高考物理总复习 第5章 机械能守恒定律（第4课时）能量守恒定律与能源课件.ppt

第4课时能量守恒定律与能源 基础过关 1 功能关系 1 功是 的量度 即做了多少功就有多少 发生了转化 2 做功的过程一定伴随着 而且 必须通过做功来实现 考点一功能关系能源 c d 能量转化 能量 能量的转化 能量的转化 2 能源3 自然界中自动地能量转化和转移具有方向性 1 机械能可以自发地全部转化为内能 但内能不能自发地全部转化为机械能而不引起其他变化 2 内能总是自动地从高温物体向低温物体 而不能自动地从低温物体向高温物体转移 转移 4 能量耗散 1 定义 在能量的转化过程中 一部分能量转化为内能流散到周围环境中 我们无法把这些内能收集起来重新利用 这种现象叫做能量的耗散 2 能量耗散带来的问题 一是可利用能源越来越少 造成能源危机 二是使环境吸收的耗散能量越来越多 造成环境污染 温度升高 过关演练 1 2015 浙江学业水平考试 如图所示为跳伞爱好者表演高楼跳伞的情形 他们从楼顶跳下后 在距地面一定高度处打开伞包 最终安全着陆 则跳伞者 a 机械能一直减小b 机械能一直增大c 动能一直减小d 重力势能一直增大 解析由于空气阻力和降落伞对人的拉力做负功 所以跳伞者的机械能一直减小 a选项正确 b选项错误 打开伞包前人加速下降 动能增大 c选项错误 人的高度一直降低 重力势能一直减小 d选项错误 答案a 2 出行是人们工作生活中必不可少的环节 出行的工具五花八门 使用的能源也各不相同 自行车 电动自行车 普通汽车消耗能量的类型分别是 生物能 核能 电能 太阳能 化学能a b c d 解析人骑自行车是将生物能转化为机械能 电动自行车是将蓄电池的电能转化为机械能 普通汽车是将汽油的化学能转化为机械能 所以b正确 答案b 要点突破 要点一功和能的关系1 功是能量转化的量度 即做了多少功就有多少能量发生了转化 2 做功的过程一定伴随着能量的转化 而且能量的转化必通过做功来实现 3 功和能量变化关系如下 例1 如图所示 人用平行于粗糙斜面的力将物体拉至斜面顶端 使物体获得动能 关于人体消耗的化学能 下面说法正确的是 a 人体消耗的化学能等于物体动能b 人体消耗的化学能等于物体增加的重力势能c 人体消耗的化学能等于物体增加的机械能d 人体消耗的化学能大于物体增加的机械能 解析物体上升过程中 动能和重力势能增加 同时由于摩擦生热 人体消耗的化学能等于物体机械能的增量与系统内能之和 故选项d正确 答案d 要点二能源和能量耗散1 人类对能源的利用大致经历了三个时期 即柴薪时期 煤炭时期 石油时期 自工业革命以来 煤和石油成为人类的主要能源 2 能源短缺和环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题 3 燃料燃烧时 一旦把自己的热量释放出去 就不会再次自动能聚集起来供人类重新利用 电池中的化学能转化为电能 电能又通过灯泡转化为内能和光能 热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能 我们无法把这些内能收集起来重新利用 这种现象叫做能量的耗散 例2 2016年10月19日 首届亚太低碳技术峰会在长沙召开 低碳 要求我们节约及高效利用能源 关于能源与能量 下列说法正确的是 a 能量被使用后就消灭了 所以要节约能源b 自然界中石油 煤炭等能源可供人类长久使用c 人类应多开发与利用风能 太阳能 核能等能源d 人类不断地开发和利用新的能源 所以能量可以被创生答案c 精练题组 1 有人设想在夏天用电冰箱来降低房间的温度 他的办法是 关好房间的门窗 然后打开冰箱的所有门让冰箱运转 且不考虑房间内外热量的传递 则开机后 室内的温度将 a 升高b 保持不变c 开机时降低 停机时升高d 开机时升高 停机时降低解析电冰箱的压缩机运行时 一部分电能转化为内能 室内的温度将升高 答案a 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 这种装置违背了能量守恒定律 所以永动机是永远不可能制成的 a错误 太阳辐射大量的能量 地球只吸收了极少的一部分 使万物生长 但辐射到宇宙空间的能量也没有消失 而是转化成了别的能量 b错误 马和其他动物 包括人 要运动 必须消耗能量 c正确 所谓 全自动 手表 内部还是有能量转化装置的 一般是一个摆锤 当人戴着手表活动时 使摆锤不停摆动 给游丝弹簧补充能量 才会维持手表的运行 如果把这种手表放在桌面上静置几天 它一定会停止走动的 d错误 答案c 答案a 4 如图所示 是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图 图中 和 为楔块 和 为垫板 楔块与弹簧盒 垫板间均有摩擦 在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中 a 缓冲器的机械能守恒b 摩擦力做功消耗机械能c 垫板的动能全部转化为内能d 弹簧的弹性势能全部转化为动能 解析由于楔块与弹簧盒 垫板间有摩擦力 即摩擦力做负功 则机械能转化为内能 故a错误 b正确 垫板动能转化为内能和弹性势能 故c错误 而弹簧弹性势能也转化为动能和内能 故d错误 答案b 5 已知货物的质量为m 在某段时间内起重机将货物以加速度a加速提升h 则在这段时间内叙述正确的是 重力加速度为g a 货物的动能一定增加mah mghb 货物的机械能一定增加mahc 货物的重力势能一定增加mahd 货物的机械能一定增加mah mgh 解析准确把握功和对应能量变化之间的关系是解答此类问题的关键 具体分析如下 答案d 基础过关 1 内容 能量既不会消灭 也 它只会从一种形式 为其他形式 或者从一个物体 到另一个物体 而在转化和转移的过程中 能量的总量 2 表达式 e减 考点二能量守恒定律 c d 不会创生 转化 转移 保持不变 e增 过关演练 1 2015 浙江10月学考 画作 瀑布 如图所示 有人对此画作了如下解读 水流从高处倾泻而下 推动水轮机发电 又顺着水渠流动 回到瀑布上方 然后再次倾泻而下 如此自动地周而复始 这一解读违背了 a 库仑定律b 欧姆定律c 电荷守恒定律d 能量守恒定律 解析水从高处倾泻而下 推动水轮机发电 水减少的重力势能一部分转化为电能 水的机械能减少 水又顺着水渠流动 回到瀑布上方 机械能又变为原来的值 这违背了能量守恒定律 d选项正确 答案d 答案c 要点突破 要点一能量守恒定律解题思路 例1 2016 浙江温州学考模拟 蹦极是一项既惊险又刺激的运动 深受年轻人的喜爱 如图所示 蹦极者从p点由静止跳下 到达a处时弹性绳刚好伸直 继续下降到最低点b处 b离水面还有数米距离 蹦极者 视为质点 在其下降的整个过程中 重力势能的减少量为 e1 绳的弹性势能的增加量为 e2 克服空气阻力做的功为w 则下列说法正确的是 a 蹦极者从p到a的运动过程中 机械能守恒b 蹦极者与绳组成的系统从a到b的运动过程中 机械能守恒c e1 w e2d e1 e2 w解析蹦极者从p到a及从a到b的运动过程中 由于有空气阻力做功 所以机械能减少 选项a b错误 整个过程中重力势能的减少量等于绳的弹性势能增加量和克服空气阻力做功之和 即 e1 w e2 c选项正确 d选项错误 答案c 要点二能量观点分析传送带问题传送带模型因初始条件 滑块的运动规律各不相同 但总体而言可以从力和运动及能量观点分析 这里重点学习从能量观点分析传送带问题 主要可分为两类 1 在水平传送带模型中 摩擦力对滑块所做的功与滑块动能增量相等 系统的摩擦热产生在滑块与传送带相对滑行阶段 2 在倾斜传送带模型中 摩擦力和重力对滑块做功的代数和等于滑块动能的增量 例2 如图所示 一水平方向的传送带以恒定的速度v 2m s沿顺时针方向匀速转动 传送带右端固定着一光滑的四分之一圆弧面轨道 并与弧面下端相切 一质量m 1kg的物体自圆弧面轨道的最高点静止滑下 圆弧轨道的半径r 0 45m 物体与传送带之间的动摩擦因数为 0 2 不计物体滑过曲面与传送带交接处时的能量损失 传送带足够长 g 10m s2 求 1 物体从第一次滑上传送带到离开传送带经历的时间 2 物体从第一次滑上传送带到离开传送带的过程中 传送带对物体做的功及由于摩擦产生的热量 答案 1 3 125s 2 2 5j12 5j 精练题组 1 如图 蹦床是青少年喜欢的一种体育活动 蹦床边框用弹簧固定有弹性网角 运动员从最高点落下直至最低点的过程中 空气阻力大小恒定 则运动员 a 刚接触网面时 动能最大b 机械能一直减少c 重力势能的减少量等于弹性势能的增加量d 重力做功等于克服空气阻力做功 解析当运动员受到的弹力 阻力 重力三力的合力为零时加速度为零 动能最大 a错误 在此过程中除重力外 运动员受到的弹力和阻力一起做负功 所以运动员的机械能减小 b正确 全过程由功能关系知mgh w阻 ep弹 所以c d错误 答案b 2 质量为m的物体从地面上方h高处无初速释放 落到地面后出现一个深为h的坑 如图所示 在此过程中 a 重力对物体做功mghb 地面对物体的平均阻力为mghc 外力对物体做的总功为零d 物体重力势能减少mgh答案c 3 如图所示 木块放在光滑水平面上 一颗子弹水平射入木块中 受到阻力为f 射入深度为d 此过程木块位移为s 下列说法中不正确的是 a 子弹损失的动能为f s d b 木块增加的动能为fsc 子弹动能的减少等于木块动能的增加d 子弹 木块系统总机械能的损失为fd答案c 答案280j 5 如图所示 在同一竖直平面内 一轻质弹簧一端固定 另一自由端恰好与水平线ab平齐 静止放于倾角为53 的光滑斜面上 一长为l 9cm的轻质细绳一端固定在o点 另一端系一质量为m 1kg的小球 将细绳拉至水平 使小球从位置c由静止释放 小球到达最低点d时 细绳刚好被拉断 之后小球在运动过程中恰好沿斜面方向将弹簧压缩 最大压缩量为x 5cm 取g 10m s2 sin53 0 8 cos53 0 6 求 1 细绳受到的拉力的最大值 2 d点到水平线ab的高度h 3 弹簧所获得的最大弹性势能ep 3 小球从c点到将弹簧压缩至最短的过程中 小球与弹簧