能量守恒定律和能源学案-高一下学期物理人教版必修2

每一份坚持都是成功的累积只要相信自己，总会遇到惊喜7.10能量守恒定律和能源*学习目标：1.知道能量守恒定律，理解在能量转移和转化的过程中能量总和保持不变。2.了解人类利用能源的历史，知道能量耗散是不可逆过程，树立节约能源的意识。3.理解功和能量转化的关系，能用能量守恒定律和功能关系解决力学问题。一、能量守恒定律的确立依据1.能量的多样性：2.能量的转化：例1.指出下列现象中能量的转化或转移情况：（1）人在跑步时，身体发热（）（2）风吹动帆船前进（）（3）放在火炉旁的冷水变热（）（4）电流通过灯泡，灯泡发光（）（5）植物进行光合作用（）二、能量守恒定律1.内容：能量既不会，也不会，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量．2.表达式：3.说明：①该定律是贯穿整个物理学的基本规律之一，是学习物理学的一条主线。②要分清系统中有多少种形式的能，发生了哪些转化和转移。三、能源和能量耗散1.人类利用能源大致经历了三个期：。2.能量耗散：燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，它就不会自动聚集起来供人类重新利用。(能量转化的）3.节约能源的因：。四、功能关系功能量转化关系式重力做功能的改变弹力做功能的改变合外力做功能的改变除重力、系统内弹力以外的其他力做功能的改变两物体间滑动摩擦力对物体系统做功能的改变例2.质量为m的物体在下落过程中，经过高度h1处速度为v1，下落至高度h2处速度为v2，空气阻力恒为f，分析由h1下落到h2过程中机械能的变化。*课后练习1.下列对能的转化和守恒定律的认识正确的是()A.某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加B.某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加C.不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机是不可能制成的D.石子从空中落下，最后静止在地面上，说明机械能消失了2.下列说法中正确的是（）A.不同形式能量的转化是通过做功来实现的B.做功的过程总是伴随着能量的转化（或转移）C.某种形式的能量增加10J，一定有其他形式的能量减少10JD.某个物体的能量减少10J，一定有其他物体的能量增加10J3.在一间隔热很好的密闭房间中，把正在工作的电冰箱门打开，室内空气温度将()A．升高B．不变C．降低D．不可能升高4.近年来，在公交车和出租车中推行用天然气代替汽油作燃料的改革，取得了显著的进展，走上街头你会发现不少公交车和出租车上印有“CNG”的标记，代表它们是以天然气作为燃料的汽车，则推广这一改革的主要目的是（）A．延长发动机的寿命B．促进地方经济和西部发展C．减少大气污染D．节约能源5.一个物体沿粗糙斜面匀速滑下，则下列说法正确的是（）A.物体机械能不变，内能也不变B.物体机械能减小，内能不变C.物体机械能减小，内能增大，机械能与内能总量减小D.物体机械能减小，内能增大，机械能与内能总量不变6.一质量均匀、不可伸长的绳索，重为G，A、B两端固定在天花板上，如图所示。现在最低点C处施加一竖直向下的力，将最低点缓慢拉至D点。在此过程中，绳的重心位置（）A.逐渐升高B.逐渐降低C.先降低后升高D.始终不变7.(多选)从光滑斜面上滚下的物体，最后停止在粗糙的水平面上，说明()A．在斜面上滚动时，只有动能和势能的相互转化B．在斜面上滚动时，有部分势能转化为内能C．在水平面上滚动时，总能量正在消失D．在水平面上滚动时，机械能转化为内能，总能量守恒8.自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法中正确的是()A．机械能守恒B．能量正在消失C．只有动能和重力势能的相互转化D．减少的机械能转化为内能，但总能量守恒9.如图所示，一个粗细均匀的U形管内装有同种液体，液体质量为m。在管口右端用盖板A密闭，两边液面高度差为h，U形管内液体的总长度为4h，拿去盖板，液体开始运动，一段时间后管内液体停止运动，则该过程中产生的内能为()A.eq\f(1,16)mghB.eq\f(1,8)mghC.eq\f(1,4)mghD.eq\f(1,2)mgh10.(多选)行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流。上述不同现象中所包含的相同的物理过程是()A．物体克服阻力做功B．物体的动能转化为其他形式的能C．物体的势能转化为其他形式的能D．物体的机械能转化为其他形式的能11.(多选)如图所示，一质点在重力和水平恒力作用下，速度从竖直方向变为水平方向，在此过程中，质点的()A．机械能守恒 B．机械能不断增加C．重力势能不断减小 D．动能先减小后增大12.(多选)质量为m的物体以加速度a＝eq\f(3,4)g匀加速下落h，g为重力加速度，则()A．物体重力势能减小eq\f(3,4)mgh B．物体重力势能减小mghC．物体动能增加eq\f(3,4)mgh D．物体机械能减小eq\f(1,4)mgh13．(能量守恒定律)下列说法正确的是()A．随着科技的发展，永动机是可以制成的B．太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了C．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量守恒定律，因而是不可能的D．有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生14．(能量转化)市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子(如图所示)，在阳光的照射下，小电扇快速转动，能给炎热的夏季带来一丝凉爽。该装置的能量转化情况是()A．太阳能→电能→机械能B．太阳能→机械能→电能C．电能→太阳能→机械能D．机械能→太阳能→电能15．(能量耗散)关于能量和能源，下列说法中正确的是()A．由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源B．在利用能源的过程中，能量在数量上并未减少C．能量耗散说明能量在转化过程中没有方向性D．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造16．(功能关系)关于功和能，下列说法正确的是()A．功和能单位相同，意义相同，功是能，能是功B．功和能可以相互转化C．水对水轮机做了8.9×106J的功表示水的能量减少了8.9×106JD．竖直上抛的石子上升过程克服重力做功5J，表示石子将5J的功转化为5J的重力势能17．(功能关系)质量为m的子弹，以水平速度射入放在光滑水平面上质量为M的木块中，刚好能从木块中射出，下列说法中正确的是()A．子弹克服阻力做的功，等于系统内能的增加量B．子弹动能的减少量，等于子弹克服阻力做的功C．子弹损失的机械能，等于木块和子弹组成的系统内能的增加量D．阻力对子弹做的功，等于木块获得的动能18．(功能关系)质量为m的物体，在距地面h高处以eq\f(g,3)的加速度由静止竖直下落到地面，下列说法正确的是()A．物体的重力势能减少了eq\f(1,3)mghB．物体的机械能减少了eq\f(1,3)mghC．物体的动能增加了eq\f(1,3)mghD．重力做功eq\f(1,3)mgh19．(功能关系)如图所示，轻质弹簧长为L，竖直固定在地面上，质量为m的小球，在离地面高度为H处，由静止开始下落，正好落在弹簧上，使弹簧的最大压缩量为x，在下落过程中，小球受到的空气阻力为F阻，则弹簧在最短时具有的弹性势能为()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．(综合)如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A点正上方的P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力。已知AP＝2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中()A．重力做功2mgR B．机械能减少mgRC．合外力做功mgR D．克服摩擦力做功eq\f(1,2)mgR21．(功能关系)(多选)如图所示，倾角θ＝30°的粗糙斜面固定在地面上，长为l、质量为m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平。用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面)，在此过程中()A．物块的机械能逐渐增加B．软绳重力势能共减少了eq\f(1,4)mglC．物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功D．软绳重力势能的减少小于其动能的增加与克服摩擦力所做功之和22.如图所示，电动机带动水平传送带以速度v匀速传动，一质量为m的小木块由静止轻放在传送带上。若小木块与传送带之间的动摩擦因数为μ，当小木块与传送带相对静止时，求：(1)小木块的位移；(2)传送带转过的路程；(3)小木块获得的动能；(4)摩擦过程产生的热量；(5)电动机带动传送带匀速转动输出的总能量。23.如图所示在光滑的水平面上，有一质量为M的长木块以一定的初速度向右匀速运动，将质量为m的小铁块无初速度地轻放到长木块右端，小铁块与长木块间的动摩擦因数为μ，当小铁块在长木块上相对长木块滑动L时与长木块保持相对静止，此时长木块对地的位移为l，求这个过程中(1)系统产生的热量；(2)小铁块增加的动能；(3)长木块减少的动能；(4)系统机械能的减少量。24.(综合)如图所示，光滑坡道顶端距水平面高度为h，质量为m的小物块A从坡道顶端由静止滑下，进入水平面上的滑道时无机械能损失，为使A制动，将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上，另一端恰位于坡道的底端O点。已知在OM段，物块A与水平面间的动摩擦因数为μ，其余各处的摩擦力不计，重力加速度为g，求：(1)物块滑到O点时的速度大小；(2)弹簧最大压缩量为d时的弹性势能(设弹簧处于原长时弹性势能为零)；(3)在(2)问前提下，若物块A能够被弹回到坡道上，则它能够上升的最大高度是多少？25.(综合)如图甲所示，一倾角为37°的传送带以恒定速度运行。现将一质量m＝2kg的小物体以某一初速度放上传送带，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示，取沿传送带向上为正方向，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：(1)0～10s内物体位移的大小；(2)物体与传送带间的动摩擦因数；(3)0～10s内物体机械能的增量及因与传送带摩擦产生的热量Q。答案：1.ABC2.ABCD3.A4.C5.D6.A7.AD8