高中物理 第七章 第10節(jié) 能量守恒定律與能源課時(shí)作業(yè) 新人教版必修2

第十節(jié)能量守恒定律與能源1．能量守恒定律(1)導(dǎo)致能量守恒定律最后確立的兩類重要事實(shí)是：確認(rèn)了__________的不可能性和發(fā)現(xiàn)了各種____________之間的相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化．(2)內(nèi)容：能量既不會(huì)憑空________，也不會(huì)憑空________，它只能從一種形式________為另一種形式，或者從一個(gè)物體________到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量____________，這就是能量守恒定律．2．能源和能量耗散(1)人類對(duì)能源的利用大致經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)期，即________時(shí)期、________時(shí)期、________時(shí)期．自工業(yè)革命以來(lái)，______和________成為人類的主要能源．(2)____________和____________已經(jīng)成為關(guān)系到人類社會(huì)能否持續(xù)發(fā)展的大問(wèn)題．(3)燃料燃燒時(shí)，一旦把自己的熱量釋放出去，就不會(huì)再次________聚集起來(lái)供人類重新利用．電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，電能又通過(guò)燈泡轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能，熱和光被其他物質(zhì)吸收之后變成周?chē)h(huán)境的內(nèi)能，我們無(wú)法把這些內(nèi)能收集起來(lái)重新利用，這種現(xiàn)象叫做能量的耗散．(4)能量耗散表明，在能源的利用過(guò)程中，即在能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程中，能量在數(shù)量上____，但在可利用的品質(zhì)上________了，從便于利用的變成________________的了．這是能源危機(jī)的深層次的含意，也是“自然界的能量雖然守恒，但還是要節(jié)約能源”的根本原因．(5)能量的耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中宏觀過(guò)程的____________．【概念規(guī)律練】知識(shí)點(diǎn)一能量守恒定律1．關(guān)于能量守恒定律，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．能量能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，但不能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一物體B．能量的形式多種多樣，它們之間可以相互轉(zhuǎn)化C．一個(gè)物體能量增加了，必然伴隨著別的物體能量減少D．能量守恒定律說(shuō)明了能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生也不會(huì)憑空消失2．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3．歷史上曾有許多人試圖發(fā)明一種機(jī)器，它可以不消耗能量而連續(xù)不斷地對(duì)外做功，或者消耗少量能量而做大量的功．如圖1所示為一種永動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)模型．人們把這種設(shè)想中的不消耗能量的機(jī)器叫做第一類永動(dòng)機(jī)．這樣的機(jī)器能制造出來(lái)嗎？請(qǐng)你談?wù)勀愕目捶ǎ畧D1知識(shí)點(diǎn)二能量耗散4．關(guān)于“能量耗散”的下列說(shuō)法中，正確的是()A．能量在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，有一部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，我們無(wú)法把這些內(nèi)能收集起來(lái)重新利用，這種現(xiàn)象叫做能量的耗散B．能量在轉(zhuǎn)化過(guò)程中變少的現(xiàn)象叫能量的耗散C．能量耗散表明，在能源的利用過(guò)程中，即在能量的轉(zhuǎn)化過(guò)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，而自然界的能量是守恒的D．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5．下列說(shuō)法正確的是()A．某種形式的能減少，一定存在其他形式能的增加B．因?yàn)槟芰渴睾?，所以“能源危機(jī)”是不可能的C．能量耗散表明，在能源的利用過(guò)程中，能量在數(shù)量上并未減少，但在可利用的品質(zhì)上降低了D．能源的利用受能量耗散的制約，所以能源的利用是有條件的，也是有代價(jià)的【方法技巧練】應(yīng)用能量守恒定律解題的方法6．水從20m溫度將升高多少？(g取10m/s27．某地平均風(fēng)速為5m/s，已知空氣密度是1.2kg/m成半徑為12m車(chē)帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)功率是多大？

1．關(guān)于功和能，下列說(shuō)法中正確的是()A．功和能的單位相同，物理意義也相同B．物體未對(duì)外做功，這個(gè)物體就不具有能量C．物體對(duì)外做功多，這個(gè)物體具有的能量就多D．功和能不能相互轉(zhuǎn)化，是不同的兩個(gè)物理量2．有關(guān)功和能，下列說(shuō)法正確的是()A．力對(duì)物體做了多少功，物體就具有多少能B．物體具有多少能，就一定能做多少功C．物體做了多少功，就有多少能量消失D．能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式時(shí)，可以用功來(lái)量度能量轉(zhuǎn)化的多少3．下列關(guān)于能量守恒定律的認(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)物體的能減少，必然有其他物體的能增加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)不可能制成D．石子從空中落下，最后停止在地面上，說(shuō)明機(jī)械能消失了4．有人設(shè)想在夏天用電冰箱來(lái)降低房間的溫度．他的辦法是：關(guān)好房間的門(mén)窗然后打開(kāi)冰箱的所有門(mén)讓冰箱運(yùn)轉(zhuǎn)，且不考慮房間內(nèi)外熱量的傳遞，則開(kāi)機(jī)后，室內(nèi)的溫度將()A．逐漸有所升高B．保持不變C．開(kāi)機(jī)時(shí)降低，停機(jī)時(shí)又升高D．開(kāi)機(jī)時(shí)升高，停機(jī)時(shí)降低5．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)閉合線圈，線圈中產(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)化為其他形式的能量C．物體的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量D．物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量6.圖2一質(zhì)量均勻且不可伸長(zhǎng)的繩索，重為G，A、B兩端固定在天花板上，如圖2所示．今在最低點(diǎn)C施加一豎直向下的力將繩緩慢拉至D點(diǎn)，在此過(guò)程中，繩索AB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．如圖3所示，圖3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)8．如圖4所示，圖4在抗洪救災(zāi)中，一架直升機(jī)通過(guò)繩索用恒力F豎直向上拉起一個(gè)漂在水面上的木箱，使其由水面開(kāi)始加速上升到某一高度，若考慮空氣阻力而不考慮空氣浮力，則在此過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的有()A．力F所做的功減去克服阻力所做的功等于木箱重力勢(shì)能的增量B．木箱克服重力所做的功等于木箱重力勢(shì)能的增量C．力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于木箱動(dòng)能的增量D．力F和阻力的合力所做的功等于木箱機(jī)械能的增量9.圖5如圖5所示，一塊長(zhǎng)木板B放在光滑的水平面上，在B上放一物體A，現(xiàn)以恒定的外力拉B，由于A、B間摩擦力的作用，A將在B上滑動(dòng)，以地面為參照物，A、B都向前移動(dòng)一段距離．在此過(guò)程中()A．外力F做的功等于A和B動(dòng)能的增量B．B對(duì)A的摩擦力所做的功，等于A的動(dòng)能增量C．A對(duì)B的摩擦力所做的功，等于B對(duì)A的摩擦力所做的功D．外力F對(duì)B做的功等于B的動(dòng)能的增量與B克服摩擦力所做的功之和10．一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．關(guān)于這一過(guò)程，下列說(shuō)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11．水平傳送帶以速度v勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，圖6一質(zhì)量為m的小木塊A由靜止輕放在傳送帶上，若小木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，如圖6所示，在小木塊與傳送帶相對(duì)靜止時(shí)，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的能量為()A．mv2 B．2mv2 C.eq\f(1,4)mv2 D.eq\f(1,2)mv2題號(hào)1234567891011答案12.圖7如圖7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)初速度地輕放到木塊右端．小鐵塊與木塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，當(dāng)小鐵塊在木塊上相對(duì)木塊滑動(dòng)L時(shí)與木塊保持相對(duì)靜止，此時(shí)長(zhǎng)木塊對(duì)地位移為l.求這個(gè)過(guò)程中：(1)小鐵塊增加的動(dòng)能；(2)木塊減少的動(dòng)能；(3)系統(tǒng)機(jī)械能的減少量；(4)系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量．第10節(jié)能量守恒定律與能源課前預(yù)習(xí)練1．(1)永動(dòng)機(jī)自然現(xiàn)象(2)產(chǎn)生消失轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移保持不變2．(1)柴薪煤炭石油煤石油(2)能源短缺環(huán)境惡化(3)自動(dòng)(4)沒(méi)有減少降低不便于利用(5)方向性課堂探究練1．A[能量可以在不同物體之間轉(zhuǎn)移也可以轉(zhuǎn)化，但能的總量保持不變．]2．C[永動(dòng)機(jī)是指不消耗能量，而可以大量對(duì)外做功的裝置，歷史上曾出現(xiàn)過(guò)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守恒定律．人類只能發(fā)現(xiàn)規(guī)律、利用規(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)，但輻射到星際空間的能量也沒(méi)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，動(dòng)物的能量來(lái)源是食物中儲(chǔ)存的生物質(zhì)能，C對(duì)．所謂“全自動(dòng)”手表其內(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)，使擺錘不停擺動(dòng)，給游絲彈簧補(bǔ)充能量，才會(huì)維持手表的走動(dòng)，D錯(cuò)．]3．永動(dòng)機(jī)是不可能制成的，因?yàn)樗`背了能量守恒定律，機(jī)器只能轉(zhuǎn)化能量，不能創(chuàng)造和消滅能量．實(shí)驗(yàn)證明，一切永動(dòng)機(jī)的設(shè)想和制造都以失敗而告終．4．AC5．ACD[本題考查對(duì)能量守恒定律及能量耗散的理解，能量只能轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過(guò)程中總量不變；能量耗散表明能量在數(shù)量上并未減少，只是在可利用的品質(zhì)上降低了．]6．9.5×10－3解析質(zhì)量為m的水從高h(yuǎn)處落下，使水的溫度升高了Δt，水的比熱容為c，由能量守恒定律有：mgh×20%＝cmΔt，代入數(shù)據(jù)，解得Δt＝9.5×10－3°C7．3.4kW解析在Δt時(shí)間內(nèi)作用于風(fēng)車(chē)的氣流質(zhì)量m＝πr2v·Δtρ這些氣流的動(dòng)能為eq\f(1,2)mv2，轉(zhuǎn)變成的電能E＝eq\f(1,2)mv2×10%所以風(fēng)車(chē)帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)功率為P＝eq\f(E,Δt)＝eq\f(1,2)πr2ρv3×10%代入數(shù)據(jù)得P＝3.4kW.方法總結(jié)用能量守恒定律解題的一般步驟(1)首先分析系統(tǒng)的能量，弄清哪種形式的能量在增加，哪種形式的能量在減少．(2)分別列出減少的能量和增加的能量．(3)根據(jù)能量守恒定律列方程ΔE減＝ΔE增求解．課后鞏固練1．D2.D3．ABC4．A[壓縮機(jī)電機(jī)有電流流過(guò)，會(huì)產(chǎn)生熱量，即消耗電能，產(chǎn)生了內(nèi)能，且房間與外界沒(méi)有能量交換，所以房?jī)?nèi)溫度會(huì)升高，A正確．]5．AD[四個(gè)現(xiàn)象中物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中都受到阻力，汽車(chē)主要是制動(dòng)阻力，流星、降落傘是空氣阻力，條形磁鐵下落受磁場(chǎng)阻力，因而物體都克服阻力做功，A對(duì)；四個(gè)物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，汽車(chē)是動(dòng)能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，流星、降落傘、條形磁鐵是重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化成其他形式的能，總之是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，D對(duì)．]點(diǎn)撥本題考查綜合分析能力，從若干不同的現(xiàn)象中分析找出相同的規(guī)律，正確分析理解四種現(xiàn)象中的能量及能量間的相互轉(zhuǎn)化是解決問(wèn)題的關(guān)鍵．6．A[當(dāng)用力將繩上某點(diǎn)C拉到D時(shí)，外力在不斷做功，而物體的動(dòng)能不增加．因此外力做的功必定轉(zhuǎn)化為物體的重力勢(shì)能．重力勢(shì)能增加了，則說(shuō)明物體的重心升高了，外力不斷地做功，重心就會(huì)不斷地升高，正確選項(xiàng)為A.]點(diǎn)撥重心位置不好判斷，可以從重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系判斷重力勢(shì)能的變化從而推出重心的位置變化．7．A[設(shè)物體克服彈力做功為W彈，則對(duì)物體應(yīng)用動(dòng)能定理得(mg－F阻)(H－L＋x)－W彈＝ΔEk＝0，所以，W彈＝(mg－F阻)(H－L＋x)，即為彈簧在最短時(shí)具有的彈性勢(shì)能．]8．BCD[木箱運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，有力F、重力、阻力三個(gè)力對(duì)木箱做功，合力做功決定著物體動(dòng)能的改變量，C正確；重力做功決定著重力勢(shì)能的改變量，B正確，A錯(cuò)誤；除重力做功以外，其他力做功的代數(shù)和等于物體機(jī)械能的改變量，D正確．]9．BD[A物體所受的合外力等于B對(duì)A的摩擦力，對(duì)A物體運(yùn)用動(dòng)能定理，則有B對(duì)A的摩擦力所做的功等于A的動(dòng)能增量，即B對(duì)．A對(duì)B的摩擦力與B對(duì)A的摩擦力是一對(duì)作用力與反作用力，大小相等，方向相反，但是由于A在B上滑動(dòng)，A、B對(duì)地的位移不等，故二者做功不等，C錯(cuò)．對(duì)B應(yīng)用動(dòng)能定理，WF－WFf＝ΔEkB，即WF＝ΔEkB＋WFf就是外力F對(duì)B做的功，等于B的動(dòng)能增量與B克服摩擦力所做的功之和，D對(duì)．由上述討論知B克服摩擦力所做的功與A的動(dòng)能增量(等于B對(duì)A的摩擦力所做的功)不等，故A錯(cuò)．]10．BD[由能量守恒定律可知對(duì)子彈來(lái)講，減少的機(jī)械能一是用于增加木塊動(dòng)能，二是用于增加木塊和子彈的內(nèi)能，D對(duì)．對(duì)子彈和木塊來(lái)講減少的機(jī)械能只用來(lái)增加它們的內(nèi)能，B對(duì)，A、C錯(cuò)．]11．D[相對(duì)滑動(dòng)時(shí)木塊的加速度a＝μg，從放上至相對(duì)靜止所用時(shí)間t＝eq\f(v,a)＝eq\f(v,μg).此過(guò)程中傳送帶對(duì)地的位移x1＝vt＝eq\f(v2,μg).木塊對(duì)地位移為x2＝eq\f(v,2)t＝eq\f(v2,2μg).摩擦力對(duì)木塊做的功等于木塊動(dòng)能的增加，E1＝W1＝μmgx2＝eq\f(1,2)mv2.傳送帶克服摩擦力做的功W2＝μmgx1＝mv2.此過(guò)程中傳送帶克服摩擦力做功將傳送帶能量轉(zhuǎn)化為木塊的動(dòng)能及內(nèi)能，由能量守恒定律，內(nèi)能為ΔE＝W2－W1＝μmg(x1－x2)＝eq\f(1,2)mv2，故D正確．]12．見(jiàn)解析解析畫(huà)出這一過(guò)程兩物