课件37张PPT。2013高中物理 7-10 能量守恒定律与能源课时演练 新人教版必修2
1．下列关于能量守恒定律的认识不正确的是( )
A．某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加
B．某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加
C．不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机不可能制成
D．石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了
解析：能量可以转化或转移，但总量不变，A、B、C对；D中机械能转化成了内能，D错．
答案：D
2．石块自由下落过程中，由A点到B点重力做的功是10 J，下列说法正确的是( )
A．由A到B，石块的势能减少了10 J
B．由A到B，功减少了10 J
C．由A到B,10 J的功转化为石块的动能
D．由A到B,10 J的势能转化为石块的动能
解析：重力的功与重力势能和其他形式的能转化对应．
答案：AD
3．下列现象中，物体动能转化为势能的是( )
A．秋千由最高点荡向最低点
B．张开的弓把箭水平射出去
C．骑自行车匀速驶上斜坡
D．正在腾空上升的礼花弹
解析：秋千由最高点荡向最低点是重力势能转化为动能；张开的弓把箭水平射出去是弹性势能转化为动能；骑自行车匀速驶上斜坡是人体内的化学能转化为重力势能；正在腾空上升的礼花弹是动能转化为重力势能，故只有D正确．
答案：D
4.在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项．如图所示，质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对她的阻力大小恒为F，那么在她减速下降高度为h的过程中，下列说法正确的是(g为当地的重力加速度)( )
A．她的动能减少了Fh
B．她的重力势能增加了mgh
C．她的机械能减少了(F－mg)h
D．她的机械能减少了Fh
解析：运动员下降高度h的过程中，重力势能减少了mgh，B错误；除重力做功以外，只有水对她的阻力F做负功，因此机械能减少了Fh，C错误，D正确；由动能定理可知，动能减少了(F－mg)h，故A错误．
答案：D
5．一小滑块放在如图所示的固定凹形斜面上，用力F沿斜面向下拉小滑块，小滑块沿斜面运动了一段距离．若已知在这过程中，拉力F所做功的大小为A(绝对值)，斜面对滑块的作用力所做的功大小为B，重力做功大小为C，空气阻力做功的大小为D.当用这些量表达时，小滑块的动能的改变(指末态动能减去初态动能)等于多少？滑块的重力势能的改变等于多少？滑块机械能(指动能与重力势能之和)的改变等于多少？
解析：动能的改变量等于合力的功
故ΔEk＝A－B＋C－D
重力势能的改变量等于克服重力的功
故ΔEp＝－C
机械能改变量等于除重力外，其他力做功的代数和
故ΔE机＝A－B－D.
答案：A－B＋C－D －C A－B－D
(时间：45分钟 满分：60分)
知识点及角度
难易度及题号
基础
中档
稍难
功能关系
3
4、5
能量守恒定律
1、2
6、7、8、9
摩擦产热
10
一、选择题(共8个小题，每题5分，共40分)
1．滚摆上下摆动，而高度越来越低，说明( )
A．滚摆的机械能守恒
B．能量正在消失
C．只有动能和势能的相互转化
D．减少的机械能转化为内能，但总能量守恒
解析：高度越来越低，说明机械能不守恒，减小的机械能转化为内能，故A、B、C错．
答案：D
2．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．逐渐有所升高 B．保持不变
C．开机时降低，停机时又升高 D．开机时升高，停机时降低
解析：冰箱工作，会产生热量，即消耗电能，产生了内能，且房间与外界没有能量交换，所以房内温度会升高，A正确．
答案：A
3．物体只在重力和一个不为零的向上的拉力作用下，分别做匀速上升、加速上升和减速上升三种运动．在这三种情况下，物体机械能的变化情况是( )
A．匀速上升机械能不变，加速上升机械能增加，减速上升机械能减小
B．匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能减小
C．由于该拉力与重力大小的关系不明确，所以不能确定物体机械能的变化情况
D．三种情况中，物体的机械能均增加
解析：无论物体怎样向上运动，拉力都做正功，物体的机械能均增加，故选D.
答案：D
4．如图所示，一小孩从公园中粗糙的滑梯上自由加速滑下，其能量的变化情况是( )
A．重力势能减小，动能不变，机械能减小，总能量减小
B．重力势能减小，动能增加，机械能减小，总能量不变
C．重力势能减小，动能增加，机械能增加，总能量增加
D．重力势能减小，动能增加，机械能守恒，总能量不变
解析：由能量转化和守恒定律可知，小孩在下滑过程中总能量守恒，故A、C均错；由于摩擦力要做负功，机械能不守恒，故D错；下滑过程中重力势能向动能和内能转化，故只有B正确．
答案：B
5.如图所示，一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O点处，将小球拉至A处，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到O点正下方B点时速度为v，与A点的竖直高度差为h，则( )
A．由A至B重力做功为mgh
B．由A至B重力势能减少mv2
C．由A至B小球克服弹力做功为mgh
D．小球到达位置B时弹簧的弹性势能为(mgh－mv2)
解析：由A至B重力做功为mgh，A正确；但此过程中重力势能的减少有一部分转化为弹簧的弹性势能，故B错误；由动能定理得：mgh－W弹＝mv2，故小球克服弹力做的功也即弹簧的弹性势能为mgh－mv2，C错误，D正确．
答案：AD
6.如图所示，轻质弹簧长为L，竖直固定在地面上，质量为m的小球，在离地面高度为H处，由静止开始下落，正好落在弹簧上，使弹簧的最大压缩量为x，在下落过程中，小球受到的空气阻力为F阻，则弹簧在最短时具有的弹性势能为( )
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：设物体克服弹力做功为W弹，则对物体应用动能定理得(mg－F阻)(H－L＋x)－W弹＝ΔEk＝0，所以，W弹＝(mg－F阻)(H－L＋x)，即为弹簧在最短时具有的弹性势能．
答案：A
7.如图所示，在抗洪救灾中，一架直升机通过绳索用恒力F竖直向上拉起一个漂在水面上的木箱，使其由水面开始加速上升到某一高度，若考虑空气阻力而不考虑空气浮力，则在此过程中，以下说法正确的有( )
A．力F所做的功减去克服阻力所做的功等于木箱重力势能的增量
B．木箱克服重力所做的功等于木箱重力势能的增量
C．力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于木箱动能的增量
D．力F和阻力的合力所做的功等于木箱机械能的增量
解析：木箱运动过程中，有力F、重力、阻力三个力对木箱做功，合力做功决定着物体动能的改变量，C正确；重力做功决定着重力势能的改变量，B正确，A错误；除重力做功以外，其他力做功的代数和等于物体机械能的改变量，D正确．
答案：BCD
8.如图所示，木块静止在光滑水平桌面上，一子弹水平射入木块的深度为d时，子弹与木块相对静止，在子弹入射的过程中，木块沿桌面移动的距离为L，木块对子弹的平均阻力为Ff，那么在这一过程中不正确的是( )
A．木块的机械能增量为FfL
B．子弹的机械能减少量为Ff(L＋d)
C．系统的机械能减少量为Ffd
D．系统的机械能减少量为Ff(L＋d)
解析：木块机械能的增量等于子弹对木块的作用力Ff做的功FfL，A对．子弹机械能的减少量等于动能的减少量，即子弹克服阻力做的功Ff(L＋d)，B对．系统增加的机械能等于力Ff做的总功，即ΔE＝FfL－Ff(L＋d)＝－Ffd，故机械能减少量为Ffd，C对，D错．
答案：D
二、非选择题(共2个小题，每题10分，共20分)
9．质量为m的钢球以速度v落入沙坑，钢球在沙坑中下陷的深度为d，(重力加速度为g)求：
(1)钢球在沙坑中受到的阻力大小Ff；
(2)钢球下陷过程中产生的内能．
解析：(1)钢球在沙坑中下陷过程由动能定理得：
mgd－Ffd＝0－mv2
解得：Ff＝mg＋.
(2)由能量守恒定律可知内能的增量等于钢球机械能的减少量，
故ΔE内＝mgd＋mv2.
答案：(1)mg＋ (2)mgd＋mv2
10.如图所示，传送带保持v＝4 m/s的速度水平匀速运动，将质量为1 kg的物块无初速地放在A端，若物块与皮带间动摩擦因数为0.2，A、B两端相距6 m，则物块从A到B的过程中，皮带摩擦力对物块所做的功为多少？产生的摩擦热又是多少？(g取10 m/s2)
高中物理必修二710能量守恒定律与能源 导学案
学习目标：
1.自然界里存在着各种形式的能及其相互转化。
2.了解能量守恒定律的发现和确立过程。
3.理解能量守恒定律，知道能源和能量耗散。
4.能用能量守恒定律的观点解释、分析一些实际问题。
自主落实学案
1能量
(1)概念.一个物体能够对外 ,我们就说这个物体具有 。如:运动的物体可以推动与其接触的另一个物体一起向前运动,对被推动的物体做功,说明运动的物体具有能量。又如流动的河水、被举高的重物、被压缩的弹簧、高温高压气体……都能对外做功.因此都具有能量。
(2〕形式：能量有各种不同的形式。运动的物体具有 ;被举高的重物具有 ;发生弹性形变的物体具有 ;由大量粒子构成的系统具有 。另外自然界中还存在化学能、电能、光能、太阳能、风能、潮汐能、原子能等等不同形式的能。
不同的能与物体的不同运动形式相对应,如机械能对应 ;内能与大量微观粒子的 相对应
(3)能量的转化：各种不同形式的能量可以相互转化,而且在转化过程中 保持不变。也就是说当某个物体的能量 时,一定存在其他物体的能量 且减少量一定 增加量;当 的能量减少时,一定存在其他形式的能量增加,且减少量一定 增加量。
（4）功是能量转化的量度
不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的。做功的过程就是各种形式的 的过程。且做了多少功,就有 能量发生转化(或转移),因此,功是能量转化的 。
2能量守恒定律
(1)内容:能量既不会 ，也不会 ,它只会从一种形式 为其地形式,或者从一个物体 另一个物体,而在转化和转移过程中.能量的总量 ,这个规律叫做能量守恒定律.
(2)定律的表达式：① ②
3.能源和能量耗散
(1)能源是人类社会活动的物质基础.人类利用能源大致经历了三个时期,即 ， ， 。
(2)能量耗散:燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去,它就不会 起来供人类重新利用;电池中的化学能转化为电能,它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,我们也无法把这些内能 起来 这种现象叫做能量的耗散。
典型题例导析
例1、分析常见力做功与能量转化的对应关系： （ ）
重力做功： 弹力做功： 电场力做功： 电流做功：
例2、如图所示，在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮K，一条不可伸长的轻绳绕过K分别与物块A、B相连，A、B的质量分别为mA、mB。开始时系统处于静止状态。现用一水平恒力F拉物块A，使物块B上升。已知当B上升距离为h时，B的速度为v。求此过程中物块A克服摩擦力所做的功（重力加速度为g）。
例3、一小滑块放在如图所示的凹形斜面上，用力F沿斜面向下拉小滑块，小滑块沿斜面运动了一段距离。若已知在这过程中，拉力F所做的功的大小（绝对值）为A，斜面对滑块的作用力所做的功的大小为B，重力做功的大小为G，空气阻力做功的大小为D。用这些量表达小滑块的动能改变量（指末态动能减去初态动能）等于多少？滑块的重力势能的改变量等于多少？滑块机械能（指动能与重力势能之和）的改变量等于多少？
同步落实演练
1. 下列说法中正确的是（ ）
A. 不同形式能量的转化是通过做功来实现的
B. 做功的过程总是伴随着能量的变化
C. 某种形式的能量增加10J，一定有其他形式的能量减少10J
D. 某个物体的能量减少10J，一定有其他物体的能量增加10J
2．下列说法中正确的是（ ）
A. 弹簧的弹力做功10J，弹簧的弹性势能就减少10J
B. 干电池中，化学力做功10J，就有10J的化学能转化为电能
C. 电流通过电阻做功10J，就有10J的电能转化为内能
D. 电流对电动机做功10J，就有10J的电能转化为机械能
3．斜面的高是0.6m，倾角是37°，质量是1kg的物体由顶端滑到底端。已知动摩擦因数是0.5， g取10m/s2，在这个过程中产生多少热量？
4. 小球质量为m，在距地面h高度处以v0的初速度竖直向上抛出，设空气阻力大小恒为F，且小于mg，小球与地面碰撞过程中不损失机械能，则小球在整个过程中经历的路程是多少？
三、小结
四、作业：课堂作业1-11
物理必修二《7.10 能量守恒定律与能源》教学设计
【课堂训练】
1．功与能
能是状态量，功是过程量。不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的。做功的过程就是各种形式的能量之间转化(或转移)的过程。且做了多少功,就有多少能量发生转化(或转移),因此,功是能量转化的量度。如举重运动员把重物举起来,对重物做了功这一过程中,运动员通过做功消耗了体内的化学能,转化为重物的重力势能.并且,运动员做了多少功,就有多少化学能转化为重力势能。能量的具体值往往无多大意义,我们关心的大多是能量的变化量,能量的变化必须通过做功才能实现,某种力做功往往与某一具体的能量变化相联系。
例1．分析常见力做功与能量转化的对应关系：
重力做功： 弹力做功：
电场力做功： 电流做功：
2． 能量守恒定律
⑴能量守恒定律是贯穿整个物理学的基本规律之一,是学习物理学的一条主线。
⑵要分清系统中有多少种形式的能,发生了哪些转化和转移.
⑶滑动摩擦力与相对距离的乘积在数值上等于系产生的内能、即Q=FL相
注意:(1)某种形式的能减少,一定存在其他形式的能增加,且减少量一定和增加量相等
(2)某个物体的能量减少,一定存在其他物体的能量增加,且减少量和增加量一定相等。这也是我们列能量守恒表达式时的两条基本思路。
例2．如图2-10-1所示，在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮K，一条不可伸长的轻绳绕过K分别与物块A、B相连，A、B的质量分别为mA、mB。开始时系统处于静止状态。现用一水平恒力F拉物块A，使物块B上升。已知当B上升距离为h时，B的速度为v。求此过程中物块A克服摩擦力所做的功。重力加速度为g。
解答：
例3．一小滑块放在如图2-10-2所示的凹形斜面上，用力F沿斜面向下拉小滑块，小滑块沿斜面运动了一段距离。若已知在这过程中，拉力F所做的功的大小（绝对值）为A，斜面对滑块的作用力所做的功的大小为B，重力做功的大小为G，空气阻力做功的大小为D。当用这些量表达时，小滑块的动能的改变（指末态动能减去初态动能）等于多少？，滑块的重力势能的改变等于多少？滑块机械能（指动能与重力势能之和）的改变等于多少？
解析：
3．能源和能量耗散
能量耗散表明,在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中,能量在数量上并未减少,但在利用的品质上降低了,从便于利用的变成不便于利用的了。是能源危机更深层次的含意,也是“自然界的能量虽然守恒,但还是要节约能源”的根本原因。能量和能源是两回事；非再生能源和可再生能源是两回事。作为常规能源的煤炭、石油、天然气等面临枯竭.节能和开发新的能源已是人类必须面对的实际问题.能源对造福人类具有极重要的意义,节约每一份能源,不仅能提高能源的利用价值,对于维护人类赖以生存的环境也有不可忽视的作用新的能源有待于人类去开发.有待开发和利用的新能源主要指:太阳能、地热能、风能、水、能、核能。由于煤、石油和天然气都是几亿年以前的生物遗体形成的,所以人们也称它们为化石燃料.由于这些能源是不能再次生产,也不可能重复使用的,所以称为非再生能源
例4．太阳能的储存一直是个难题.科学家发现,盐水湖被太阳晒久了,湖底的湿度会越来越高,并难以通过湖水的对流将热散发出去，而淡水湖不具备这一特点.根据这一特点,可以利用盐水湖来储存太阳能.你能分析这是为什么吗?你能根据这规律设计出一种储存太阳能的具体方案吗？（提示:盐水湖中含盐量高的湖水密度大,总是留存湖底不会上浮)
解答:
【课后思考】
有人设计了这样一台“永动机”：距地面一定高度架设一个水槽，水从槽底的管中流出，冲击一个水轮机，水轮机的轴上安装一个抽水机和一个砂轮．他指望抽水机把地面水槽里的水抽上去，这样循环不已，机器不停地转动，就可以永久地用砂轮磨制工件做功了（下图）．
请你分析一下，高处水槽中水的势能共转变成哪几种形式的能，说明这个机器是否能够永远运动下去．
