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

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－mgh B.货物的机械能一定增加mah C.货物的重力势能一定增加mah D.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 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 ①和②为楔块，③和④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
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
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＝2 m/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＝1 kg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＝0.45 m，物体
与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0.2，不计物体滑过曲面与传
(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。
所用时间 t2＝va＝1 s，匀速运动的时间 t3＝x－vx1＝0.625 s 所以 t＝t1＋t2＋t3＝3.125 s。 (2)根据动能定理，传送带对物体做的功 W＝12mv2－12mv21＝－2.5 J， 物体相对传送带滑过的位移 Δx＝v－2－2va21＋v(t1＋t2)＝6.25 m，由于 摩擦产生的热量 Q＝μmg·Δx＝12.5 J
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.ΔE1＝W＋ΔE2 D.ΔE1＋ΔE2＝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ΔE1＝ W＋ΔE2，C选项正确，D选项错误。 答案 C
Hale Waihona Puke 【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
1.(2015·浙江10月学考)画作《瀑布》如图所示。 2.(2015·浙江学业水平考试)太阳能汽车是利用太阳能电池板将太 阳能转化为电能工作的一种新型汽车。已知太阳辐射的总功率约 有人对此画作了如下解读：水流从高处倾泻而 为 4×1026 W，太阳到地球的距离为 1.5×1011 m，假设太阳光传
的是( )
3.质量为 m 的物体由静止开始下落，由于空气阻力影响，物体 下落的加速度为45g，在物体下落高度为 h 的过程中，下列说 法正确的是( ) A.物体的动能增加了45mgh B.物体的机械能减少了45mgh C.物体克服阻力所做的功为45mgh D.物体的重力势能减少了45mgh
A.人体消耗的化学能等于物体动能
解析 以太阳为球心，以太阳到地球的距离为半径的球的表面积 S ＝ 4πd2 ， 太 阳 辐 射 到 该 单 位 面 积 上 的 功 率 为 P′ ＝ P太×（1S－40%）。设电池板的面积为 S′，由能量守恒得15P 机＝ P′×15%×S′。解以上各式得 S′＝P太×（15×1－P4机0×%4）πd×2 15%≈8 m2。
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
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( )
①生物能 ②核能 ③电能 ④太阳能 ⑤化学能
A.①④⑤
B.①③⑤
C.①②③
D.①③④
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
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。
而复始。这一解读违背了( )
(已知半径为 r 的球体积为 V＝43πr3，球表面积为 S＝4πr2)( )
A.库仑定律
B.欧姆定律
A.2 m2 B.6 m2
C.8 m2 D.12 m2
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
解析 下落阶段，物体受重力和空气阻力，由动能定理 W＝ΔEk， 即 mgh－Ff h＝ΔEk，Ff＝mg－45mg＝15mg，可求 ΔEk＝45mgh，选 项 A 正确；机械能减少量等于克服阻力所做的功 W＝Ff h＝15mgh， 选项 B、C 错误；重力势能的减少量等于重力做的功 ΔEp＝mgh， 选项 D 错误。
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
第4课时 能量守恒定律与能源
考点一 功能关系 能源(c/d)
[基础过关] 1.功能关系
(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___ 必须通过做功来实现。
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
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_转__移__，而不能自动地 从低温物体向高温物体转移。
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。
播到达地面的过程中约有 40%的能量损耗，某太阳能汽车所用太
下，推动水轮机发电，又顺着水渠流动，回到 阳能电池板接收到的太阳能转化为机械能的转化效率约为 15%。
若驱动该太阳能汽车正常行驶所需的机械功率为 5 kW，且其中的
瀑布上方，然后再次倾泻而下，如此自动地周 15来自于太阳能电池板，则所需的太阳能电池板的面积至少约为
【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 C.动能一直减小
B.机械能一直增大 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