高中物理 第七章 第10節(jié) 能量守恒定律與能源課時作業(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是：確認了__________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：能量既不會憑空________，也不會憑空________，它只能從一種形式________為另一種形式，或者從一個物體________到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量____________，這就是能量守恒定律．2．能源和能量耗散(1)人類對能源的利用大致經(jīng)歷了三個時期，即________時期、________時期、________時期．自工業(yè)革命以來，______和________成為人類的主要能源．(2)____________和____________已經(jīng)成為關(guān)系到人類社會能否持續(xù)發(fā)展的大問題．(3)燃料燃燒時，一旦把自己的熱量釋放出去，就不會再次________聚集起來供人類重新利用．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)吸收之后變成周圍環(huán)境的內(nèi)能，我們無法把這些內(nèi)能收集起來重新利用，這種現(xiàn)象叫做能量的耗散．(4)能量耗散表明，在能源的利用過程中，即在能量的轉(zhuǎn)化過程中，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程的____________．【概念規(guī)律練】知識點一能量守恒定律1．關(guān)于能量守恒定律，下列說法錯誤的是()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．能量守恒定律說明了能量既不會憑空產(chǎn)生也不會憑空消失2．下列說法正確的是()A．隨著科技的發(fā)展，永動機是可以制成的B．太陽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”手表，不用上發(fā)條，也不用任何形式的電源，卻能一直走動，說明能量可以憑空產(chǎn)生3．歷史上曾有許多人試圖發(fā)明一種機器，它可以不消耗能量而連續(xù)不斷地對外做功，或者消耗少量能量而做大量的功．如圖1所示為一種永動機的設(shè)計模型．人們把這種設(shè)想中的不消耗能量的機器叫做第一類永動機．這樣的機器能制造出來嗎？請你談?wù)勀愕目捶ǎ畧D1知識點二能量耗散4．關(guān)于“能量耗散”的下列說法中，正確的是()A．能量在轉(zhuǎn)化過程中，有一部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，我們無法把這些內(nèi)能收集起來重新利用，這種現(xiàn)象叫做能量的耗散B．能量在轉(zhuǎn)化過程中變少的現(xiàn)象叫能量的耗散C．能量耗散表明，在能源的利用過程中，即在能量的轉(zhuǎn)化過程中，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)化時是守恒的，但在轉(zhuǎn)化時是不守恒的5．下列說法正確的是()A．某種形式的能減少，一定存在其他形式能的增加B．因為能量守恒，所以“能源危機”是不可能的C．能量耗散表明，在能源的利用過程中，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車帶動的發(fā)電機功率是多大？

1．關(guān)于功和能，下列說法中正確的是()A．功和能的單位相同，物理意義也相同B．物體未對外做功，這個物體就不具有能量C．物體對外做功多，這個物體具有的能量就多D．功和能不能相互轉(zhuǎn)化，是不同的兩個物理量2．有關(guān)功和能，下列說法正確的是()A．力對物體做了多少功，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，可以用功來量度能量轉(zhuǎn)化的多少3．下列關(guān)于能量守恒定律的認識正確的是()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力而持續(xù)對外做功的機器——永動機不可能制成D．石子從空中落下，最后停止在地面上，說明機械能消失了4．有人設(shè)想在夏天用電冰箱來降低房間的溫度．他的辦法是：關(guān)好房間的門窗然后打開冰箱的所有門讓冰箱運轉(zhuǎn)，且不考慮房間內(nèi)外熱量的傳遞，則開機后，室內(nèi)的溫度將()A．逐漸有所升高B．保持不變C．開機時降低，停機時又升高D．開機時升高，停機時降低5．行駛中的汽車制動后滑行一段距離，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；條形磁鐵在下落過程中穿過閉合線圈，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程是()A．物體克服阻力做功B．物體的動能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量C．物體的勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量D．物體的機械能轉(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C施加一豎直向下的力將繩緩慢拉至D點，在此過程中，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)彈簧長為L，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.在下落過程中，小球受到的空氣阻力為F阻，則彈簧在最短時具有的彈性勢能為()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，一架直升機通過繩索用恒力F豎直向上拉起一個漂在水面上的木箱，使其由水面開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，則在此過程中，以下說法正確的有()A．力F所做的功減去克服阻力所做的功等于木箱重力勢能的增量B．木箱克服重力所做的功等于木箱重力勢能的增量C．力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于木箱動能的增量D．力F和阻力的合力所做的功等于木箱機械能的增量9.圖5如圖5所示，一塊長木板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，以地面為參照物，A、B都向前移動一段距離．在此過程中()A．外力F做的功等于A和B動能的增量B．B對A的摩擦力所做的功，等于A的動能增量C．A對B的摩擦力所做的功，等于B對A的摩擦力所做的功D．外力F對B做的功等于B的動能的增量與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)于這一過程，下列說法正確的是()A．子彈減少的機械能等于木塊增加的機械能B．子彈和木塊組成的系統(tǒng)機械能的損失量等于系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量C．子彈減少的機械能等于木塊增加的動能與木塊增加的內(nèi)能之和D．子彈減少的動能等于木塊增加的動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，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摩擦因數(shù)為μ，如圖6所示，在小木塊與傳送帶相對靜止時，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的長木塊以一定的初速度向右勻速運動，將質(zhì)量為m的小鐵塊無初速度地輕放到木塊右端．小鐵塊與木塊間的動摩擦因數(shù)為μ，當(dāng)小鐵塊在木塊上相對木塊滑動L時與木塊保持相對靜止，此時長木塊對地位移為l.求這個過程中：(1)小鐵塊增加的動能；(2)木塊減少的動能；(3)系統(tǒng)機械能的減少量；(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)永動機自然現(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(4)沒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[永動機是指不消耗能量，而可以大量對外做功的裝置，歷史上曾出現(xiàn)過各式各樣的所謂永動機的發(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，也要受自然規(guī)律的制約，所以永動機是永遠不可能制成的，A錯．太陽輻射大量的能量，地球只吸收了極小的一部分，就形成了風(fēng)云雨雪，使萬物生長，但輻射到星際空間的能量也沒有消失，一定是轉(zhuǎn)化成了別的能量，B錯．馬和其他動物，包括人要運動，必須消耗能量，動物的能量來源是食物中儲存的生物質(zhì)能，C對．所謂“全自動”手表其內(nèi)部還是有能量轉(zhuǎn)化裝置的，一般是一個擺錘，當(dāng)人戴著手表活動時，使擺錘不停擺動，給游絲彈簧補充能量，才會維持手表的走動，D錯．]3．永動機是不可能制成的，因為它違背了能量守恒定律，機器只能轉(zhuǎn)化能量，不能創(chuàng)造和消滅能量．實驗證明，一切永動機的設(shè)想和制造都以失敗而告終．4．AC5．ACD[本題考查對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時間內(nèi)作用于風(fēng)車的氣流質(zhì)量m＝πr2v·Δtρ這些氣流的動能為eq\f(1,2)mv2，轉(zhuǎn)變成的電能E＝eq\f(1,2)mv2×10%所以風(fēng)車帶動的發(fā)電機功率為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[壓縮機電機有電流流過，會產(chǎn)生熱量，即消耗電能，產(chǎn)生了內(nèi)能，且房間與外界沒有能量交換，所以房內(nèi)溫度會升高，A正確．]5．AD[四個現(xiàn)象中物體運動過程中都受到阻力，汽車主要是制動阻力，流星、降落傘是空氣阻力，條形磁鐵下落受磁場阻力，因而物體都克服阻力做功，A對；四個物體運動過程中，汽車是動能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，流星、降落傘、條形磁鐵是重力勢能轉(zhuǎn)化成其他形式的能，總之是機械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，D對．]點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)化是解決問題的關(guān)鍵．6．A[當(dāng)用力將繩上某點C拉到D時，外力在不斷做功，而物體的動能不增加．因此外力做的功必定轉(zhuǎn)化為物體的重力勢能．重力勢能增加了，則說明物體的重心升高了，外力不斷地做功，重心就會不斷地升高，正確選項為A.]點撥重心位置不好判斷，可以從重力做功與重力勢能的關(guān)系判斷重力勢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，則對物體應(yīng)用動能定理得(mg－F阻)(H－L＋x)－W彈＝ΔEk＝0，所以，W彈＝(mg－F阻)(H－L＋x)，即為彈簧在最短時具有的彈性勢能．]8．BCD[木箱運動過程中，有力F、重力、阻力三個力對木箱做功，合力做功決定著物體動能的改變量，C正確；重力做功決定著重力勢能的改變量，B正確，A錯誤；除重力做功以外，其他力做功的代數(shù)和等于物體機械能的改變量，D正確．]9．BD[A物體所受的合外力等于B對A的摩擦力，對A物體運用動能定理，則有B對A的摩擦力所做的功等于A的動能增量，即B對．A對B的摩擦力與B對A的摩擦力是一對作用力與反作用力，大小相等，方向相反，但是由于A在B上滑動，A、B對地的位移不等，故二者做功不等，C錯．對B應(yīng)用動能定理，WF－WFf＝ΔEkB，即WF＝ΔEkB＋WFf就是外力F對B做的功，等于B的動能增量與B克服摩擦力所做的功之和，D對．由上述討論知B克服摩擦力所做的功與A的動能增量(等于B對A的摩擦力所做的功)不等，故A錯．]10．BD[由能量守恒定律可知對子彈來講，減少的機械能一是用于增加木塊動能，二是用于增加木塊和子彈的內(nèi)能，D對．對子彈和木塊來講減少的機械能只用來增加它們的內(nèi)能，B對，A、C錯．]11．D[相對滑動時木塊的加速度a＝μg，從放上至相對靜止所用時間t＝eq\f(v,a)＝eq\f(v,μg).此過程中傳送帶對地的位移x1＝vt＝eq\f(v2,μg).木塊對地位移為x2＝eq\f(v,2)t＝eq\f(v2,2μg).摩擦力對木塊做的功等于木塊動能的增加，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．見解析解析畫出這一過程兩物