能量守恒定律与机械能转换

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. 高中同步测试卷(七)

第七单元 机械能守恒与能量守恒定律

(时间：90分钟，满分：100分)

一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)

1．在最近几年的夏季家电市场上出现一个新宠——变频空调，据专家介绍，变频空调比定频的要节能，因为定频空调开机时就等同于汽车启动时，很耗能，是正常运行耗能的5至7倍．空调在工作时达到设定温度就停机，等温度高了再继续启动．这样会频繁启动，耗电多，而变频空调启动时有一个由低到高的过程，而运行过程是自动变速来保持室内温度，从开机到关机中间不停机，而是达到设定温度后就降到最小功率运行，所以比较省电．阅读上述介绍后，探究以下说法中合理的是( )

A．变频空调节能，运行中不遵守能量守恒定律

B．变频空调运行中做功少，转化能量多

C．变频空调在同样工作条件下运行效率高，省电

D．变频空调和定频空调做同样功时，消耗的电能不同

2.如图所示，从倾角为θ＝30°的斜面顶端以初动能E1＝6 J向下坡方向平抛出一个小球，则小球落到斜面上时的动能E2为( )

A．8 J B．12 J

C．14 J D．16 J

3.如图所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板P拴接，另一端与物体A相连，物体A置于光滑水平桌面上，A右端连接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连．开始时托住B，A处于静止且细线恰好伸直，然后由静止释放B，直至B获得最大速度．下列有关该过程的分析中正确的是( )

A．B物体受到细线的拉力保持不变

B．B物体机械能的减少量小于弹簧弹性势能的增加量

C．A物体动能的增加量等于B物体的重力对B做的功与弹簧弹力对A做的功之和

D．A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于细线的拉力对A做的功

4.有一竖直放置的“T”形架，表面光滑，滑块A、B分别套在水平杆与竖直杆上，A、B用一不可伸长的轻细绳相连，A、B质量相等，且可看做质点，如图所示，开始时细绳水平伸直，A、B静止．由静止释放B后，已知当细绳与竖直方向的夹角为60°时，滑块B沿着竖直杆下滑的速度为v，则连接A、B的绳长为( ) .

机械能守恒与能量转化

一、机械能守恒定律

1. 定义：在只有重力或弹力做功的物体系统内，物体系统的动能和势能（包括重力势能和弹性势能）发生相互转化，但机械能的总能量保持不变。

2. 表达式：[ E_{总} = E_{动能} + E_{势能} ]

a. 只有重力或弹力做功

b. 物体系统内部的摩擦力、空气阻力等非保守力不做功

二、能量转化

1. 动能与势能的转化

a. 物体从高处下落时，重力势能转化为动能。

b. 物体被弹簧弹起时，弹性势能转化为动能。

2. 机械能与其他形式能量的转化

a. 物体在运动过程中，机械能可以转化为内能（如摩擦生热）。

b. 物体通过发电机转化为电能。

c. 物体在压缩过程中，机械能可以转化为热能。

三、能量守恒定律

1. 定义：在一个封闭系统内，能量不会凭空产生或消失，只会从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，总能量保持不变。

2. 表达式：[ E_{总} = const ]

3. 应用：能量守恒定律是自然界中最基本的定律之一，适用于所有物理过程。

四、机械能守恒与能量转化的实际应用

1. 滚摆：滚摆在上升过程中，重力势能增加，动能减少；在下降过程中，重力势能减少，动能增加。

2. 抛体运动：抛体在上升过程中，重力势能增加，动能减少；在下降过程中，重力势能减少，动能增加。 3. 弹性碰撞：两个物体进行弹性碰撞时，动能和势能相互转化，总能量保持不变。

4. 水力发电：水流通过水轮机，将动能转化为电能。

本知识点主要涉及了机械能守恒定律、能量转化以及能量守恒定律等内容，了解了这些基本概念和原理，能够帮助我们更好地解释和理解自然界中的许多现象。

习题及方法：

1. 习题：一个物体从高为h的位置自由下落，求物体落地时的速度和动能。

根据机械能守恒定律，物体在下落过程中的机械能总能量保持不变。

[ E_{总} = E_{动能} + E_{势能} ]

物体在最高点的势能为 ( mgh )，动能为0。落地时，势能为0，动能为 ( mgh )。

小组化个别辅导高效课堂 物理学科导学案 班级： 高一（____） 姓名：___________ 主备人：张永 审核人：高一物理组 编写日期 ：2010-5-7 实际教学日期

总课题 机械能守恒定律 总课时 第24 课时

课题 机械能守恒定律 课型 新授课

教

学

目

标 知识与技能

1．知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化．

2．会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守恒，理解机械能守恒定律的内容，知道它的含义和适用条件．

3．在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式。

过程与方法

学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒．

情感、态度与价值观

通过能量守恒的教学，使学生树立科学观点，应用机械能守恒定律解决具体问题．

教学

重点 1．掌握机械能守恒定律的推导、建立过程，理解机械能守恒定律的内容．

2．在具体的问题中能判定机械能是否守恒，并能列出定律的数学表达式．

教学

难点 1．从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件．

2．能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒，能正确分析物体系统所具有

学法

指导 自主阅读、合作探究、精讲精练、

教学

准备

教学

设想 预习导学→引导点拨→突出重点，突破难点→典型例题分析→巩固知识→达标提升

教 学 过 程

师 生 互 动 补充内容或错题订正

任务一 预习导学

复习：重力势能、动能表达式是什么？动能定理表达式什么？

一、动能和势能的相互转化

演示：如图，试分析：

2011年高考第二轮复习资料 姚维明

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专题二 机械能守恒与能量守恒

［高考要求］

内 容 要求

重力势能、做功与重力势能改变的关系 Ⅱ

弹性势能 Ⅰ

机械能守恒定律 Ⅱ

能量守恒定律 II

本专题涉及的考点有：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律、能量转化及守恒定律都是历年高考的必考内容，考查的知识点覆盖面全，频率高，题型全。机械能守恒定律、能的转化和守恒定律是力学中的重点和难点，用能量观点解题是解决动力学问题的三大途径之一。

《考纲》对本部分考点要求为Ⅱ类有三个。考题的内容经常与牛顿运动定律、曲线运动、动量守恒定律、电磁学等方面知识综合，物理过程复杂，综合分析的能力要求较高，这部分知识能密切联系生活实际、联系现代科学技术，因此，每年高考的压轴题，高难度的综合题经常涉及本专题知识。它的特点：一般过程复杂、难度大、能力要求高。还常考查考生将物理问题经过分析、推理转化为数学问题，然后运用数学知识解决物理问题的能力。所以复习时要重视对基本概念、规律的理解掌握，加强建立物理模型、运用数学知识解决物理问题的能力。

由于新课程标准更注重联系生活、生产实际，更重视能源、环保、节能等问题，因此，能量的转化及其守恒很有可能在新课程的第一年高考中有所体现，师生们应引起足够的重视。

［知识体系］

功

机械能 动能：

EK=221mv

重力势能：EK=mgh

弹性势能：

221klEP 动能定理：

W合=21222121mvmv 抛体运动

单摆

弹簧振子 功能关系：

WG=mgh1-mgh2

W弹力=22212121klkl

W其它=12EE

机械能守恒定律

Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 能的转化及

守恒定律

12EE 2011年高考第二轮复习资料 姚维明

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［知识点拨］

1、机械能守恒定律

机械能守恒的条件：系统内只有重力（或弹力）做功，其它力不做功（或没有受到其它力作用）