2018-2019學(xué)年高中人教版物理必修二配套文檔：第七章 第10節(jié)　能量守恒定律與能源

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第10節(jié)能量守恒定律與能源核心素養(yǎng)關(guān)鍵詞知識(shí)體系1.能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程，能量的總量保持不變，這個(gè)規(guī)律叫做能量守恒定律．2．能量耗散是指可利用的能源最終變成了周圍環(huán)境的內(nèi)能,我們無(wú)法把這些散失的能量收集起來(lái)重新利用．3．能量耗散反映了能量轉(zhuǎn)化的宏觀方向性，所以能源的利用是有條件的，也是有代價(jià)的，自然界的能量雖然守恒,但還是要節(jié)約能源．4．功和能量的關(guān)系：功是能量轉(zhuǎn)化的量度。一、能量守恒定律能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生,也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量保持不變．這個(gè)規(guī)律叫做能量守恒定律．二、能源與能量耗散1．能源：能夠提供可利用能量的物質(zhì),是人類社會(huì)活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)．2．能量耗散：在能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程中，一部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能流散到周圍環(huán)境中，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．3．能量耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中宏觀過(guò)程的方向性.一、合作探究找規(guī)律考點(diǎn)一能量守恒定律1．一個(gè)叫丹尼斯·李（DennisLee）的美國(guó)人在《美國(guó)今日》《新聞周刊》等全國(guó)性報(bào)刊上刊登大幅廣告，在全美各地表演,展示其號(hào)稱無(wú)需任何能源的發(fā)電機(jī)．你認(rèn)為這種發(fā)電機(jī)能造出來(lái)嗎？2．如圖所示是我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)圖，請(qǐng)根據(jù)此圖數(shù)據(jù)完成下面兩個(gè)問(wèn)題：（1)總結(jié)出我國(guó)能源結(jié)構(gòu)或能源現(xiàn)狀的規(guī)律；(2）試著提出解決這種現(xiàn)狀的合理化建議．答：1.不能．能量守恒定律是自然界最普遍、最重要、最可靠的規(guī)律之一，物體間只能發(fā)生能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，但總能量不變,任何事物都不可能違背能量守恒定律．丹尼斯·李發(fā)明的發(fā)電機(jī)不消耗其他能量而源源不斷地產(chǎn)生電能,違背了能量守恒,因此這種發(fā)電機(jī)不能制造出來(lái)．2．（1）我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)主要以煤為主;我國(guó)的能源消耗中不可再生能源占據(jù)的比例過(guò)大，結(jié)構(gòu)不合理；我國(guó)能源消耗中可再生能源的比例過(guò)?。?)建議:節(jié)能降耗；開(kāi)發(fā)新能源；開(kāi)發(fā)可再生能源（如太陽(yáng)能、風(fēng)能等）．考點(diǎn)二能源和能量耗散近幾年流行一種“自發(fā)電電動(dòng)車”(如圖)，基本原理是將一小型發(fā)電機(jī)緊靠車輪處，車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),發(fā)出的電又繼續(xù)供給電動(dòng)車，你認(rèn)為僅靠這種方式，電動(dòng)車能持續(xù)運(yùn)動(dòng)下去嗎?答：僅靠這種方式，不能使電動(dòng)車持續(xù)運(yùn)動(dòng)下去．因?yàn)榭窟@種方式,只能將電動(dòng)車的一部分能量收集起來(lái)，但電動(dòng)車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力做負(fù)功，不斷把電動(dòng)車的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,根據(jù)能量守恒定律，要想使電動(dòng)車持續(xù)運(yùn)動(dòng)下去,必須不斷地給電動(dòng)車補(bǔ)充新的能量，如給電動(dòng)車的電源充電．二、理解概念做判斷1．當(dāng)一個(gè)物體的能量減少時(shí)，一定有其他物體的能量增加．(√）2．能量永遠(yuǎn)不會(huì)增加或減少，只能轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移．(√）3．能量守恒，我們不需要節(jié)能．(×）4．能量在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過(guò)程中，其總量有可能增加．(×)5．冒起的煤煙和散開(kāi)的炭灰可以重新合成一堆煤炭．（×）要點(diǎn)1|能量守恒定律1．內(nèi)容能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生,也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量保持不變．這個(gè)規(guī)律叫做能量守恒定律．2．表達(dá)式E初＝E終,ΔE增＝ΔE減．3．能量守恒定律確立的兩類重要事實(shí)（1)確認(rèn)了永動(dòng)機(jī)的不可能性．（2)發(fā)現(xiàn)了各種自然現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系與轉(zhuǎn)化．4．能量守恒定律的意義（1)能量守恒定律是分析解決問(wèn)題的一個(gè)極為重要的方法，它比機(jī)械能守恒定律更普遍．（2)能量守恒定律反映了自然現(xiàn)象的普遍聯(lián)系．（3）能量守恒定律是19世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)之一．典例1下列對(duì)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的認(rèn)識(shí)錯(cuò)誤的是()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)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)明能量消失了【思路點(diǎn)撥】能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律是指能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移中總量保持不變；但能量會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式．【解析】根據(jù)能量守恒定律得知,某種形式的能減少，其它形式的能一定增大，故A正確;某個(gè)物體的總能量減少,根據(jù)能量守恒定律得知，必然有其它物體的能量增加，故B正確；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)，違反了能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律,不可能制成的，故C正確；石子在運(yùn)動(dòng)和碰撞中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為了物體及周圍物體的內(nèi)能,能量并沒(méi)有消失，故D錯(cuò)誤．故選D．【答案】D風(fēng)沿水平方向以速度v垂直吹向一直徑為d的風(fēng)車葉輪上，設(shè)空氣密度為ρ，假設(shè)風(fēng)的動(dòng)能有50%轉(zhuǎn)化為風(fēng)車的動(dòng)能，風(fēng)車帶動(dòng)水車將水提高h(yuǎn)的高度，效率為80％,求單位時(shí)間內(nèi)最多可提升的水的質(zhì)量．解析：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)風(fēng)車的動(dòng)能為eq\f（1,2）m風(fēng)v2＝eq\f（1，2）ρeq\b\lc\(\rc\)（\a\vs4\al\co1（\f（d,2）））eq\s\up12（2)πv·v2·50%＝eq\f（ρπv3d2，16)，風(fēng)車的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為水的重力勢(shì)能,eq\f(1,2)m風(fēng)v2·80%＝m水gh，解得單位時(shí)間內(nèi)提升水的質(zhì)量m水＝eq\f（ρπv3d2,20gh)。答案:eq\f（ρπv3d2,20gh)名師方法總結(jié)應(yīng)用能量守恒定律解題的一般步驟(1）首先要分析受力情況、做功情況及初、末狀態(tài)能的具體形式和轉(zhuǎn)化方向．（2)分別列出減少的能量ΔE減和增加的能量ΔE增的表達(dá)式，切勿遺漏．(3)依據(jù)ΔE減＝ΔE增列式求解．機(jī)械能守恒定律可以看成是能量守恒定律的一個(gè)特殊情況，用能量守恒的觀點(diǎn)分析、解決物理問(wèn)題,往往具有簡(jiǎn)便、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)．名師點(diǎn)易錯(cuò)1．應(yīng)用能量守恒定律時(shí)，一定要分清系統(tǒng)中有多少種形式的能量，發(fā)生了哪些轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移．2．某種形式的能量減少，一定有其他形式的能量增加，且增加量一定等于減少量.eq^\o（,，\s\do4()）要點(diǎn)2|功和能的關(guān)系1．功和能的區(qū)別與聯(lián)系區(qū)別功是過(guò)程量，能是狀態(tài)量．只能說(shuō)處于某一狀態(tài)的物體(或系統(tǒng)）具有多少能，而不能說(shuō)這個(gè)物體(或系統(tǒng)）具有多少功聯(lián)系能量有多種不同的形式，且不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化．不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn),即做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程做了多少功就有多少能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，即能量轉(zhuǎn)化的多少可用做功的多少來(lái)量度2。幾種常見(jiàn)的力做功與能量轉(zhuǎn)化的對(duì)應(yīng)關(guān)系(1）重力做功：重力勢(shì)能與其他形式的能相互轉(zhuǎn)化．（2）彈力做功:彈性勢(shì)能與其他形式的能相互轉(zhuǎn)化．（3）合力做功：動(dòng)能與其他形式的能相互轉(zhuǎn)化．(4)除重力、系統(tǒng)內(nèi)彈力外，其他力做功:機(jī)械能與其他形式的能相互轉(zhuǎn)化．3．靜摩擦力做功的特點(diǎn)(1)靜摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)功,還可以不做功．(2)在靜摩擦力做功的過(guò)程中，只有機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)移（靜摩擦力起著傳遞機(jī)械能的作用)，而沒(méi)有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能．(3）在相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi)，一對(duì)靜摩擦力所做功的代數(shù)和總為零．4．滑動(dòng)摩擦力做功的特點(diǎn)(1）滑動(dòng)摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功．(2)相互作用的系統(tǒng)內(nèi)，一對(duì)滑動(dòng)摩擦力所做的總功不為零．(3)滑動(dòng)摩擦力做功的過(guò)程中，能量的轉(zhuǎn)化有兩種情況：一是相互摩擦的物體之間機(jī)械能的轉(zhuǎn)移；二是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的值等于滑動(dòng)摩擦力與相對(duì)位移的乘積，即Q＝F滑l相對(duì)．如圖，上表面不光滑的長(zhǎng)木板，放在光滑的水平地面上,一小鐵塊以速度v0從木板的左端滑上木板,當(dāng)鐵塊和木板相對(duì)靜止時(shí)木板相對(duì)地面滑動(dòng)的距離為s,小鐵塊相對(duì)木板滑動(dòng)的距離為d，滑動(dòng)摩擦力對(duì)鐵塊所做的功為W鐵＝－f（s＋d) ①根據(jù)動(dòng)能定理，鐵塊動(dòng)能的變化量為ΔEk鐵＝W鐵＝－f（s＋d） ②②式表明，鐵塊從開(kāi)始滑動(dòng)到相對(duì)木板靜止的過(guò)程中,其動(dòng)能減少．那么，鐵塊減少的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為什么能量了呢?以木板為研究對(duì)象，滑動(dòng)摩擦力對(duì)木板所做的功為W板＝fs ③根據(jù)動(dòng)能定理,木板動(dòng)能的變化量為ΔEk板＝W板＝fs ④④式表明木板的動(dòng)能是增加的,由于木板所受摩擦力的施力物體是鐵塊，可見(jiàn)鐵塊減少的動(dòng)能有一部分(fs）轉(zhuǎn)化為木板的動(dòng)能．將②④兩式相加得：ΔEk鐵＋ΔEk板＝－fd ⑤⑤式表明鐵塊和木板組成的系統(tǒng)的機(jī)械能的減少量等于滑動(dòng)摩擦力與鐵塊相對(duì)木板的位移的乘積,這部分能量轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能．即Q＝fd。典例2（多選）如圖所示，勁度數(shù)為k的輕彈簧的一端固定在墻上，另一端與置于水平面上質(zhì)量為m的物體接觸（未連接），彈簧水平且無(wú)形變．用水平力F緩慢推動(dòng)物體，在彈性限度內(nèi)彈簧長(zhǎng)度被壓縮了x0，此時(shí)物體靜止．撤去F后，物體開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的最大距離為4x0.物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g。則()A．撤去F后，物體先做勻加速運(yùn)動(dòng)，再做勻減速運(yùn)動(dòng)B．撤去F后，物體剛運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為eq\f(kx0，m)－μgC．物體做勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間等于eq\r（\f(6x0,μg）)D．物體開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)到速度最大的過(guò)程中克服摩擦力做的功為μmgeq\b\lc\(\rc\)（\a\vs4\al\co1(x0－\f(μmg，k）））【思路點(diǎn)撥】撤去F后,物體水平方向上受到彈簧的彈力和滑動(dòng)摩擦力，滑動(dòng)摩擦力不變，而彈簧的彈力隨著壓縮量的減小而減小，可知加速度先減小后增大，物體先做變加速運(yùn)動(dòng)，再做變減速運(yùn)動(dòng),最后物體離開(kāi)彈簧后做勻減速運(yùn)動(dòng);撤去F后，根據(jù)牛頓第二定律求解物體剛運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小；物體離開(kāi)彈簧后通過(guò)的最大距離為3x0，由牛頓第二定律求得加速度，由運(yùn)動(dòng)學(xué)位移公式求得時(shí)間；當(dāng)彈簧的彈力與滑動(dòng)摩擦力大小相等、方向相反時(shí)，速度最大，可求得此時(shí)彈簧的壓縮量,即可求解物體開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)到速度最大的過(guò)程中克服摩擦力做的功．【解析】撤去力F后,物體受四個(gè)力作用，豎直方向上重力和地面支持力是一對(duì)平衡力,水平方向受向左的彈簧彈力和向右的摩擦力，合力F合＝F彈－f，根據(jù)牛頓第二定律物體產(chǎn)生的加速度a＝eq\f(F彈－f,m）。撤去F后，物體水平方向上受到彈簧的彈力和滑動(dòng)摩擦力,滑動(dòng)摩擦力不變，而彈簧的彈力隨著壓縮量的減少而減小，彈力先大于滑動(dòng)摩擦力，后小于滑動(dòng)摩擦力,則物體向左先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng)，隨著彈力的減小，合外力先減小后增大，則加速度先減小后增大，故物體先做變加速運(yùn)動(dòng),再做變減速運(yùn)動(dòng),最后物體離開(kāi)彈簧后做勻減速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；撤去F后,物體剛運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為a＝eq\f（F彈－f，m)＝eq\f（kx0－μg，m)＝eq\f(kx0,m）－μg,故B正確；由題意知，物體離開(kāi)彈簧后通過(guò)的最大距離為3x0,由牛頓第二定律得：勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a＝eq\f（μmg，m)＝μg.將此運(yùn)動(dòng)看成向右的初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，則3x0＝eq\f(1，2）at2,得t＝eq\r（\f（6x0，a）)＝eq\r(\f（6x0，μg）），故C正確;由上分析可知,當(dāng)彈簧的彈力與滑動(dòng)摩擦力大小相等、方向相反時(shí)，速度最大，此時(shí)彈簧的壓縮量為x＝eq\f（μmg，k），則物體開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)到速度最大的過(guò)程中克服摩擦力做的功為W＝μmg（x0－x）＝μmgeq\b\lc\（\rc\)（\a\vs4\al\co1(x0－\f(μmg，k))),故D正確．故選BCD．【答案】BCD電機(jī)帶動(dòng)水平傳送帶以速度v勻速運(yùn)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，如圖所示,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)生的內(nèi)能；（5)電機(jī)帶動(dòng)傳送帶勻速轉(zhuǎn)動(dòng)輸出的總能量．解析：對(duì)小木塊,相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，由μmg＝ma得,加速度a＝μg，由v＝at得，達(dá)到相對(duì)靜止所用時(shí)間t＝eq\f（v，μg).(1）小木塊的位移s1＝eq\f(v,2)t＝eq\f（v2,2μg）.(2）傳送帶始終勻速運(yùn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)的路程s2＝vt＝eq\f(v2,μg)。(3)小木塊獲得的動(dòng)能Ek＝eq\f(1，2)mv2.（4)摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能Q＝μmg(s2－s1）＝eq\f(1,2)mv2.（5)由能的轉(zhuǎn)化與守恒定律知，電機(jī)輸出的總能量轉(zhuǎn)化為小木塊的動(dòng)能與摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能，所以E總＝Ek＋Q＝mv2.答案:(1)eq\f（v2，2μg)(2）eq\f(v2,μg)（3)eq\f(1,2)mv2(4）eq\f（1，2)mv2(5)mv2名師方法總結(jié)功是能量轉(zhuǎn)化的量度，當(dāng)能量的變化不方便求解時(shí),可利用功能關(guān)系將其轉(zhuǎn)化為對(duì)功的求解．同理,當(dāng)功不方便求解時(shí)，可利用功能關(guān)系將其轉(zhuǎn)化為對(duì)能量變化的求解,但功能關(guān)系要對(duì)應(yīng)明確．名師點(diǎn)易錯(cuò)功與能是兩個(gè)不同的概念，功是力在空間上的積累，做功需要一個(gè)過(guò)程．能反映物體對(duì)外做功的本領(lǐng)．兩者有本質(zhì)的區(qū)別，且功與能不能相互轉(zhuǎn)化，但物體的能量轉(zhuǎn)化是通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn)的。eq^\o(，，\s\do4（）)要點(diǎn)3|能源和能量耗散1．能源（1)定義：可以被利用的能量資源．(2）分類：①常規(guī)能源：煤、石油、天然氣等；②新能源：風(fēng)能、地?zé)崮堋⑻?yáng)能、核能等．2．自然界中自發(fā)地能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性(1)機(jī)械能可以自發(fā)地全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能不能自發(fā)地全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其他變化．(2)內(nèi)能總是自動(dòng)地從高溫物體向低溫物體轉(zhuǎn)移，而不能自動(dòng)地從低溫物體向高溫物體轉(zhuǎn)移．3．能量耗散（1）定義：在能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程中，一部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能流散到周圍環(huán)境中，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．(2)能量耗散帶來(lái)的問(wèn)題：一是可利用能源越來(lái)越少,造成能源危機(jī)；二是使環(huán)境吸收的耗散能量越來(lái)越多，造成環(huán)境污染，溫度升高．典例3某海灣面積1.0×107m2,漲潮時(shí)水深20m，此時(shí)關(guān)上水壩閘門，可使水位保持20m不變，退潮時(shí)，壩外水位降至18m，假如利用此水壩建水力發(fā)電站，且重力勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿男适?0%，每天有兩次漲潮，漲、退潮都能發(fā)電，則該電站一天能發(fā)出的電能是(）A．2。0×1010J B．4。0×1010JC．8.0×1010J D．8.0×109J【思路點(diǎn)撥】先計(jì)算兩次退潮水減少的重力勢(shì)能,然后根據(jù)重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為10％,可求該電站一天能發(fā)出的電能．【解析】退潮時(shí)水減少的質(zhì)量:m＝ρV①水減少的重力勢(shì)能:Ep＝2mgh②產(chǎn)生的電能：W＝Ep×10%③由以上各式聯(lián)立解之得，W＝4×1010J。故選B．【答案】B（2018·沙市期中)下列說(shuō)法不正確的是()A．中國(guó)第一位進(jìn)入太空的宇航員是楊利偉B．中國(guó)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)叫北斗導(dǎo)航系統(tǒng)C．能量是守恒的，我們不需要節(jié)約能源D．能量的耗散從能量轉(zhuǎn)換的角度反映出自然界中宏觀過(guò)程的方向性．能源的利用受這種方向性的制約,所以能源的利用是有條件的,也是有代價(jià)的解析:航天員楊利偉乘坐“神舟五號(hào)”宇宙飛船進(jìn)入太空，成為中國(guó)第一位進(jìn)入太空的中國(guó)宇航員，A選項(xiàng)正確；中國(guó)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)叫北斗導(dǎo)航系統(tǒng)，B選項(xiàng)正確；能量雖然守恒,能源在使用中存在品質(zhì)降低的現(xiàn)象,要節(jié)約能源，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；能量的耗散從能量轉(zhuǎn)換的角度反映出自然界中宏觀過(guò)程的方向性．能源的利用受這種方向性的制約，所以能源的利用是有條件的，也是有代價(jià)的,D選項(xiàng)正確．答案：C名師方法總結(jié)正確分析理解四種現(xiàn)象中的能量及能量相互間的轉(zhuǎn)化是解決本題的關(guān)鍵．在能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中，可以從以下三個(gè)方面理解：(1）能量有多種不同的形式,且不同形式的能可以相互轉(zhuǎn)化；(2)不同形式的能之間的轉(zhuǎn)化通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn)，即做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程；（3）做了多少功就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化，即功可以用來(lái)量度能量的變化．理解能量耗散時(shí)應(yīng)注意，能量耗散并不是說(shuō)能量消失了,而是說(shuō)能量可利用的品質(zhì)下降了．名師點(diǎn)易錯(cuò)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)量上并未減少,但在利用的品質(zhì)上降低了，從便于利用的變成不便于利用的了．這是能源危機(jī)更深層次的含意,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。eq^\o（,，\s\do4（）)對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練一能量守恒定律1．(2018·諸暨市期末）生活中我們可以看到以下幾種現(xiàn)象：行駛中的汽車制動(dòng)后滑行一段距離，最后停下；流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的光焰；降落傘在空中勻速下降．上述不同現(xiàn)象中所包含的相同的物理過(guò)程是（）A．物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量B．物體的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量C．物體的其他形式的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D．物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量解析：行駛中的汽車制動(dòng)后滑行一段距離，最后停下，汽車克服摩擦力做功將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;流星在夜空中墜落過(guò)程中，克服空氣阻力做功，流星的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；降落傘在空中勻速下降，克服空氣阻力做功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．以上均是消耗機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，D選項(xiàng)正確，A、B、C選項(xiàng)錯(cuò)誤．答案:D2．（多選)一根輕彈簧，上端固定，下端拴一個(gè)重物P，處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示．現(xiàn)有外力把它向下拉一段距離，則以下說(shuō)法正確的是(）A．向下拉的某段過(guò)程中，重力勢(shì)能的減少量可能大于彈性勢(shì)能的增加量B．向下拉的任一段過(guò)程中，重力勢(shì)能的減少量一定小于彈性勢(shì)能的增加量C．撤去拉力，P在任意一段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，重力勢(shì)能的增加量一定等于彈性勢(shì)能的減少量D．撤去拉力,P在某段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，重力勢(shì)能的增加量可能等于彈性勢(shì)能的減少量解析：向下拉的某段過(guò)程中，拉力做正功，重力勢(shì)能的減小量一定小于彈性勢(shì)能的增加量,故A錯(cuò)誤，B正確；撤去拉力,P在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，重力和彈簧的彈力做功，彈性勢(shì)能的減小量等于重力勢(shì)能的增加量和重物動(dòng)能的增加量的和，故C錯(cuò)誤；重力和彈簧的彈力做功，彈性勢(shì)能的減小量等于重力勢(shì)能的增加量和重物動(dòng)能的增加量的和，只有在最高點(diǎn)或最低點(diǎn)的時(shí)候，重力勢(shì)能的增加量可能等于彈性勢(shì)能的減小量，故D正確,故選BD．答案：BD對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練二功和能的關(guān)系3．（多選)我國(guó)月球探測(cè)計(jì)劃已經(jīng)啟動(dòng)多年．“嫦娥二號(hào)”發(fā)射后先繞地球運(yùn)行，后經(jīng)不斷變軌奔向月球，最后到達(dá)月球降落到月球表面．如圖為“嫦娥二號(hào)”只在地球引力下沿橢圓軌道繞地球運(yùn)動(dòng)的軌跡,在“嫦娥二號(hào)"由近地點(diǎn)a運(yùn)動(dòng)到遠(yuǎn)地點(diǎn)b的過(guò)程中()A．地球引力做正功，“嫦娥二號(hào)"的勢(shì)能減小B．地球引力做負(fù)功，“嫦娥二號(hào)”的勢(shì)能增大C．地球引力做負(fù)功，“嫦娥二號(hào)”的動(dòng)能減小D．“嫦娥二號(hào)”的動(dòng)能及引力勢(shì)能之和增大解析：“嫦娥二號(hào)"由近地點(diǎn)a運(yùn)動(dòng)到遠(yuǎn)地點(diǎn)b的過(guò)程中，萬(wàn)有引力做負(fù)功,則勢(shì)能增大，動(dòng)能減小,機(jī)械能守恒，即動(dòng)能和引力勢(shì)能之和保持不變．故B、C正確，A、D錯(cuò)誤．故選BC．答案：BC4．圖示中的路燈為太陽(yáng)能路燈，每只路燈的光伏電池板有效采光面積約0.3m2.晴天時(shí)電池板上每平方米每小時(shí)接收到的太陽(yáng)輻射能約為3×106J．如果每天等效日照時(shí)間約為6h，光電池一天產(chǎn)生的電能可供30W的路燈工作8h．光電池的光電轉(zhuǎn)換效率約為(）A．4.8％ B．9。6％C．16％ D．44%解析：每天（6h）太陽(yáng)能電池板吸收的太陽(yáng)能W總＝0。3×3×106J/h×6h＝5。4×106J，∵電子節(jié)能燈正常工作，∴P＝P額＝30W，電子節(jié)能燈正常工作8h消耗的電能W有用＝Pt＝30W×8×3600s＝8。64×105J,太陽(yáng)能照明燈利用太陽(yáng)能的效率η＝eq\f(W有，W總)＝eq\f（8。64×105，5。4×106)≈16%。故選C．答案：C對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練三能源和能量耗散5．一輛汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為35kW,效率為25％，若油箱中有10kg汽油，汽車的速度為36km/h，這些汽油能使汽車行駛多遠(yuǎn)？（汽油的熱值q＝4。6×107J/kg）解析：汽車行駛靠燃料燃燒放出的內(nèi)能（熱量）轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．汽油完全燃燒放出的熱量Q總＝qm汽車做的有用功W有＝Q有＝Q總η＝qmη，又v＝36km/h＝10m/s則汽車通過(guò)的路程s＝vt＝eq\f（vW有，P有）＝eq\f(qmvη，P有）＝eq\f(4。6×107×10×10×25%,3。5×104）m≈3。3×104m.答案：3.3×104m【強(qiáng)化基礎(chǔ)】1．(2018·通州區(qū)學(xué)業(yè)測(cè)試）“可燃冰”被視為21世紀(jì)的新型綠色能源，其主要成分是甲烷．科學(xué)家估計(jì)，全球海洋底部可燃冰分布的范圍約4000萬(wàn)平方公里，儲(chǔ)量可供人類使用約1000年．桂林市新開(kāi)通的301路公交車，使用的燃料主要成分就是甲烷．如果301路公交車滿載乘客時(shí)總質(zhì)量是6000kg，1m3可燃冰轉(zhuǎn)化生成的甲烷氣體完全燃燒產(chǎn)生的能量,可供公交車滿載時(shí)以36km/h的速度勻速行駛1640min，勻速行駛中公交車受到的平均阻力為車重的0.05倍.301公交車使用甲烷燃燒提供所需的能量，關(guān)于其能量的轉(zhuǎn)化，下列說(shuō)法中正確的是（)A．把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 B．把風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C．把光能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 D．把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能解析：分析題意可知，公交車使用甲烷燃燒提供所需的能量,把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，D選項(xiàng)正確,A、B、C選項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：D2．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)解析：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），即為彈簧具有的彈性勢(shì)能．答案：A3．如圖所示，輕彈簧一端與墻相連，質(zhì)量m＝2kg的木塊沿光滑水平面以v0＝5m/s的初速度向左運(yùn)動(dòng)，當(dāng)木塊壓縮彈簧后速度減為v＝3m/s時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能是()A．9J B．16JC．25J D．32J解析：由能量守恒有Ep＝eq\f(1，2)mveq\o\al（2，0)－eq\f(1，2）mv2＝25－9＝16J，B正確．答案：B4．（多選）做豎直上拋運(yùn)動(dòng)的物體,它在上升過(guò)程中，如果動(dòng)能的減少量為A,勢(shì)能的增加量為B,物體克服重力所做的功為C，物體克服空氣阻力所做的功為D，則下列關(guān)系中正確的是（）A．A＝C＋D B．A－B＝C＋DC．A－B＝D D．A＋B＝C＋D解析：根據(jù)動(dòng)能定理，重力做功與阻力做功的代數(shù)和等于動(dòng)能的變化,－C－D＝－A，A項(xiàng)正確;由于除重力外的阻力做功等于物體機(jī)械能的變化．所以－D＝－A＋B，C項(xiàng)正確，B、D項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：AC5．（多選)如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿A一端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球B，另一端固定在水平轉(zhuǎn)軸O上，輕桿A繞轉(zhuǎn)軸O在豎直平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為ω.在輕桿A與水平方向的夾角α從0°增加到90°的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（)A．小球B受到輕桿A的作用力的方向一定沿著輕桿AB．小球B受到的合力的方向一定沿著輕桿AC．小球B受到輕桿A的作用力逐漸增大D．小球B受到輕桿A的作用力對(duì)小球B做正功解析：小球B做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，重力和輕桿A的作用力的合力指向圓心O，提供向心力，A選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確；合力方向變化，大小不變，根據(jù)平行四邊形定則可知，小球B受到輕桿A的作用力逐漸減小，C選項(xiàng)錯(cuò)誤;小球機(jī)械能逐漸增大,故輕桿A的作用力對(duì)小球B做正功，D選項(xiàng)正確．答案：BD【鞏固易錯(cuò)】6．（多選）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．對(duì)于這一過(guò)程，下列說(shuō)法不正確的是（)A．子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的機(jī)械能B．子彈減少的動(dòng)能等于木塊增加的動(dòng)能和子彈增加的內(nèi)能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)能之和解析:子彈射穿木塊的過(guò)程中,由于相互間摩擦力的作用使得子彈的動(dòng)能減少，木塊獲得動(dòng)能，同時(shí)產(chǎn)生熱量，且系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量在數(shù)值上等于系統(tǒng)機(jī)械能的損失．A選項(xiàng)漏考慮系統(tǒng)增加的內(nèi)能，B選項(xiàng)漏考慮木塊增加的內(nèi)能,C選項(xiàng)應(yīng)考慮的是系統(tǒng)(子彈、木塊)內(nèi)能的增加，故A、B、C錯(cuò)．答案:ABC7．(2018·杭州期末)隨著“共享單車”的持續(xù)火熱,“共享汽車”也悄然出現(xiàn)．下表是某種共享汽車的主要參數(shù)，根據(jù)表中信息，則下列說(shuō)法正確的是（)空車質(zhì)量800kg電池容量44kW·h標(biāo)準(zhǔn)承載200kg最大續(xù)航（充滿電最大行駛路程)200km所受阻力與汽車總重比值0。09A．工作時(shí),電動(dòng)汽車的電動(dòng)機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能B．電池容量44kW·h指的是汽車電池充滿電時(shí)的電量C．標(biāo)準(zhǔn)承載下,電動(dòng)汽車以72km/h的速度勻速行駛10min的耗電量為3kW·hD．若標(biāo)準(zhǔn)承載下汽車速度能達(dá)120km/h,則汽車電動(dòng)機(jī)最大輸出功率不小于30kW解析：電動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中,將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能,A選項(xiàng)錯(cuò)誤；電池容量44kW·h指的是汽車電池充滿電時(shí)的電能，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；標(biāo)準(zhǔn)承載下,電動(dòng)汽車以72km/h的速度勻速行駛時(shí),牽引力F＝0.09mg，牽引力的功率P＝Fv＝18kW，假設(shè)電能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能時(shí)，根據(jù)W＝Pt＝3kW·h，實(shí)際過(guò)程中電能不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，耗電量大于3kW·h，C選項(xiàng)錯(cuò)誤;若標(biāo)準(zhǔn)承載下汽車速度能達(dá)120km/h，功率P＝Fv′＝30kW，汽車電動(dòng)機(jī)最大輸出功率不小于30kW，D選項(xiàng)正確．答案:D【