浙江高考物理总复习机械能守恒定律时能量守恒定律与能源.pptx

第第4课时能量守恒定律与能源课时能量守恒定律与能源基础过关基础过关1.功能关系功能关系(1)功功是是_的的量量度度，即即做做了了多多少少功功就就有有多多少少_发发生生了了转化。转化。(2)做做功功的的过过程程一一定定伴伴随随着着_，而而且且_必必须通过做功来实现。须通过做功来实现。考点一功能关系能源考点一功能关系能源(c/d)能量转化能量转化能量能量能量的转化能量的转化能量的转化能量的转化2.能源能源3.自然界中自动地能量转化和转移具有方向性自然界中自动地能量转化和转移具有方向性(1)机机械械能能可可以以自自发发地地全全部部转转化化为为内内能能，但但内内能能不不能能自自发发地地全全部部转化为机械能而不引起其他变化。转化为机械能而不引起其他变化。(2)内内能能总总是是自自动动地地从从高高温温物物体体向向低低温温物物体体_，而而不不能能自自动动地地从低温物体向高温物体转移。从低温物体向高温物体转移。转移转移4.能量耗散能量耗散(1)定定义义：在在能能量量的的转转化化过过程程中中，一一部部分分能能量量转转化化为为内内能能流流散散到到周周围围环环境境中中，我我们们无无法法把把这这些些内内能能收收集集起起来来重重新新利利用用，这这种种现现象叫做能量的耗散。象叫做能量的耗散。(2)能能量量耗耗散散带带来来的的问问题题：一一是是可可利利用用能能源源越越来来越越少少，造造成成能能源源危危机机；二二是是使使环环境境吸吸收收的的耗耗散散能能量量越越来来越越多多，造造成成环环境境污污染染，温度升高。温度升高。【过关演练】【过关演练】1.(2015浙浙江江学学业业水水平平考考试试)如如图图所所示示为为跳跳伞伞爱爱好好者者表表演演高高楼楼跳跳伞伞的的情情形形，他他们们从从楼楼顶顶跳跳下下后后，在在距距地地面面一一定定高高度度处处打打开开伞伞包包，最终安全着陆。则跳伞者最终安全着陆。则跳伞者()A.机械能一直减小机械能一直减小 B.机械能一直增大机械能一直增大C.动能一直减小动能一直减小 D.重力势能一直增大重力势能一直增大解解析析由由于于空空气气阻阻力力和和降降落落伞伞对对人人的的拉拉力力做做负负功功，所所以以跳跳伞伞者者的的机机械械能能一一直直减减小小，A选选项项正正确确，B选选项项错错误误；打打开开伞伞包包前前人人加加速速下下降降，动动能能增增大大，C选选项项错错误误；人人的的高高度度一一直直降降低低，重重力力势势能能一一直减小，直减小，D选项错误。选项错误。答案答案A2.出出行行是是人人们们工工作作生生活活中中必必不不可可少少的的环环节节，出出行行的的工工具具五五花花八八门门，使使用用的的能能源源也也各各不不相相同同。自自行行车车、电电动动自自行行车车、普普通通汽汽车车消消耗耗能量的类型分别是能量的类型分别是()生物能生物能核能核能电能电能太阳能太阳能化学能化学能A.B.C.D.解解析析人人骑骑自自行行车车是是将将生生物物能能转转化化为为机机械械能能；电电动动自自行行车车是是将将蓄蓄电电池池的的电电能能转转化化为为机机械械能能；普普通通汽汽车车是是将将汽汽油油的的化化学学能能转转化化为机械能，所以为机械能，所以B正确。正确。答案答案B要点突破要点突破要点一功和能的关系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。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.做做功功的的过过程程一一定定伴伴随随着着能能量量的的转转化化，而而且且能能量量的的转转化化必必通通过过做做功来实现。功来实现。3.功和能量变化关系如下：功和能量变化关系如下：【例例1】如如图图所所示示，人人用用平平行行于于粗粗糙糙斜斜面面的的力力将将物物体体拉拉至至斜斜面面顶顶端端，使使物物体体获获得得动动能能，关关于于人人体体消消耗耗的的化化学学能能，下下面面说说法法正正确确的是的是()A.人体消耗的化学能等于物体动能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人体消耗的化学能大于物体增加的机械能解解析析物物体体上上升升过过程程中中，动动能能和和重重力力势势能能增增加加，同同时时由由于于摩摩擦擦生生热热，人人体体消消耗耗的的化化学学能能等等于于物物体体机机械械能能的的增增量量与与系系统统内内能能之之和和，故选项故选项D正确。正确。答案答案D要点二能源和能量耗散要点二能源和能量耗散1.人人类类对对能能源源的的利利用用大大致致经经历历了了三三个个时时期期，即即柴柴薪薪时时期期、煤煤炭炭时时期期、石石油油时时期期。自自工工业业革革命命以以来来，煤煤和和石石油油成成为为人人类类的的主主要要能源。能源。2.能能源源短短缺缺和和环环境境恶恶化化已已经经成成为为关关系系到到人人类类社社会会能能否否持持续续发发展展的的大问题。大问题。3.燃燃料料燃燃烧烧时时，一一旦旦把把自自己己的的热热量量释释放放出出去去，就就不不会会再再次次自自动动能能聚聚集集起起来来供供人人类类重重新新利利用用。电电池池中中的的化化学学能能转转化化为为电电能能，电电能能又又通通过过灯灯泡泡转转化化为为内内能能和和光光能能，热热和和光光被被其其他他物物质质吸吸收收之之后后变变成成周周围围环环境境的的内内能能，我我们们无无法法把把这这些些内内能能收收集集起起来来重重新新利用，这种现象叫做能量的耗散。利用，这种现象叫做能量的耗散。【例例2】2016年年10月月19日日，首首届届亚亚太太低低碳碳技技术术峰峰会会在在长长沙沙召召开开，“低低碳碳”要要求求我我们们节节约约及及高高效效利利用用能能源源。关关于于能能源源与与能能量量，下下列说法正确的是列说法正确的是()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答案C精练题组精练题组1.有有人人设设想想在在夏夏天天用用电电冰冰箱箱来来降降低低房房间间的的温温度度。他他的的办办法法是是：关关好好房房间间的的门门窗窗，然然后后打打开开冰冰箱箱的的所所有有门门让让冰冰箱箱运运转转，且且不不考考虑虑房间内外热量的传递。则开机后，室内的温度将房间内外热量的传递。则开机后，室内的温度将()A.升高升高B.保持不变保持不变C.开机时降低，停机时升高开机时降低，停机时升高D.开机时升高，停机时降低开机时升高，停机时降低解解析析电电冰冰箱箱的的压压缩缩机机运运行行时时，一一部部分分电电能能转转化化为为内内能能，室室内内的温度将升高。的温度将升高。答案答案A2.下列说法正确的是下列说法正确的是()A.随着科技的发展，永动机是可以制成的随着科技的发展，永动机是可以制成的B.太太阳阳照照射射到到地地球球上上的的光光能能转转化化成成了了其其他他形形式式的的能能量量，但但照照射射到宇宙空间的能量都消失了到宇宙空间的能量都消失了C.“既既要要马马儿儿跑跑，又又让让马马儿儿不不吃吃草草”违违背背了了能能量量守守恒恒定定律律，因因而是不可能的而是不可能的D.有有种种“全全自自动动”手手表表，不不用用上上发发条条，也也不不用用任任何何形形式式的的电电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生解解析析永永动动机机是是指指不不消消耗耗或或少少消消耗耗能能量量，而而可可以以大大量量对对外外做做功功的的装装置置，这这种种装装置置违违背背了了能能量量守守恒恒定定律律，所所以以永永动动机机是是永永远远不不可可能能制制成成的的，A错错误误；太太阳阳辐辐射射大大量量的的能能量量，地地球球只只吸吸收收了了极极少少的的一一部部分分，使使万万物物生生长长，但但辐辐射射到到宇宇宙宙空空间间的的能能量量也也没没有有消消失失，而而是是转转化化成成了了别别的的能能量量，B错错误误；马马和和其其他他动动物物，包包括括人人，要要运运动动，必必须须消消耗耗能能量量，C正正确确；所所谓谓“全全自自动动”手手表表，内内部部还还是是有有能能量量转转化化装装置置的的，一一般般是是一一个个摆摆锤锤，当当人人戴戴着着手手表表活活动动时时，使使摆摆锤锤不不停停摆摆动动，给给游游丝丝弹弹簧簧补补充充能能量量，才才会会维维持持手手表表的的运运行行，如如果果把把这这种手表放在桌面上静置几天，它一定会停止走动的，种手表放在桌面上静置几天，它一定会停止走动的，D错误。错误。答案答案C答案答案A4.如如图图所所示示，是是安安装装在在列列车车车车厢厢之之间间的的摩摩擦擦缓缓冲冲器器结结构构图图，图图中中和和为为楔楔块块，和和为为垫垫板板，楔楔块块与与弹弹簧簧盒盒、垫垫板板间间均均有有摩摩擦，在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中擦，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缓冲器的机械能守恒B.摩擦力做功消耗机械能摩擦力做功消耗机械能C.垫板的动能全部转化为内能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弹簧的弹性势能全部转化为动能解解析析由由于于楔楔块块与与弹弹簧簧盒盒、垫垫板板间间有有摩摩擦擦力力，即即摩摩擦擦力力做做负负功功，则则机机械械能能转转化化为为内内能能，故故A错错误误，B正正确确；垫垫板板动动能能转转化化为为内内能能和和弹弹性性势势能能，故故C错错误误；而而弹弹簧簧弹弹性性势势能能也也转转化化为为动动能能和和内内能能，故故D错误。错误。答案答案B5.已已知知货货物物的的质质量量为为m，在在某某段段时时间间内内起起重重机机将将货货物物以以加加速速度度a加加速提升速提升h，则在这段时间内叙述正确的是，则在这段时间内叙述正确的是(重力加速度为重力加速度为g)()A.货物的动能一定增加货物的动能一定增加mahmgh B.货物的机械能一定增加货物的机械能一定增加mah C.货物的重力势能一定增加货物的重力势能一定增加mah D.货物的机械能一定增加货物的机械能一定增加mahmgh 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，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：具体分析如下：选项内容指向、联系分析结论A动能定理，货物动能的增加量等于货物所受合外力做的功mah错误B功能关系，货物机械能的增量等于除重力以外的力做的功而不等于合外力做的功错误C功能关系，重力势能的增量等于货物克服重力做的功mgh错误D功能关系，货物机械能的增量等于起重机拉力做的功m(ga)h正确答案答案D基础过关基础过关1.内内容容：能能量量既既不不会会消消灭灭，也也_。它它只只会会从从一一种种形形式式_为为其其他他形形式式，或或者者从从一一个个物物体体_到到另另一一个个物物体体，而而在在转转化化和和转移的过程中，能量的总量转移的过程中，能量的总量_。2.表达式表达式：E减减_。考点二能量守恒定律考点二能量守恒定律(c/d)不会创生不会创生转化转化转移转移保持不变保持不变E增增【过关演练】【过关演练】1.(2015浙江浙江10月学考月学考)画作瀑布如图所示。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。这一解读违背了而复始。这一解读违背了()A.库仑定律库仑定律 B.欧姆定律欧姆定律C.电荷守恒定律电荷守恒定律 D.能量守恒定律能量守恒定律解解析析水水从从高高处处倾倾泻泻而而下下，推推动动水水轮轮机机发发电电，水水减减少少的的重重力力势势能能一一部部分分转转化化为为电电能能，水水的的机机械械能能减减少少，水水又又顺顺着着水水渠渠流流动动，回回到到瀑瀑布布上上方方，机机械械能能又又变变为为原原来来的的值值，这这违违背背了了能能量量守守恒恒定定律，律，D选项正确。选项正确。答案答案D答案答案C要点突破要点突破要点一能量守恒定律解题思路要点一能量守恒定律解题思路【例例1】(2016浙浙江江温温州州学学考考模模拟拟)蹦蹦极极是是一一项项既既惊惊险险又又刺刺激激的的运运动动，深深受受年年轻轻人人的的喜喜爱爱。如如图图所所示示，蹦蹦极极者者从从P点点由由静静止止跳跳下下，到到达达A处处时时弹弹性性绳绳刚刚好好伸伸直直，继继续续下下降降到到最最低低点点B处处，B离离水水面面还还有有数数米米距距离离。蹦蹦极极者者(视视为为质质点点)在在其其下下降降的的整整个个过过程程中中，重重力力势势能能的的减减少少量量为为E1，绳绳的的弹弹性性势势能能的的增增加加量量为为E2，克克服服空空气气阻力做的功为阻力做的功为W，则下列说法正确的是，则下列说法正确的是()A.蹦极者从蹦极者从P到到A的运动过程中，机械能守恒的运动过程中，机械能守恒B.蹦极者与绳组成的系统从蹦极者与绳组成的系统从A到到B的运动过程中，机械能守恒的运动过程中，机械能守恒C.E1WE2D.E1E2W解解析析蹦蹦极极者者从从P到到A及及从从A到到B的的运运动动过过程程中中，由由于于有有空空气气阻阻力力做做功功，所所以以机机械械能能减减少少，选选项项A、B错错误误；整整个个过过程程中中重重力力势势能能的的减减少少量量等等于于绳绳的的弹弹性性势势能能增增加加量量和和克克服服空空气气阻阻力力做做功功之之和和，即即E1WE2，C选项正确，选项正确，D选项错误。选项错误。答案答案C要点二能量观点分析传送带问题要点二能量观点分析传送带问题传传送送带带模模型型因因初初始始条条件件，滑滑块块的的运运动动规规律律各各不不相相同同，但但总总体体而而言言可可以以从从力力和和运运动动及及能能量量观观点点分分析析。这这里里重重点点学学习习从从能能量量观观点点分析传送带问题。主要可分为两类：分析传送带问题。主要可分为两类：(1)在在水水平平传传送送带带模模型型中中，摩摩擦擦力力对对滑滑块块所所做做的的功功与与滑滑块块动动能能增增量相等；系统的摩擦热产生在滑块与传送带相对滑行阶段。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)在在倾倾斜斜传传送送带带模模型型中中，摩摩擦擦力力和和重重力力对对滑滑块块做做功功的的代代数数和和等等于滑块动能的增量。于滑块动能的增量。【例例2】如如图图所所示示，一一水水平平方方向向的的传传送送带带以以恒恒定定的的速速度度v2 m/s 沿沿顺顺时时针针方方向向匀匀速速转转动动，传传送送带带右右端端固固定定着着一一光光滑滑的的四四分分之之一一圆圆弧弧面面轨轨道道，并并与与弧弧面面下下端端相相切切。一一质质量量m1 kg的的物物体体自自圆圆弧弧面面轨轨道道的的最最高高点点静静止止滑滑下下，圆圆弧弧轨轨道道的的半半径径R0.45 m，物物体体与与传传送送带带之之间间的的动动摩摩擦擦因因数数为为0.2，不不计计物物体体滑滑过过曲曲面面与与传传送送带交接处时的能量损失，传送带足够长，带交接处时的能量损失，传送带足够长，g10 m/s2，求：，求：(1)物体从第一次滑上传送带到离开传送带经历的时间；物体从第一次滑上传送带到离开传送带经历的时间；(2)物物体体从从第第一一次次滑滑上上传传送送带带到到离离开开传传送送带带的的过过程程中中，传传送送带带对对物体做的功及由于摩擦产生的热量。物体做的功及由于摩擦产生的热量。答案答案(1)3.125 s(2)2.5 J12.5 J精练题组精练题组1.(如如图图)蹦蹦床床是是青青少少年年喜喜欢欢的的一一种种体体育育活活动动，蹦蹦床床边边框框用用弹弹簧簧固固定定有有弹弹性性网网角角，运运动动员员从从最最高高点点落落下下直直至至最最低低点点的的过过程程中中，空空气气阻力大小恒定，则运动员阻力大小恒定，则运动员()A.刚接触网面时，动能最大刚接触网面时，动能最大B.机械能一直减少机械能一直减少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重力做功等于克服空气阻力做功解解析析当当运运动动员员受受到到的的弹弹力力、阻阻力力、重重力力三三力力的的合合力力为为零零时时加加速速度度为为零零，动动能能最最大大，A错错误误；在在此此过过程程中中除除重重力力外外，运运动动员员受受到到的的弹弹力力和和阻阻力力一一起起做做负负功功，所所以以运运动动员员的的机机械械能能减减小小，B正正确确；全过程由功能关系知全过程由功能关系知mghW阻阻Ep弹弹，所以，所以C、D错误。错误。答案答案B2.质质量量为为m的的物物体体从从地地面面上上方方H高高处处无无初初速速释释放放，落落到到地地面面后后出出现现一个深为一个深为h的坑，如图所示，在此过程中的坑，如图所示，在此过程中()A.重力对物体做功重力对物体做功mgHB.地面对物体的平均阻力为地面对物体的平均阻力为mgHC.外力对物体做的总功为零外力对物体做的总功为零D.物体重力势能减少物体重力势能减少mgH答案答案C3.如如图图所所示示，木木块块放放在在光光滑滑水水平平面面上上，一一颗颗子子弹弹水水平平射射入入木木块块中中，受受到到阻阻力力为为f，射射入入深深度度为为d，此此过过程程木木块块位位移移为为s，下下列列说说法法中中不正确的是不正确的是()A.子弹损失的动能为子弹损失的动能为f(sd)B.木块增加的动能为木块增加的动能为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子弹、木块系统总机械能的损失为fd答案答案C答案答案280 J5.如如图图所所示示，在在同同一一竖竖直直平平面面内内，一一轻轻质质弹弹簧簧一一端端固固定定，另另一一自自由由端端恰恰好好与与水水平平线线AB平平齐齐，静静止止放放于于倾倾角角为为53的的光光滑滑斜斜面面上上。一一长长为为L9 cm的的轻轻质质细细绳绳一一端端固固定定在在O点点，另另一一端端系系一一质质量量为为m1 kg的的小小球球，将将细细绳绳拉拉至至水水平平，使使小小球球从从位位置置C由由静静止止释释放放，小小球球到到达达最最低低点点D时时，细细绳绳刚刚好好被被拉拉断断。之之后后小小球球在在运运动动过过程程中中恰恰好好沿沿斜斜面面方方向向将将弹弹簧簧压压缩缩，最最大大压压缩缩量量为为x5 cm。(取取g10 m/s2，sin 530.8，cos 530.6)求：求：(1)细绳受到的拉力的最大值；细绳受到的拉力的最大值；(2)D点到水平线点到水平线AB的高度的高度h；(3)弹簧所获得的最大弹性势能弹簧所获得的最大弹性势能Ep。(3)小小球球从从C点点到到将将弹弹簧簧压压缩缩至至最最短短的的过过程程中中，小小球球与与弹弹簧簧系系统统的的机机械械能能守守恒恒，即即Epmg(Lhxsin 53)，代代入入数数据据解解得得：Ep2.9 J。答案答案(1)30 N(2)16 cm(3)2.9 J【方法总结】【方法总结】机械能守恒定律和能量守恒定律的易混点机械能守恒定律和能量守恒定律的易混点：(1)机机械械能能守守恒恒定定律律反反映映的的是是一一个个系系统统中中只只有有重重力力和和弹弹力力做做功功，系系统统内内物物体体的的重重力力势势能能、弹弹性性势势能能和和动动能能可可以以相相互互转转化化，但但总总机机械能不变。械能不变。(2)能能量量守守恒恒定定律律反反映映的的是是一一个个系系统统除除了了机机械械能能以以外外还还有有其其他他形形式的能量参与转化，总能量不变。式的能量参与转化，总能量不变。(3)机机械械能能守守恒恒定定律律的的适适用用是是有有条条件件的的，能能量量守守恒恒定定律律的的适适用用无无条件。条件。