高中物理7-10能量守恒定律與能源48張

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各種形式的能都可以互相轉(zhuǎn)化，你能說出下列現(xiàn)象(見下圖)中，能是如何轉(zhuǎn)化的嗎？,1．我們可以從千差萬別的各種自然現(xiàn)象中抽象出一個共通的量——________，這說明不同的運動形式在相互轉(zhuǎn)化中有________確定關(guān)系． 2．導(dǎo)致能量守恒定律最后確立的兩類重要事實是：______________和______________． 3．能量既不會____，也不會創(chuàng)生，它只會________，或者_____________，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，__________________.這就是能量守恒定律．,4．燃料燃燒時一旦把自己的熱量釋放出去，它就不會再次____________供人類重新利用；電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為________，它又通過燈泡轉(zhuǎn)化成________和________，熱和光被其他物質(zhì)吸收之后變成周圍環(huán)境的________，我們也無法把這些______________重新利用．這種現(xiàn)象叫做____________． 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________．能源的利用受____________制約，所以能源的利用是有條件的，也是有代價的．,答案：1.能量 數(shù)量上的 2．確認(rèn)了永動機的不可能性 發(fā)現(xiàn)了各種自然現(xiàn)象之間相互聯(lián)系與轉(zhuǎn)化 3．消滅 從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式 從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體 能量的總量保持不變 4．自動聚集起來 電能 內(nèi)能 光能 內(nèi)能 內(nèi)能收集起來 能量的耗散 5．方向性 這種方向性的,(1)一個物體能夠?qū)ν庾龉?，我們就說這個物體具有能量． (2)能量有各種不同的形式．運動的物體具有動能；被舉高的重物具有重力勢能；發(fā)生彈性形變的物體具有彈性勢能．另外自然界中還存在如化學(xué)能、電能、光能、太陽能、風(fēng)能、潮汐能、原子能等等不同形式的能． 不同的能與物體的不同運動形式相對應(yīng)，如機械能對應(yīng)機械運動；內(nèi)能與大量微觀粒子的熱運動相對應(yīng).,(1)能量既不會消滅，也不會創(chuàng)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變．這個規(guī)律叫做能量守恒定律． (2)能量守恒定律的重要意義 ①能量守恒定律是普遍適用的．對宏觀世界與微觀世界、高速運動與低速運動等都成立．,②能量守恒定律反映了自然現(xiàn)象的普遍聯(lián)系，提醒人們自然科學(xué)是相互聯(lián)系的，相互統(tǒng)一的．能量守恒定律對人類認(rèn)識自然、改造自然起著重要的指導(dǎo)作用． ③能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律是19世紀(jì)自然科學(xué)中三大發(fā)現(xiàn)之一．,(2010·眉山高一檢測)如圖所示，一小孩從公圖中粗糙的滑梯上自由加速滑下，其能量的變化情況是( ),A．重力勢能減小，動能不變，機械能減小，總能量減小 B．重力勢能減小，動能增加，機械能減小，總能量不變 C．重力勢能減小，動能增加，機械能增加，總能量增加 D．重力勢能減小，動能增加，機械能守恒，總能量不變 答案：B,解析：由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律可知，小孩在下滑過程中總能量守恒，故A、C均錯；由于摩擦力要做負(fù)功，機械能不守恒，故D錯；下滑過程中重力勢能向動能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化，故只有B正確.,(1)概念：能夠提供可利用能量的物質(zhì)，都可以稱為能源． (2)分類 ①從人類開發(fā)能源的歷史劃分 常規(guī)能源：煤、石油、天然氣等； 新能源：核能、太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能等?②從使用分類 一次能源：未經(jīng)人工加工的能源，如煤、石油、天然氣、水能、風(fēng)能、生物能、海洋能等． 二次能源：從一次能源直接或間接轉(zhuǎn)化來的能源．如：電能、氫能、焦炭． ③從能否再生分類： 可再生能源：水能、風(fēng)能等； 不可再生資源：石油、煤等．,④從對環(huán)境的影響分類： 清潔能源(也稱“綠色環(huán)?！蹦茉?：太陽能、風(fēng)能等； 非清潔能源：煤、石油、天然氣等.,(1)自然界中自發(fā)的能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性． ①熱量可以自發(fā)的由高溫物體傳遞給低溫物體，但不能自發(fā)的由低溫物體傳給高溫物體． ②冒起的煤煙和散開的炭灰不可能又重新組合成一堆煤炭． ③散失到周圍環(huán)境中的內(nèi)能不能回收重新利用． (2)在能量的轉(zhuǎn)化過程中，一部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能流散到周圍環(huán)境中，我們無法把這些內(nèi)能收集起來重新利用，這種現(xiàn)象叫能量的耗散．,根據(jù)如圖所示的情景，判斷圖中A，B兩臺機器，哪臺是發(fā)電機？哪臺是電動機？并描述這一情景中所涉及的能量轉(zhuǎn)化．,答案：B是發(fā)電機，A是電動機． 瀑布的水流下來將水的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，水流推動水輪機帶動發(fā)電機B轉(zhuǎn)動發(fā)電，是將機械能轉(zhuǎn)化為電能，發(fā)電機產(chǎn)生電流流經(jīng)電動機A時，又將電能轉(zhuǎn)化為機械能.,(1)表達式ΔE1減＝ΔE2增 (2)含義 ①某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加，且減少量一定和增加量相等． ②某個物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等．,(3)應(yīng)用步驟 ①分清多少種形式的能(如機械能、熱能、電能等)在變化． ②分別列出減少的能量ΔE減和增加的能量ΔE增的表達式． ③依據(jù)能量守恒列式求解．,特別提醒： 能量守恒定律表達式中雖然沒有出現(xiàn)功，但功是能量轉(zhuǎn)化的量度．能量變化中也體現(xiàn)功的本質(zhì)及做功多少．,豎直向上的恒力F作用在質(zhì)量為m的物體A上，使A從靜止開始運動升高h(yuǎn)，速度達到v，在這個過程中，設(shè)阻力恒為F阻．則下列表述正確的是( ),解析：對于上面提出的各項問題，應(yīng)從能的轉(zhuǎn)化與守恒的角度去認(rèn)識，在自然界，能的形態(tài)是多種多樣的，有機械能(包括動能和勢能，勢能又包括重力勢能和彈性勢能)、內(nèi)能、電勢能等．各種形態(tài)的能之間是可以相互轉(zhuǎn)化的，這是大家熟知的事實，問題是各種形態(tài)的能之間是如何轉(zhuǎn)化的．,答案：CE 點評：由此題可以總結(jié)出在解決綜合性習(xí)題時，切入點可以選擇在物體受力上，從分析物體受力入手，或是分析物體的能量變化，從能量入手，從而抓住各個物理量間的相互關(guān)系，給出解答．,(2010·福建六校高一檢測)如圖，木塊m放在光滑的水平面上，一顆子彈水平射入木塊中，子彈受到的平均作用力為f，射入深度為d，此過程中木塊移動了s，則( ) A．子彈損失的動能為fs B．木塊增加的動能為f(s＋d) C．子彈動能的減少等于木塊動能的增加 D．子彈、木塊系統(tǒng)總機械能的損失為fd,答案：D 解析：子彈克服阻力做功為Wf＝f(s＋d)，子彈損失的動能為f(s＋d)，A錯；f對木塊做的功為Wf′＝fs，木塊增加的動能為fs，B錯；由功能關(guān)系知，子彈減少的動能等于木塊增加的動能與子彈和木塊系統(tǒng)增加的內(nèi)能之和，C錯；子彈和木塊組成的系統(tǒng)機械能的損失量等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量等于fd，D正確.,如圖所示是打秋千的示意圖，最初人直立站在踏板上(A點所示)，繩與豎直方向成θ角，人的重心到懸點O的距離為L1；從A點向最低點B運動的過程中，人由直立狀態(tài)自然下蹲，在B點人的重心到懸點O的距離為L2；在最低點處，人突然由下蹲狀態(tài)變成直立狀態(tài)(人的重心到懸點O的距離恢復(fù)為L1)且保持該狀態(tài)到最高點C.設(shè)人的質(zhì)量為m，踏板和繩的質(zhì)量不計，空氣阻力不計．求：,(1)人剛到最低點B還處于下蹲狀態(tài)時，兩根繩中的總拉力F為多大 ? (2)人到達左端最高點C時，繩與豎直方向的夾角α為多大？(用反三角函數(shù)表示),解析：以人和踏板組成的系統(tǒng)為研究對象，它們從A到B的過程中，受到拉力和重力的作用，但只有重力做功，所以系統(tǒng)的機械能守恒，在B點，人突然由下蹲狀態(tài)變成直立狀態(tài)，人的動能沒有變化，但人的重力勢能增加了，人做了功． (1)從A→B的過程中，系統(tǒng)重力勢能的減少量：ΔEp＝mg(L2－L1cosθ)①,點評：當(dāng)人在最低點時，并非處于平衡狀態(tài)，而是由合力提供向心力，在B點時，人突然由下蹲狀態(tài)變成直立狀態(tài)，體內(nèi)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成人的機械能，所以從A到C的過程中，人的機械能并不守恒，而是增加了，必須分段求解．蕩秋千可以越蕩越高，同學(xué)們對于其中的能量轉(zhuǎn)化的分析常感到困惑，所以對于機械能的變化與實際情景相結(jié)合的題目，一定要認(rèn)真分析能量在各個細(xì)節(jié)過程的轉(zhuǎn)化．這類與實際聯(lián)系密切的題應(yīng)是今后高考的重點．,能源問題也是當(dāng)前的熱門話題，傳統(tǒng)的能源——煤和石油一方面儲量有限，有朝一日將要被開采完畢，另一方面，使用過程中也帶來污染，尋找新的、無污染的能源是人們努力的方向，利用潮汐發(fā)電即是一例． 關(guān)于潮汐，古人說：“潮者，據(jù)朝來也；汐者，言夕至也”．如圖表示的是利用潮汐發(fā)電．左方為陸地和海灣，中間為水壩，其下有通道，水經(jīng)通道可帶動發(fā)電機，漲潮時，水進入海灣，待內(nèi)外水面高度相同，堵住通道(如圖甲所示)，潮落至最低時放水發(fā)電(如圖乙所示)；,等內(nèi)外水面高度相同，不再堵住通道，直到下次漲潮至最高點，又進水發(fā)電(如圖丙所示)．設(shè)海灣面積為5.0×108m2，高潮與低潮間高度差為3.0m，則一天內(nèi)水流的平均功率為______________W.,答案：1.0×109,液體能夠沿著很細(xì)的毛細(xì)管上升一段距離而高出原來的液面，這種現(xiàn)象叫做毛細(xì)現(xiàn)象．棉線浸在煤油中，煤油會沿著棉線上升一段較大的高度，有人根據(jù)這一現(xiàn)象制造了一臺可以源源不斷地對外做功的機器，如圖所示．,試根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，分析說明這臺裝置能夠正常工作嗎？若不能正常工作，原因可能出現(xiàn)在哪里？ 解析：這臺裝置不能正常工作．假設(shè)它能正常工作，便意味著這臺裝置不需要外界的能量而源源不斷地對外工作，對外界輸出能量，這違背了能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，此裝置成為一臺永動機．煤油能沿棉線上升一個較大的高度，這是一個不爭的事實，如果B槽中有煤油便會向下流動沖擊葉輪對外做功也是無可置疑的，此裝置不能工作的原因是煤油雖上升到B槽高處，但不能滴落到B槽中．,答案：不能工作．違背能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，原因是煤油不能從棉線上滴落． 點評：這是一道考查學(xué)生對自然現(xiàn)象的觀察能力和應(yīng)用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律分析解決實際問題能力的題目．例如，我們?nèi)菀鬃⒁獾矫?xì)現(xiàn)象，但往往不注意觀察上升的液體是否能從毛細(xì)管中流出．,太陽能的儲存一直是個難題．科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，鹽水湖被太陽曬久了，湖底的溫度會越來越高，并難以通過湖水的對流將熱散發(fā)出去，而淡水湖不具備這一特點．根據(jù)這一特點，可以利用鹽水湖來儲存太陽能．你能分析這是為什么嗎？你能根據(jù)這一規(guī)律設(shè)計出一種儲存太陽能的具體方案嗎？(提示：鹽水湖中含鹽量高的湖水密度大，總是留在湖底不會上浮)． 答案：建造一個具有一定深度的濃度足夠高的鹽水池，使其具有很好的保溫性能，并且在水池底部安裝熱傳導(dǎo)裝置，就可以實現(xiàn)利用鹽水儲存太陽能并且利用這部分儲存太陽能為生產(chǎn)生活服務(wù)．,在含鹽量高的湖水的表面吸收了太陽能之后，部分水分被蒸發(fā)，使湖水表面水層含鹽量變大且溫度也隨之升高．由于含鹽量高的湖水密度大，所以這部分密度大、溫度高的表層湖水就會在重力作用下下沉，將所吸收的部分太陽能帶到湖底，使湖底溫度越來越高．由于湖底鹽水密度大于上部湖水密度，因此湖底的鹽水不會再向上運動，將熱量散失，這就使得太陽能得到儲存．,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,