能量守恒定律和能源學(xué)案-高一下學(xué)期物理人教版必修2

每一份堅(jiān)持都是成功的累積只要相信自己，總會(huì)遇到驚喜7.10能量守恒定律和能源*學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.知道能量守恒定律，理解在能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的過(guò)程中能量總和保持不變。2.了解人類(lèi)利用能源的歷史，知道能量耗散是不可逆過(guò)程，樹(shù)立節(jié)約能源的意識(shí)。3.理解功和能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系，能用能量守恒定律和功能關(guān)系解決力學(xué)問(wèn)題。一、能量守恒定律的確立依據(jù)1.能量的多樣性：2.能量的轉(zhuǎn)化：例1.指出下列現(xiàn)象中能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移情況：（1）人在跑步時(shí)，身體發(fā)熱（）（2）風(fēng)吹動(dòng)帆船前進(jìn)（）（3）放在火爐旁的冷水變熱（）（4）電流通過(guò)燈泡，燈泡發(fā)光（）（5）植物進(jìn)行光合作用（）二、能量守恒定律1.內(nèi)容：能量既不會(huì)，也不會(huì)，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中，能量的總量．2.表達(dá)式：3.說(shuō)明：①該定律是貫穿整個(gè)物理學(xué)的基本規(guī)律之一，是學(xué)習(xí)物理學(xué)的一條主線(xiàn)。②要分清系統(tǒng)中有多少種形式的能，發(fā)生了哪些轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移。三、能源和能量耗散1.人類(lèi)利用能源大致經(jīng)歷了三個(gè)期：。2.能量耗散：燃料燃燒時(shí)一旦把自己的熱量釋放出去，它就不會(huì)自動(dòng)聚集起來(lái)供人類(lèi)重新利用。(能量轉(zhuǎn)化的）3.節(jié)約能源的因：。四、功能關(guān)系功能量轉(zhuǎn)化關(guān)系式重力做功能的改變彈力做功能的改變合外力做功能的改變除重力、系統(tǒng)內(nèi)彈力以外的其他力做功能的改變兩物體間滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體系統(tǒng)做功能的改變例2.質(zhì)量為m的物體在下落過(guò)程中，經(jīng)過(guò)高度h1處速度為v1，下落至高度h2處速度為v2，空氣阻力恒為f，分析由h1下落到h2過(guò)程中機(jī)械能的變化。*課后練習(xí)1.下列對(duì)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的認(rèn)識(shí)正確的是()A.某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加B.某個(gè)物體的能量減少，必然有其他物體的能量增加C.不需要任何外界的動(dòng)力而持續(xù)對(duì)外做功的機(jī)器——永動(dòng)機(jī)是不可能制成的D.石子從空中落下，最后靜止在地面上，說(shuō)明機(jī)械能消失了2.下列說(shuō)法中正確的是（）A.不同形式能量的轉(zhuǎn)化是通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn)的B.做功的過(guò)程總是伴隨著能量的轉(zhuǎn)化（或轉(zhuǎn)移）C.某種形式的能量增加10J，一定有其他形式的能量減少10JD.某個(gè)物體的能量減少10J，一定有其他物體的能量增加10J3.在一間隔熱很好的密閉房間中，把正在工作的電冰箱門(mén)打開(kāi)，室內(nèi)空氣溫度將()A．升高B．不變C．降低D．不可能升高4.近年來(lái)，在公交車(chē)和出租車(chē)中推行用天然氣代替汽油作燃料的改革，取得了顯著的進(jìn)展，走上街頭你會(huì)發(fā)現(xiàn)不少公交車(chē)和出租車(chē)上印有“CNG”的標(biāo)記，代表它們是以天然氣作為燃料的汽車(chē)，則推廣這一改革的主要目的是（）A．延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命B．促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)和西部發(fā)展C．減少大氣污染D．節(jié)約能源5.一個(gè)物體沿粗糙斜面勻速滑下，則下列說(shuō)法正確的是（）A.物體機(jī)械能不變，內(nèi)能也不變B.物體機(jī)械能減小，內(nèi)能不變C.物體機(jī)械能減小，內(nèi)能增大，機(jī)械能與內(nèi)能總量減小D.物體機(jī)械能減小，內(nèi)能增大，機(jī)械能與內(nèi)能總量不變6.一質(zhì)量均勻、不可伸長(zhǎng)的繩索，重為G，A、B兩端固定在天花板上，如圖所示?，F(xiàn)在最低點(diǎn)C處施加一豎直向下的力，將最低點(diǎn)緩慢拉至D點(diǎn)。在此過(guò)程中，繩的重心位置（）A.逐漸升高B.逐漸降低C.先降低后升高D.始終不變7.(多選)從光滑斜面上滾下的物體，最后停止在粗糙的水平面上，說(shuō)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8.自由擺動(dòng)的秋千擺動(dòng)幅度越來(lái)越小，下列說(shuō)法中正確的是()A．機(jī)械能守恒B．能量正在消失C．只有動(dòng)能和重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化D．減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但總能量守恒9.如圖所示，一個(gè)粗細(xì)均勻的U形管內(nèi)裝有同種液體，液體質(zhì)量為m。在管口右端用蓋板A密閉，兩邊液面高度差為h，U形管內(nèi)液體的總長(zhǎng)度為4h，拿去蓋板，液體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后管內(nèi)液體停止運(yùn)動(dòng)，則該過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)能為()A.eq\f(1,16)mghB.eq\f(1,8)mghC.eq\f(1,4)mghD.eq\f(1,2)mgh10.(多選)行駛中的汽車(chē)制動(dòng)后滑行一段距離，最后停下；流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的火焰；降落傘在空中勻速下降；條形磁鐵在下落過(guò)程中穿過(guò)閉合線(xiàn)圈，線(xiàn)圈中產(chǎn)生電流。上述不同現(xiàn)象中所包含的相同的物理過(guò)程是()A．物體克服阻力做功B．物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能C．物體的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能D．物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能11.(多選)如圖所示，一質(zhì)點(diǎn)在重力和水平恒力作用下，速度從豎直方向變?yōu)樗椒较?，在此過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)的()A．機(jī)械能守恒 B．機(jī)械能不斷增加C．重力勢(shì)能不斷減小 D．動(dòng)能先減小后增大12.(多選)質(zhì)量為m的物體以加速度a＝eq\f(3,4)g勻加速下落h，g為重力加速度，則()A．物體重力勢(shì)能減小eq\f(3,4)mgh B．物體重力勢(shì)能減小mghC．物體動(dòng)能增加eq\f(3,4)mgh D．物體機(jī)械能減小eq\f(1,4)mgh13．(能量守恒定律)下列說(shuō)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(shuō)明能量可以憑空產(chǎn)生14．(能量轉(zhuǎn)化)市面上出售一種裝有太陽(yáng)能電扇的帽子(如圖所示)，在陽(yáng)光的照射下，小電扇快速轉(zhuǎn)動(dòng)，能給炎熱的夏季帶來(lái)一絲涼爽。該裝置的能量轉(zhuǎn)化情況是()A．太陽(yáng)能→電能→機(jī)械能B．太陽(yáng)能→機(jī)械能→電能C．電能→太陽(yáng)能→機(jī)械能D．機(jī)械能→太陽(yáng)能→電能15．(能量耗散)關(guān)于能量和能源，下列說(shuō)法中正確的是()A．由于自然界的能量守恒，所以不需要節(jié)約能源B．在利用能源的過(guò)程中，能量在數(shù)量上并未減少C．能量耗散說(shuō)明能量在轉(zhuǎn)化過(guò)程中沒(méi)有方向性D．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16．(功能關(guān)系)關(guān)于功和能，下列說(shuō)法正確的是()A．功和能單位相同，意義相同，功是能，能是功B．功和能可以相互轉(zhuǎn)化C．水對(duì)水輪機(jī)做了8.9×106J的功表示水的能量減少了8.9×106JD．豎直上拋的石子上升過(guò)程克服重力做功5J，表示石子將5J的功轉(zhuǎn)化為5J的重力勢(shì)能17．(功能關(guān)系)質(zhì)量為m的子彈，以水平速度射入放在光滑水平面上質(zhì)量為M的木塊中，剛好能從木塊中射出，下列說(shuō)法中正確的是()A．子彈克服阻力做的功，等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量B．子彈動(dòng)能的減少量，等于子彈克服阻力做的功C．子彈損失的機(jī)械能，等于木塊和子彈組成的系統(tǒng)內(nèi)能的增加量D．阻力對(duì)子彈做的功，等于木塊獲得的動(dòng)能18．(功能關(guān)系)質(zhì)量為m的物體，在距地面h高處以eq\f(g,3)的加速度由靜止豎直下落到地面，下列說(shuō)法正確的是()A．物體的重力勢(shì)能減少了eq\f(1,3)mghB．物體的機(jī)械能減少了eq\f(1,3)mghC．物體的動(dòng)能增加了eq\f(1,3)mghD．重力做功eq\f(1,3)mgh19．(功能關(guān)系)如圖所示，輕質(zhì)彈簧長(zhǎng)為L(zhǎng)，豎直固定在地面上，質(zhì)量為m的小球，在離地面高度為H處，由靜止開(kāi)始下落，正好落在彈簧上，使彈簧的最大壓縮量為x，在下落過(guò)程中，小球受到的空氣阻力為F阻，則彈簧在最短時(shí)具有的彈性勢(shì)能為()A．(mg－F阻)(H－L＋x)B．mg(H－L＋x)－F阻(H－L)C．mgH－F阻(H－L)D．mg(L－x)＋F阻(H－L＋x)20．(綜合)如圖所示，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點(diǎn)正上方的P點(diǎn)由靜止開(kāi)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(méi)有壓力。已知AP＝2R，重力加速度為g，則小球從P到B的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中()A．重力做功2mgR B．機(jī)械能減少mgRC．合外力做功mgR D．克服摩擦力做功eq\f(1,2)mgR21．(功能關(guān)系)(多選)如圖所示，傾角θ＝30°的粗糙斜面固定在地面上，長(zhǎng)為l、質(zhì)量為m、粗細(xì)均勻、質(zhì)量分布均勻的軟繩置于斜面上，其上端與斜面頂端齊平。用細(xì)線(xiàn)將物塊與軟繩連接，物塊由靜止釋放后向下運(yùn)動(dòng)，直到軟繩剛好全部離開(kāi)斜面(此時(shí)物塊未到達(dá)地面)，在此過(guò)程中()A．物塊的機(jī)械能逐漸增加B．軟繩重力勢(shì)能共減少了eq\f(1,4)mglC．物塊重力勢(shì)能的減少等于軟繩克服摩擦力所做的功D．軟繩重力勢(shì)能的減少小于其動(dòng)能的增加與克服摩擦力所做功之和22.如圖所示，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)水平傳送帶以速度v勻速傳動(dòng)，一質(zhì)量為m的小木塊由靜止輕放在傳送帶上。若小木塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，當(dāng)小木塊與傳送帶相對(duì)靜止時(shí)，求：(1)小木塊的位移；(2)傳送帶轉(zhuǎn)過(guò)的路程；(3)小木塊獲得的動(dòng)能；(4)摩擦過(guò)程產(chǎn)生的熱量；(5)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳送帶勻速轉(zhuǎn)動(dòng)輸出的總能量。23.如圖所示在光滑的水平面上，有一質(zhì)量為M的長(zhǎng)木塊以一定的初速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，將質(zhì)量為m的小鐵塊無(wú)初速度地輕放到長(zhǎng)木塊右端，小鐵塊與長(zhǎng)木塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，當(dāng)小鐵塊在長(zhǎng)木塊上相對(duì)長(zhǎng)木塊滑動(dòng)L時(shí)與長(zhǎng)木塊保持相對(duì)靜止，此時(shí)長(zhǎng)木塊對(duì)地的位移為l，求這個(gè)過(guò)程中(1)系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量；(2)小鐵塊增加的動(dòng)能；(3)長(zhǎng)木塊減少的動(dòng)能；(4)系統(tǒng)機(jī)械能的減少量。24.(綜合)如圖所示，光滑坡道頂端距水平面高度為h，質(zhì)量為m的小物塊A從坡道頂端由靜止滑下，進(jìn)入水平面上的滑道時(shí)無(wú)機(jī)械能損失，為使A制動(dòng)，將輕彈簧的一端固定在水平滑道延長(zhǎng)線(xiàn)M處的墻上，另一端恰位于坡道的底端O點(diǎn)。已知在OM段，物塊A與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，其余各處的摩擦力不計(jì)，重力加速度為g，求：(1)物塊滑到O點(diǎn)時(shí)的速度大?。?2)彈簧最大壓縮量為d時(shí)的彈性勢(shì)能(設(shè)彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)彈性勢(shì)能為零)；(3)在(2)問(wèn)前提下，若物塊A能夠被彈回到坡道上，則它能夠上升的最大高度是多少？25.(綜合)如圖甲所示，一傾角為37°的傳送帶以恒定速度運(yùn)行?，F(xiàn)將一質(zhì)量m＝2kg的小物體以某一初速度放上傳送帶，物體相對(duì)地面的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示，取沿傳送帶向上為正方向，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：(1)0～10s內(nèi)物體位移的大小；(2)物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(3)0～10s內(nèi)物體機(jī)械能的增量及因與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量Q。答案：1.ABC2.ABCD3.A4.C5.D6.A7.AD8