初中物理尖子生自主招生培优讲义版块14 内能的利用 专题14-3 能量守恒定律 （学生版）

页专题14-3能量守恒定律知识·解读一、能量守恒定律内容能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，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，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变.二、能量守恒定律的理解1、不同形式的能量之间可以相互转化(1)各种运动形式都有对应的能，如机械运动对应机械能，分子热运动对应内能等．(2)不同形式的能量之间可以相互转化，如“摩擦生热”机械能转化为内能，“电炉取热”电能转化为内能等．2、能量守恒定律及意义(1)各种不同形式的能之间相互转化时保持总量不变．(2)意义：一切物理过程都适用，比机械能守恒定律更普遍，是19世纪自然科学的三大发现之一．3．永动机是不可能制成的(1)不消耗能量能源源不断地对外做功的机器，叫永动机，其前景是诱人的．但因为永动机违背了能量守恒定律，所以无一例外地归于失败．(2)永动机给我们的启示人类利用和改造自然时，必须遵循自然规律．典例·解读类型一、能量的转化例1、一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块，并从中穿出．对于这一过程，下列说法中正确的是()A．子弹减少的机械能等于木块增加的机械能B．子弹减少的动能等于木块增加的动能C．子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和D．子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块增加的内能之和【【答案】D.【解析】射穿木块的过程中，由于相互间摩擦力的作用使得子弹的动能减小，木块获得动能，同时产生热量，且系统产生的热量在数值上等于系统机械能的损失．A，B项没有考虑到系统增加的内能，C项中应考虑的是系统减少的机械能等于系统增加的内能．故正确答案为D.例2、现在流行一款鞋，穿上它走路时，鞋会发光，站着不动就不会发光．则这款鞋发光的原理，从能量转化的角度分析正确的是()A.机械能转化为电能，再转化为光能B.电能转化为机械能，再转化为光能C.机械能转化为光能，再转化为电能D.光能转化为机械能，再转化为电能【【答案】A.【解析】鞋子里有一个小型的发电机，走路时，机械能转化为电能，电能再转化为小灯泡的光能，使小灯泡发光．故选A.类型二：能量守恒定律例3、(多选)关于能量和能量守恒，下列表述正确的是()A．能量可以从一种形式转化为另一种形式B．能量可以从一个物体转移到另一个物体C．能量是守恒的，所以能源永不枯竭D．满足能量守恒定律的物理过程一定能自发进行E．永动机不可能制成是因为违背了能量守恒定律【【答案】ABE.【解析】根据能量守恒定律，能量可以从一种形式转化为另一种形式，也可以从一个物体转移到另一个物体，A、B正确；能量与能源不同，能量是守恒的，但随着能量的耗散，能量可以利用的品质会下降，故依然要节约能源，C错误；自然界的宏观热现象的过程都有方向性，满足能量守恒定律的物理过程不一定能自发进行，D错误；永动机不可能制成是因为它违背了能量守恒定律，E正确。例4、空气压缩机在一次压缩中，活塞对空气做了2×105J的功，同时空气的内能增加了1.5×105J，这一过程中空气向外界传递的热量是多少？【【答案】5×104J.【解析】选择被压缩的空气为研究对象，根据热力学第一定律有ΔU＝W＋Q.由题意可知W＝2×105J，ΔU＝1.5×105J，代入上式得Q＝ΔU－W＝1.5×105J－2×105J＝－5×104J.即空气向外传递的热量为5×104J.培优·训练一、选择题1、自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是()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2、汽车关闭发动机后，沿斜面匀速下滑的过程中()A．汽车的机械能守恒B．汽车的动能和势能相互转化C．汽车的机械能转化成内能，汽车的总能量减少D．汽车的机械能逐渐转化为内能，汽车的总能量守恒3、如图所示为冲击摆实验装置，一飞行子弹射入沙箱后与沙箱合为一体，共同摆起一定的高度，则下面有关能量的转化的说法中正确的是()A．子弹的动能转变成沙箱和子弹的内能B．子弹的动能转变成了沙箱和子弹的热能C．子弹的动能转变成了沙箱和子弹的动能D．子弹动能的一部分转变成沙箱和子弹的内能，另一部分动能转变成沙箱和子弹的机械能4、如图所示，直立容器内部被隔板隔开的A，B两部分气体，A的密度小，B的密度大，加热气体，并使两部分气体混合均匀，设此过程中气体吸热为Q，气体内能的增量为ΔU，则()A．ΔU＝QB．ΔU<QC．ΔU>QD．无法比较5、关于内能的变化，以下说法正确的是()A．物体吸收热量，内能一定增大B．物体对外做功，内能一定减少C．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变D．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变6、（多选）一物体获得一定初速度后，沿着一粗糙斜面上滑，在上滑过程中，物体和斜面组成的系统()A．机械能守恒B．总能量守恒C．机械能和内能增加D．机械能减少，内能增加7、根据能量守恒定律，以下情形可能发生的是（

）A、出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进B、电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止C、两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面D、孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年8、水煎包是一种特色名吃，其特色在于兼得水煮油煎之妙，色泽金黄，一面焦脆，三面嫩软，皮薄馅大，香而不腻。在水煎包的制作过程中，以下说法全部正确的是（

）①水煎包“香气四溢”，说明分子在不停地做无规则运动②水煎包能被煎成金黄色，是因为油的沸点比水的沸点低③木柴燃烧时将化学能转化为内能④往热锅内倒入水会产生大量的“白气”，“白气”是水汽化形成的⑤锅盖不断被水蒸气顶起而发生“跳动”，此时水蒸气的内能转化为锅盖的机械能A、①③⑤B、①②⑤C、①④⑤D、②③④9、从能量转化的角度来看，下列说法错误的是（）A、电风扇工作时主要将电能转化为机械能B、铅蓄电池充电时化学能转化为电能C、发电机工作时主要将机械能转化为电能D、电热水壶工作时电能转化为内能10、如图是太阳能汽车在平直公路上匀速行驶的情形,若不计空气阻力对汽车的影响,则下列说法正确的是（

）A、汽车的重力和地面对汽车的支持力是相互作用力B、汽车受到两对平衡力的作用C、由于速度大,所以惯性大,使得汽车急刹车不能立即停止D、太阳能汽车行驶时是将太阳能直接转化成机械能11、如图所示实验或事例，属于内能转化为机械能的是（

）A、由滑梯上滑下，臀部会有灼热感B、搓手取暖C、钻木取火D、水蒸汽将软木塞冲出二、填空题1、如图所示，小明利用两个倾角不同的斜面进行实验．若斜面粗糙程度相同，则将同一木块分别从两斜面底端匀速拉至斜面顶端时，拉力所做的额外功W甲______W乙，若甲乙斜面光滑，则拉力F甲_____F乙．将木块分别从两光滑斜面顶端自由释放，则木块到达斜面底端的速度υ甲______υ乙．2、如图所示为一种人们设想中的永动机，高处的水流下落________能转化为________能，冲击叶片，叶片的转动又带动抽水机从低处将水抽到高处，从而循环工作，这种永动机不能够永远工作下去，因为它违背了________．3、目前中科院与清华联合研制出世界首台自主运动可变形液态金属机器，世界科学界为之震撼．液态金属机器（液态合金）可通过“摄入”一些物质燃料，实现高速、高效的长时运动，实现了化学能向________能的转化．液态金属机器能在各种结构槽道中蜿蜒前行，遇到拐弯时则略有停顿，好似略作思索后继续行进，在拐弯时液态金属机器受________（平衡力/非平衡力）作用．在物质燃料耗尽后，液态金属机器由于具有________仍然可以继续向前运动一段距离．4、（1）伽利略认为，如果图示中的斜面是光滑的，那么当小球从左侧某一高度向下运动时，无论右侧斜面坡度如何，小球都会沿斜面上升到相同的高度。这是因为小球在这一运动过程中，能的总量是的__________。（2）众所周知，内能会从温度高的物体转移到温度低的物体，但不可能自动地从温度低的物体转移到温度高的物体；由于摩擦总会有一些机械能转化为内能散失到空气中，但散失到空气中的内能不可能自动地再转化为机械能。这是因为能量的转化或转移具有__________。5、利用两种或两种以上能源的汽车称为混合动力型汽车。如图所示为“并联混合动力型汽车”的原理图，这种汽车在制动减速时，电动机的飞轮与汽车轮子摩擦，电动机作为发电机使用，把动能转化成了_______能，实现了对电池的充电，混合动力型汽车节约了汽油，减少了尾气排放，是节约能源的一种可行的办法。6、由于地球和月