高中物理 第四章 能量守恒与可持续发展 4.3 能量的转化与守恒素材2 沪科版必修2.doc

4.3 能量的转化与守恒课堂互动三点剖析一、“功是能量转化的量度”1“功和能相互转化”，这是一种错误说法从能量转化观点来看，做功是能量转化的一种方式.做功的过程就是能从一种形式转化成另一种形式的过程.在各种运动形式中，没有功和能相互转化，只存在各种不同形式的能互相转化.在能的转化过程中，功扮演着一个重要角色.不同形式的能之间相互转化，做功是引起物体能量发生变化的原因，能量的变化反映了做功的效果.2“做了多少功，就转化为多少能”，这又是一种错误说法从能量守恒观点来分析能量转化的等量关系，不是多少功转化为多少能的问题，而是做功的过程，一种形式的能发生了变化，与此同时，另一种形式的能发生了等量变化.物体从a点竖直落到b点，如果除重力外没有其他外力做功，则以b点为零势能点，物体在b点的动能就等于物体在a点的重力势能，这里的“等于”表示一种形式的机械能（重力势能）转化成等量的另一种形式的机械能（动能）. 【例1】 人将放在手中的铅球沿水平方向推出，球在出手时具有的动能是180 j，已知球原来是静止的，求人在推球的过程中对球做了多少功？解析:本题无法用功的定义来求解，可以用功和能的关系来解决功的计算问题.在对铅球做功的过程中，人做了多少功，人的能量就减少多少，同时球的能量就增加多少，由于球的动能增加180 j，所以人对球做了180 j的功.温馨提示 如果用功的计算公式是解决不了的，在处理变力做功或根本不知力的情况下的做功问题，用这种方法相当方便.二、能量守恒定律1.关于能量守恒定律能量守恒定律是经过人类的长期探索在19世纪确立的.恩格斯曾经把这一定律称为“伟大的运动基本规律”，认为它的发现是19世纪连同细胞学说、达尔文的生物进化论在内的自然科学的三大发现之一.2.各种形式能量的相互转化现实生活的经验告诉我们，各种形式的能量是可以相互转化的.例如：在摩擦生热的现象中，克服摩擦力做多少功，就有多少机械能转化成等量的内能；通过电流的导线变热，电能转化成内能；燃料燃烧生热，化学能转化成内能；灼热的灯丝发光，内能转化成光能.实验证明，在这些转化过程中，能量都是守恒的.【例2】 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”违背了能量转化和守恒定律，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解析：永动机是指不消耗或少消耗能量，而可以大量对外做功的装置，违背了能量转化和守恒定律.a错.太阳辐射大量的能量，地球只吸收了极少的一部分，但辐射到星际空间的能量也没有消失，一定是转化成了别的能量，b错.马和其他动物，包括人要运动，必须消耗能量，动物的能量来源是食物中储存的生物质能，c正确.所谓的“全自动”手表内部是有能量转化装置的,d错.答案：c各个击破类题演练 1 如图4-3-2所示，一根长杆ab水平地放在地面上，用力拉住杆的b端，使它缓慢地转动直立起来，第一次用始终竖直向上的力f1，第二次用始终垂直于长杆的力f2，比较两次拉杆的过程中，f1做的功w1与f2做的功w2间的大小关系是（ ）a.w1w2 b.w1=w2 c.w1w2 d.无法确定图4-3-2解析:两种情况，杆的动能没有改变，杆都是从水平位置到竖直位置，杆的重力势能的增加量应该相同，所以外力作用的功也应该相同.答案:b变式提升 1 行驶中汽车制动后滑行一段距离后停下；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上述不同现象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量c物体的势能转化为其他形式的能量d物体的机械能转化为其他形式的能量解析：本题考查功和能的关系，不同的物理现象可能存在着相同的物理过程，相似的物理现象也许遵循不同的物理规律.行驶中汽车制动后滑行一段距离，汽车克服阻力做功，机械能转化为内能；流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰，流星克服阻力做功，机械能转化为内能、光能；降落伞在空中匀速下降，降落伞克服阻力做功，机械能转化为内能 答案：ad类题演练 2 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.物体机械能减少,内能不变c.物体机械能减少,内能增加,机械能与内能总量减少d.物体机械能减少,内能增加,机械能与内能总量不变答案:d变式提升 2 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4-3-3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（ ）图4-3-3a.逐渐升高 b