)電機(jī)能造出來(lái)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(jī)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(jī)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(jī)不能制造出來(lái)。因此這種發(fā)電機(jī)不能制造出來(lái)。(2)(2)如圖所示

10、是我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)圖如圖所示是我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)圖, ,請(qǐng)根據(jù)此圖數(shù)據(jù)完成下面兩個(gè)問(wèn)題請(qǐng)根據(jù)此圖數(shù)據(jù)完成下面兩個(gè)問(wèn)題: :總結(jié)出我國(guó)能源結(jié)構(gòu)或能源現(xiàn)狀的規(guī)律。總結(jié)出我國(guó)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(guó)的能源結(jié)構(gòu)主要以煤為主我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)主要以煤為主; ;我國(guó)的能源消耗中不可我國(guó)的能源消耗中不可再生能源占據(jù)的比例過(guò)大再生能源占據(jù)的比例過(guò)大, ,結(jié)構(gòu)不合理結(jié)構(gòu)不合理; ;我國(guó)能源消耗中可再生我國(guó)能源消耗中可再生能源的比例過(guò)小。能源的比例過(guò)小。建議建議: :節(jié)能降耗節(jié)能降耗; ;開(kāi)發(fā)新能源開(kāi)發(fā)新能源; ;開(kāi)發(fā)可再生能源

11、開(kāi)發(fā)可再生能源( (如太陽(yáng)能、風(fēng)如太陽(yáng)能、風(fēng)能等能等) )。一一 能量守恒定律的應(yīng)用能量守恒定律的應(yīng)用1.1.適用范圍適用范圍: :能量守恒定律是貫穿物理學(xué)的基本規(guī)律能量守恒定律是貫穿物理學(xué)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(dá)式表達(dá)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(yīng)用步驟應(yīng)用步驟:

12、:(1)(1)明確研究對(duì)象及研究過(guò)程。明確研究對(duì)象及研究過(guò)程。(2)(2)明確該過(guò)程中明確該過(guò)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(jī)械能守恒定律實(shí)際上是能量守恒定律的一機(jī)械能守恒定律實(shí)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(guò)程涉及的物體及能量種類(lèi)比

13、較多若某一過(guò)程涉及的物體及能量種類(lèi)比較多, ,應(yīng)考慮應(yīng)用能量應(yīng)考慮應(yīng)用能量守恒定律分析、求解。守恒定律分析、求解。【典例【典例1 1】如圖所示如圖所示, ,一個(gè)粗細(xì)均勻的一個(gè)粗細(xì)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(zhǎng)度為的總長(zhǎng)度為4h,4h,先拿去蓋板先拿去蓋板, ,液體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)液體開(kāi)始運(yùn)動(dòng), ,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(yùn)動(dòng)最終管內(nèi)液體停止運(yùn)動(dòng), ,則該過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)能為則該過(guò)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(yùn)動(dòng)過(guò)程中液體運(yùn)動(dòng)過(guò)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(yùn)動(dòng)過(guò)程中液體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中, ,液體的重力勢(shì)能和內(nèi)能發(fā)生變化。液體的重力勢(shì)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(shì)能減少液體的重力勢(shì)能減少, ,內(nèi)能增加。內(nèi)能增加?！緲?biāo)準(zhǔn)解答【標(biāo)準(zhǔn)解答】選選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(dòng)向左側(cè)流動(dòng), ,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(shì)能減少勢(shì)能減少, ,減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。如減少的重力勢(shì)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(shì)能重力勢(shì)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(diǎn)注意利用能量轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移解題的兩點(diǎn)注意(1)(1)能量既可通過(guò)做功的方式實(shí)現(xiàn)不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化能量既可通過(guò)做功的方式實(shí)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(jìn)行轉(zhuǎn)移。也可在同一物體的不同部分或不同物體間進(jìn)行轉(zhuǎn)移。(2)(2)能量在轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移過(guò)程中能量在轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移過(guò)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(guān)鍵是正確分析有多少種能量變化守恒定律解題的關(guān)鍵是正確分析有多少種能量變化, ,分析時(shí)避分析時(shí)避免出現(xiàn)遺漏。免出現(xiàn)遺漏?！咀兪接?xùn)練【變式訓(xùn)練】(2013(2013玉溪高一檢測(cè)玉溪高一檢測(cè)) )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(duì)于這一過(guò)程對(duì)于這一過(guò)程, ,下列下列說(shuō)法正確的是說(shuō)法正確的是( () )A.A.子彈

17、減少的機(jī)械能等于木塊增加的機(jī)械能子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的機(jī)械能B.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.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)能之和和D.D.子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的動(dòng)能與木塊和子彈增加的子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的動(dòng)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(gè)過(guò)程中。整個(gè)過(guò)程中, ,子彈的動(dòng)能減少子彈的動(dòng)能減少, ,子彈的內(nèi)能子彈的內(nèi)能增加增加, ,木塊的動(dòng)能增加木塊的動(dòng)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(xiàng)選項(xiàng)B B、D D正確。正確。二二 對(duì)功能關(guān)系的理解對(duì)功能關(guān)系的理解1.1.功能關(guān)系概述功能關(guān)系概述: :(1)(1)不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化是通過(guò)做功實(shí)現(xiàn)的不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化是通過(guò)做功實(shí)現(xiàn)的, ,做功的過(guò)程做功的過(guò)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(guò)程。的過(guò)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(guān)系功與能的關(guān)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(guān)系如表具體功能關(guān)系如表: :功功能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化關(guān)系式關(guān)系式重力做功重力做功重力勢(shì)能的改變重力勢(shì)能的改變W WG G=-E=-Ep p彈力做功彈力做功彈性勢(shì)能的改變彈性勢(shì)能的改變W WF F=-E=-Ep p合外力做功合外力做功動(dòng)能的改變動(dòng)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(jī)械能的改變機(jī)械能的改變W=EW=E機(jī)機(jī)兩物體間滑動(dòng)摩擦力對(duì)物兩物體間滑動(dòng)摩擦力對(duì)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(duì)相對(duì)=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(guò)做功實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化。而只能是通過(guò)做功實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化。(2)(2)以系統(tǒng)為研究對(duì)象時(shí)以系統(tǒng)為研究對(duì)象時(shí), ,內(nèi)力做功的過(guò)程也伴隨著能量的轉(zhuǎn)移內(nèi)力做功的過(guò)程也伴隨著能量的轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化。或轉(zhuǎn)化。【典例【典例2 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(yùn)動(dòng)。當(dāng)物體的斜坡底端沿斜坡向上運(yùn)動(dòng)。當(dāng)物體向上滑到某一位置時(shí)向上滑到某一位置時(shí), ,其動(dòng)能減少了其動(dòng)能減少了EEk k=18J,=18J,機(jī)械能減少了機(jī)械能減少了E=3JE=3J。不計(jì)空氣阻力。不計(jì)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(yùn)動(dòng)時(shí)加速度的大小物體向上運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度的大小; ;(2)(2)物體返回斜坡底端時(shí)的動(dòng)能。物體返回斜坡底端時(shí)的動(dòng)能?！窘忸}探究【解題探究】(1)_(1)_等于物體動(dòng)能的變化。等于物體動(dòng)能的變化。(2)_(2)_等

22、于物體重力勢(shì)能的變化。等于物體重力勢(shì)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(biāo)準(zhǔn)解答【標(biāo)準(zhǔn)解答】(1)(1)設(shè)物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的摩擦力為設(shè)物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的摩擦力為f,f,向上運(yùn)向上運(yùn)動(dòng)的加速度的大小為動(dòng)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(shè)物體的動(dòng)能減少設(shè)物體的動(dòng)能減少EEk k時(shí)時(shí), ,在斜坡上運(yùn)動(dòng)的距離為在斜坡上運(yùn)動(dòng)的距離為s,s,由功能關(guān)由功能關(guān)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(shè)物體沿斜坡向上運(yùn)動(dòng)的最大距離為設(shè)物體沿斜坡向上運(yùn)動(dòng)的最大距離為s sm m, ,由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可得由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可得s sm m= = 設(shè)物體返回斜坡底端時(shí)的動(dòng)能為設(shè)物體返回斜坡底端時(shí)的動(dòng)能為E Ek k, ,由動(dòng)能定理得由動(dòng)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(xùn)練【變式訓(xùn)練】飛船返回時(shí)高速進(jìn)入大氣層后飛船返回時(shí)高速進(jìn)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(shí)接近地面時(shí), ,減速傘打開(kāi)減速傘打開(kāi), ,在距地面幾米處在距地面幾米處, ,制動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)制動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火制動(dòng)火制動(dòng), ,飛船迅速減速飛船迅速減速, ,安全著陸。下列說(shuō)法正確的是安全著陸。下列說(shuō)法正確的是( () )A.A.制動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火制動(dòng)后制動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火制動(dòng)后, ,飛船的重力勢(shì)能減少飛船的重力勢(shì)能減少, ,動(dòng)能減小動(dòng)能減小B.B.制動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)制動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí), ,由于化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能由于化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能, ,飛船的機(jī)械能飛船的機(jī)械能增加增加C.C.重力始終對(duì)飛船做正功重力始終對(duì)飛船做正功, ,使飛船的機(jī)械能增加使飛船的機(jī)械能增加D.D.重力對(duì)飛船做正功重力對(duì)飛船做正功, ,阻力對(duì)

25、飛船做負(fù)功阻力對(duì)飛船做負(fù)功, ,飛船的機(jī)械能不變飛船的機(jī)械能不變【解析【解析】選選A A。制動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火制動(dòng)后。制動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火制動(dòng)后, ,飛船迅速減速下落飛船迅速減速下落, ,動(dòng)動(dòng)能、重力勢(shì)能均減小能、重力勢(shì)能均減小, ,機(jī)械能減少機(jī)械能減少,A,A正確正確,B,B錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;飛船進(jìn)入大氣飛船進(jìn)入大氣層后層后, ,空氣阻力做負(fù)功空氣阻力做負(fù)功, ,機(jī)械能一定減少機(jī)械能一定減少, ,故故C C、D D均錯(cuò)誤。均錯(cuò)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(shuō)法正確的是則下列說(shuō)

26、法正確的是(g(g取取10N/kg)(10N/kg)() )A.A.物體上升過(guò)程中機(jī)械能守恒物體上升過(guò)程中機(jī)械能守恒B.B.物體的機(jī)械能增加物體的機(jī)械能增加10J10JC.C.合外力對(duì)物體做功合外力對(duì)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(dòng)能不變動(dòng)能不變, ,重力勢(shì)能增加重力勢(shì)能增加, ,機(jī)械能機(jī)械能增加增加,A,A錯(cuò)錯(cuò); ;由力的平衡條件可知手對(duì)物體的力的大小等于物體由力的平衡條件可知手對(duì)物體的力的大小等于物體的重力的重力10N,10N,故人手對(duì)物體做功故人手對(duì)物體做功10J,10J,機(jī)械能增加機(jī)械能增加10

27、J,B10J,B對(duì)對(duì); ;合外力合外力做功為零做功為零,C,C錯(cuò)錯(cuò); ;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(cuò)。錯(cuò)?！镜淅镜淅磕车仄骄L(fēng)速為某地平均風(fēng)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(fēng)車(chē)風(fēng)車(chē), ,它的車(chē)葉轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可形成半徑為它的車(chē)葉轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可形成半徑為12m12m的圓面。如果這個(gè)風(fēng)車(chē)的圓面。如果這個(gè)風(fēng)車(chē)能將圓面內(nèi)能將圓面內(nèi)10%10%的氣流動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的氣流動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能, ,則該風(fēng)車(chē)的發(fā)電機(jī)功率則該風(fēng)車(chē)的發(fā)電機(jī)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(shí)際問(wèn)

28、題中的應(yīng)用能量守恒定律在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用【標(biāo)準(zhǔn)解答【標(biāo)準(zhǔn)解答】在在t t時(shí)間內(nèi)作用于風(fēng)車(chē)的氣流質(zhì)量時(shí)間內(nèi)作用于風(fēng)車(chē)的氣流質(zhì)量m=rm=r2 2vtvt，這些氣流的動(dòng)能為這些氣流的動(dòng)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(fēng)車(chē)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的功率為所以風(fēng)車(chē)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)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(jī)械能的變化摩擦力做功與機(jī)械能的變化1.1.摩擦力做功特點(diǎn)摩擦力做功特點(diǎn): :(1)(1)無(wú)

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

30、的機(jī)械能發(fā)生轉(zhuǎn)移的過(guò)程。(2)(2)滑動(dòng)摩擦力做功一定會(huì)引起系統(tǒng)機(jī)械能的變化。滑動(dòng)摩擦滑動(dòng)摩擦力做功一定會(huì)引起系統(tǒng)機(jī)械能的變化?；瑒?dòng)摩擦力做功力做功, ,一是會(huì)引起系統(tǒng)中物體間機(jī)械能的轉(zhuǎn)移一是會(huì)引起系統(tǒng)中物體間機(jī)械能的轉(zhuǎn)移, ,二是會(huì)引起系二是會(huì)引起系統(tǒng)總機(jī)械能的減少統(tǒng)總機(jī)械能的減少, ,部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能?！景咐故尽景咐故尽孔銐蜷L(zhǎng)的傳送帶以速度足夠長(zhǎng)的傳送帶以速度v v勻速傳動(dòng)勻速傳動(dòng), ,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(dòng)摩若小物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為擦因數(shù)為,如圖所示如圖所示

31、, ,當(dāng)物體與傳送帶相對(duì)靜止時(shí)當(dāng)物體與傳送帶相對(duì)靜止時(shí), ,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(biāo)準(zhǔn)解答【標(biāo)準(zhǔn)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(xiàn)運(yùn)被放于傳送帶上即做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，加速度動(dòng)，加速度a= =ga= =g，勻加速過(guò)程前進(jìn)的距離，勻加速過(guò)程前進(jìn)的距離該時(shí)間內(nèi)傳送帶前進(jìn)的距離該時(shí)間內(nèi)傳送帶前進(jìn)的距離x x2 2=vt=vt=v=v所以物體相對(duì)傳送帶滑動(dòng)距離所以物體相對(duì)傳送帶滑動(dòng)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(diǎn)評(píng)【名師點(diǎn)評(píng)】滑動(dòng)摩擦力做功時(shí)滑動(dòng)摩擦力做功時(shí), ,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能, ,所以滑動(dòng)所以滑動(dòng)摩擦力做功過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)能摩擦力做功過(guò)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(dòng)摩擦力指滑動(dòng)摩擦力大小大小,x,x相相指發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的物體間的相對(duì)位移。指發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的物體間的相對(duì)位移。1.(1.(基礎(chǔ)理論辨析題基礎(chǔ)理論辨析題) )關(guān)于功和能的下列說(shuō)法關(guān)于功和能的下列說(shuō)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(guò)程中能量在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過(guò)程中, ,其總量會(huì)不斷減少其總量會(huì)不斷減少D.D.在利用能源的過(guò)程中在利用能源的過(guò)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(shuō)明能量在轉(zhuǎn)化過(guò)程中具有方向性能量耗散說(shuō)明能量在轉(zhuǎn)化過(guò)程中具有方向性F.F.人類(lèi)在不斷地開(kāi)發(fā)和利用新能源人類(lèi)在不斷地開(kāi)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(cuò)錯(cuò)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(cuò)誤錯(cuò)誤; ;能量不能量不會(huì)憑空產(chǎn)生或憑空消失會(huì)憑空產(chǎn)生或憑空消失,D,D正確正確,C,C、F F錯(cuò)誤錯(cuò)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(guān)過(guò)程具有方向性轉(zhuǎn)化的宏觀(guān)過(guò)程具有方向性,E,E正確。正確。2.2.利用能源的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是利用能源的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是( () )A.A.能量的消失過(guò)程能量的消失過(guò)程B.B.能量的創(chuàng)造過(guò)程能量的創(chuàng)造過(guò)程C.C.能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程D.D.能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移并且耗散的過(guò)程能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移并且耗散的過(guò)程【

35、解析【解析】選選C C、D D。利用能源的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的。利用能源的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程過(guò)程, ,在能源的利用過(guò)程中能量是耗散的在能源的利用過(guò)程中能量是耗散的,A,A、B B錯(cuò)誤錯(cuò)誤,C,C、D D正確。正確。3.(20133.(2013吉安高一檢測(cè)吉安高一檢測(cè)) )設(shè)想在一間與外界絕熱的房間里設(shè)想在一間與外界絕熱的房間里, ,有有一臺(tái)正在工作的電冰箱一臺(tái)正在工作的電冰箱, ,如果電冰箱的門(mén)是開(kāi)著的如果電冰箱的門(mén)是開(kāi)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(guò)程中制冷過(guò)程中, ,全靠壓縮機(jī)將蒸發(fā)器中的氟利昂抽出再壓縮到全靠壓縮機(jī)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(shí)現(xiàn)熱量從低溫物體傳遞到高溫物體。其中壓縮以實(shí)現(xiàn)熱量從低溫物體傳遞到高溫物體。其中壓縮機(jī)對(duì)氟利昂蒸汽做了功機(jī)對(duì)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(tái)冰箱放出的熱量要少吸收的熱量比整臺(tái)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(cuò)。均錯(cuò)。4.4.懸崖跳水是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的極限運(yùn)動(dòng)懸崖跳水是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的極限運(yùn)動(dòng), ,需要運(yùn)動(dòng)員具有非需要運(yùn)動(dòng)員具有非凡的膽量和過(guò)硬的技術(shù)。跳水運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入水中后受到水的阻力凡的膽量和過(guò)硬的技術(shù)。跳水運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入水中后受到水的阻力而做減速運(yùn)動(dòng)而做減速運(yùn)動(dòng), ,設(shè)質(zhì)量為設(shè)質(zhì)量為m m的運(yùn)動(dòng)員剛?cè)胨畷r(shí)的速度為的運(yùn)動(dòng)員剛?cè)胨畷r(shí)的速度為v,v,水對(duì)他水對(duì)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(guò)程中的過(guò)程中, ,下列說(shuō)下列說(shuō)法正確的是法正確的是(g(g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹楫?dāng)?shù)氐闹亓铀俣?()() )A.A.他的動(dòng)能減少了他的動(dòng)能減少了(F-mg)h(F-mg)hB.B.他的重力勢(shì)能減少了他的重力勢(shì)能減少了mghmgh- mv- mv2 2C.C.他的機(jī)械能減少了他的機(jī)械能減少了FhFhD.D.他的機(jī)械能減少了他的機(jī)械能減少了mghmgh12【解析【解析】選選A A、C C。在進(jìn)入水中的過(guò)程中。在進(jìn)入水中的過(guò)程中, ,由動(dòng)能定理由動(dòng)能定理,mgh-Fh,mgh-Fh=E=Ek k-E-Ek k, ,所以動(dòng)能的

39、減少量為所以動(dòng)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(shì)重力勢(shì)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(cuò)誤錯(cuò)誤; ;克服阻力所做克服阻力所做的功等于機(jī)械能的減少量的功等于機(jī)械能的減少量, ,即等于即等于FhFh, ,故故C C正確正確,D,D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。5.5.水從水從20m20m高處落下高處落下, ,如果水的重力勢(shì)能的如果水的重力勢(shì)能的20%20%用來(lái)使水的溫用來(lái)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(shè)質(zhì)量為設(shè)質(zhì)量為m m的水從高的水從高h(yuǎn)=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