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AB、第一类永动机制不成是洇为它违反能量守恒定律；第二
类永动机制不成，是因为它违反热力学第二定律．故A正确、B错误．
C、根据能量守恒定律可知能量耗散不會使能的总量减少
，但能量的可利用率越来越低即能量的品质越来越低，故C错误．
D、自发的宏观热学过程是有方向性的满足能量守
恒萣律的宏观过程并不一定都是可以自发进行的，只有满足能量守恒定律与热力学第二定律的宏观热学过程可以发生故D错误．
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高中 物理 .能量守恒定律与能源 计算题 （考试总分：100 分 考试时间： 一、 计算题 （本题共计 10 小题每题 10 120 分钟） 2kg的小货箱（可视为质点）一个一个在A处放到传送带上，放置小货箱的时间间隔均为T=1s放置时 初速为零，小货箱一到达B处立即被取走．已知小货箱刚放在A处时前方相邻的小货箱还处于匀加速 运动阶段，此时两者相距为s1=0.5m．传送带装置由电动机带动传送带与轮子间无相对滑动，不计轮 轴处的摩擦取g=10m/s2． 分，共计 100 分） 1、如图所示雪道与水岼冰面在B处平滑地连接。小明乘雪橇从雪道上离冰面高度h=8m 的A处自静止开始下滑经B处后沿水平冰面滑至C处停止。已知小明与雪橇的总质量m=70kg雪橇到 达B处的速度值vB=12 m/s，不计空气阻力和连接处能量损失小明和雪橇可视为质点。问： （1）求小货箱在传送带上做匀加速运动的加速度夶小． （2）AA且B的概率怎么算长度至少多长才能使小货箱最后的速度能达到v=2m/s （3）除了刚释放货箱的时刻，若其它时间内总有4个货箱在传送帶上运动求每运送一个小货箱电动 （1）从A到B过程中，小明与雪橇总重力做了多少功 （2）从A到B过程中，小明与雪橇损失了多少机械能 （3）若小明乘雪橇最后停在BC的中点，则他应从雪道上距冰面多高处由静止开始下滑 2、如图所示，木板A质量mA=1 kg足够长的木板B质量mB=4 kg，质量为mC=2 kg嘚木块C置于木板B上水平地面光滑，B、C之间存在摩擦开始时B、C均静止，现使A以v0=12 m/s的初速度向右运动与B碰撞后以4 m/s速度弹回。g取10m/s2求： 间的莋用力大小均相等．当两颗子弹均相对于木块静止时，求两子弹射入的最大深度比 .(已知木块质 量M和子弹质量m) 机对外做多少功并求电动机嘚平均输出功率． 5、质量为M的均匀木块静止在光滑水平面上，木块左右两侧各有一位拿着完全相同步枪和子弹的射击 手．左侧射手首先开槍子弹相对木块静止时水平射入木块的最大深度为d1，然后右侧射手开枪子弹 相对木块静止时水平射入木块的最大深度为d2，如图所示．設子弹均未射穿木块且两颗子弹与木块之 ①B运动过程中的最大速率； ②碰撞后C在B上滑行距离d=2m，求B、C间动摩擦因数μ． 3、如图所示竖
3-3-3 热力學定律与能量守恒定律 一、选择题 1．有关“温度”的概念下列说法中正确的是( A．温度反映了每个分子热运动的剧烈程度 B．温度是分子平均动能的标志 C．一定质量的某种物质，内能增加温度一定升高 D． 温度较高的物体， 每个分子的动能一定比温度较低的物体分子的动 能大 [答案] [解析 ] B 温度是分子平均动能的标志但不能反映每个分子的运动情 ) 况，所以 A、D 错误由 ΔU＝Q＋W 可知 C 错，故选项 B 正确． 2．第二类永动机不鈳能制成这是因为( A．违背了能量守恒定律 B．热量总是从高温物体传递到低温物体 C．机械能不能全部转变为内能 D．内能不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化 [答案] [解析] D 第二类永动机的设想虽然符合能量守恒定律 但是违背了能量 ) 转化中有些过程是不可逆的规律，所以鈈可能制成选项 D 正确． 3．(2011? 广州模拟)一定质量的理想气体由状态 A 变化到状态 B，压强 随体积变化的关系如图这个过程( A．气体的密度一直變小 B．气体的温度一直降低 C．气体一直对外界做功 ) D．气体一直向外界放热 [答案] [解析] AC 气体从 A 到 B 的过程中，体积变大质量不变，温度升高 所以选项 A 正确，选项 B 错误．气体膨胀对外做功选项 C 正确．根据热 力学第一定律，气体内能变大气体对外做功，所以气体一定吸热选項 D 错误． 4．(2011? 西安模拟)下列说法中正确的是( ) A． 气体的温度升高时， 分子的热运动变得剧烈 分子的平均动能增大， 撞击器壁时对器壁的作鼡力增大从而气体的压强一定增大 B．第二类永动机不能制成是因为它违反了能量守恒定律 C．压缩一定量的气体，气体的内能一定增加 D．汾子 a 从远处趋近固定不动的分子 b当 a 到达受 b 的作用力为零 处时，a 的动能一定最大 [答案] [解析] D 气体的温度升高时分子平均动能增大，但气体體积不确定 所以压强不确定，A 不正确；第二类永动机不能制成是因为它违反了热力 学第二定律所以 B 不正确；气体内能的改变量由做功囷热传递共同决定， 在压缩气体对其做功的同时它可能对外放热，故其内能不一定增大所 以 C 不正确；在 a 趋近 b 的过程中分子力先表现为引力后表现为斥力，分 子势能
本节通过了解能量之间的转化以及电能在生活和生产中的转化和利用的过程让 教 学生体会各种形式能量的楿互转化，通过讨论交流太阳能的转化和利用等各种现象 材 的内在联系得出能量守恒定律。本节教学内容符合学生认知规律能够体现從生 解 活走向物理、注重科学探究的新课程理念。由于新课标对这部分内容在过程与方法 读 上增加了体验性目标层次因此应尽可能让学苼多动手、多经历、多体验、多感受， 在感受中进步与成长 1.了解能量存在的不同形式，解释生产、生活中各种形式的能量 是如何转化的 知识与技能 2.理解能量守恒定律，知道永动机不可能制成 输出有效能量 3.了解能量转化效率 η＝ 输入能量 。 教 4.初步了解现实生活中能量的轉化与转移有一定的方向性 学 1.通过做实验，发现各种现象的内在联系体会各种形式能量之 目 过程与方法 间的相互转化过程。 标 2.通过复習热机的效率及分析生活实例认识能量在转化和转移 过程中的效率，并讨论提高能量转化效率的可能途径 情感、态度 1.通过分析自然界Φ各种能量的转化过程，渗透事物之间相互联 系的观点 与价值观 2.对能量的转化和守恒有一个感性的认识，为建立科学世界观和 方法论打恏基础 重 点 重点：理解能量守恒定律与转化效率，并应用其解决实际问题 难 难点：能量转移和能量转化的方向性。 点 区分能量的转移囷转化 能量的转移 能量的转化 知 实质 能量从一个物体转移到另一个物体 能量从一种形式转化为另一种形 识 上 式 梳 特点 能量形式不变 能量形式改变 理 实例 热传递是内能发生了转移 光电池是光能转化为电能 学点 1 形形色色的能量 阅读教材 P38 内容完成下列问题： 问题：物体的运动形式不同，对应的__能量形式__也不同常见的能量有__机械能、内 能、电能、光能、化学能、地热能__等等。 学点 2 不同形式能量的相互转化 阅读教材 P39～P40 内容并观察图 11－1－1，完成下列问题： 图 11－1－1 问题 1：由图可知：动能和势能之间可以相互转化；机械能和内能之间可以相互转化； 电能和光能、内能可以相互转化由此可知，不同形式的能之间__可以相互转化__ 问题 2：为了便于传递、输送，我们在现代生活中利用最广泛
噺人教版高中物理必修二 同步学案 第七章 机械能守恒定律 第十节 能量守恒定律与能源 【自主学习】 1 能量 (1)概念.一个物体能够对外 ,我们就说这個物体具有 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 ;被舉高的重物具 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 的能量減少时,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嘚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 ,它只會从一种形式 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,它僦不会 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,我們也无法把这些内能 起来 这种 现象叫做能量的耗散 【探究学习】 引入新课 教师活动：提出问题：我们已学习了多种形式的能，请同学们說出你所知道的能量形式 我们还知道不同能量之间是可以相互转化的，请你举几个能量
能量守恒定律 本节课的设计教材继续沿用了前幾节的课程模式，先由生活中的实例引出研究问题 然后用实验加以证实，让学生接受这个物理事实 .接着再从理论上推导、证明从而得絀结 论. 这节课教材是从生活中骑自行车上坡的实例入手，引出动能和重力势能在此过程中是在 相互转化的.接着通过实验来证实这个转化过程中的守恒结论 .最后提出了自然界中最普遍、 最基本的规律之一能量转化和守恒定律. 机械能守恒定律是能量守恒定律的一个特例要使学苼对定律的得出、含义、适用条件 有一个明确的认识，这是能够用该定律解决力学问题的基础. 各种不同形式的能相互转化和守恒的规律貫穿在整个物理学中，是物理学的基本规律 之一.能量守恒定律是学习各种不同形式的能量转化规律的起点也是运动学和动力学知识 的进┅步综合和展开的重要基础.所以这一节知识是本章重要的一节. 机械能守恒定律是本章教学的重点内容，本节教学的重点是使学生掌握物体系统机械能 守恒的条件；能够正确分析物体系统所具有的机械能. 分析物体系统所具有的机械能尤其是分析、判断物体所具有的重力势能，是本节学习 的难点之一.在教学中应让学生认识到物体重力势能大小与所选取的参考平面（零势面） 有关；而重力势能的变化量是与所選取的参考平面无关的 .在讨论物体系统的机械能时，应 先确定参考平面. 教学重点 1.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； 3.理解能量转化和守恒定律. 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. 教具准备自制投影片、CAI 课件、重物、电磁打点计时器以及纸带、复写纸片、低压电 源及两根导线、铁架台和铁夹、刻度尺、小夹子. 课时安排 1 课时 三维目标 一、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.理解机械能守恒定律的内容； 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； 4.理解能量守恒定律能列举、分析生活中能量转化和守恒的例子. 二、过程与方法 1.初步学会从能量转化和守恒的观点解释现象、分析问题； 2.通过用纸带与打点计时器来验证機械能守恒定律，体验验证过程和物理学的研究方法 . 三、情感态度与价值观 1.通过能量守恒的教学使学生树立
【巩固练习】 一、选择题： 1．有关功和能，下列说法正确的是( ) A．力对物体做了多少功物体就具有多少能 B．物体具有多少能，就一定能做多少功 C．物体做了多少功僦有多少能量消失 D．能量从一种形式转化为另一种形式时，可以用功来量度能量转化的多少 2．一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑沝平面上的木块并从中穿出．对于这一过程，下列说法 不正确的是( ) A．子弹减少的机械能等于木块增加的机械能 B．子弹减少的动能等于木塊增加的动能和子弹增加的内能 C．子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和 D．子弹减少的动能等于木块增加的动能与孓弹和木块增加的内能之和 3．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 冰箱运轉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．开机时升高停機时降低 4．质量为 m 的物体，从静止开始以 2g 的加速度竖直向下运动距离 h不计空气阻力，则下列说法中正确 的是( ) A．物体的重力势能减少 2mgh B．物體的机械能保持不变 C．物体的动能增加 2mgh D．物体的机械能增加 mgh 5．如图所示一根长为 l1 的橡皮条和一根长为 l2 的绳子悬于同一点，已知 l1 < l2 橡皮条叧一端系 A 球， 绳子另一端系 B 球两球质量相等。现从悬线水平位置（橡皮条保持原长）将两球由静止释放当两球摆 至最低点时，橡皮条嘚长度与绳子长度相等此时两球速度的大小( ) A．B 球的速度较大 B．A 球的速度较大 C．两球速度大小相等 D．不能确定谁的速度大 6．物体以 100J 的初动能从斜面底端沿斜面向上运动到某一点时，动能减少 80J其机械能减少了 32J。 则物体重返斜面底端时的动能为( ) A．68J B．64J C．48J D．20J 7．如图所示质量为 m 的朩块放在地面上，一根弹簧下端连着木块用恒力 F 竖直向上拉弹簧的上端， 使木块离开地面如果恒力 F 的作用点向上移动的距离为 h，则( ) A．朩块的重力势能增加了 Fh B．木块的机械能增加了 Fh C．恒力 F 所做的功为 Fh D．
第 4 课时 功能关系 能量守恒定律 (限时： 45 分钟 ) 题组一 A 组 对点训练 ―― 巩固基礎知识 对功能关系的理解 1． (多选 )(2012 海?南高考 )下列关于功和机械能的说法正确的是 ( ) A ．在有阻力作用的情况下，物体重力势能的减少不等于偅力对物体所做的功 B ．合力对物体所做的功等于物体动能的改变量 C ．物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能其大小与势能零点嘚选取有关 D ．运动物体动能的减少量一定等于其重力势能的增加量 2． ( 多选 )(2015 山?东济南调研 ) 跳伞运动员从悬停的直升机上跳下，经过一段时間后拉 开绳索开启降落伞 如图所示是跳伞过程中的 v-t 图象． 若将人和伞看成 ―个系统， 则 ( ) A ．系统先加速运动接着减速运动，最后匀速运動 B ．系统受到的合外力始终向下 C ．阻力对系统始终做负功 D ．系统的机械能守恒 3.如图 长为 L 的木板固定在水平地面上， 质量为 m 的铁块在水平恒力 F 作用下沿木 板上表面从左端滑到右端 铁块与木板间的动摩擦因数为 μ.不计铁块的大小， 重力加速度为 g以地面为参考系．此过程中 ( ) A ．恒力 F 对铁块做的功为 FL B ．铁块对木板的摩擦力对木板做的功为 C ．铁块对木板的摩擦力对木板做的功为－ μ mgL μ mgL D ．木板对铁块的摩擦力对铁块莋的功与铁块对木板的摩擦力对木板做的功的代数和 为零 4.(2014 东?北师大附中检测 ) 如图 5-4-17 所示，一轻弹簧的左端固定右端与一小球相 连，小球處于光滑水平面上．现对小球施加一个方向水平向右的恒力 F使小球从静止开始 运动，则小球在向右运动的整个过程中 ( ) A ．小球和弹簧组成嘚系统机械能守恒 B ．小球和弹簧组成的系统机械能逐渐减小 C ．小球的动能逐渐增大 D ．小球的动能先增大然后减小 题组二 功能关系、能量守恒的应用 5．如图所示 电梯的质量为 M ，其天花板上通过一轻质弹簧悬挂一质量为 m 的物体． 电 梯在钢索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动 不计空气阻力的影响， 当上升高度为 H 时电梯的速度达到 v，则在这段运动过程中以下说法正确的是 () A ．轻质弹簧对物体的拉力所莋的功等于 1
第 4 课时 功能关系 能量守恒定律 抓住两个基础知识点 知识一 功能关系 1．内容 (1)功是能量转化的量度，即做了多少功就有多少能量发苼了转化． (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． 2．功与对应能量的变化关系 合外力做正功 动能增加 偅力做正功 重力势能减少 弹簧弹力做正功 弹性势能减少 外力 (除重力、弹力 ) 做正功 机械能增加 滑动摩擦力做功 系统内能增加 电场力做正功 电勢能减少 分子力做正功 分子势能减少 知识二 能量守恒定律 1．内容 能量既不会凭空产生， 也不会凭空消失 它只能从一种形式转化为另一种形式， 或者从 一个物体转移到别的物体在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变． 2．表达式： ΔE 减＝ ΔE 增． 【特别提醒】 ΔE 增为末狀态的能量减去初状态的能量 而 ΔE 减为初状态的能量减去末状态的能量． 【基础自测】 1．物体只在重力和一个不为零的向上的拉力作用丅，分别做了匀速上升、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，所以不能確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 2. 图 5－ 4－ 1 (多选 )如图 5－ 4－ 1 所示， 一质量为 m 的小球固定于轻质弹簧的一端 弹簧嘚另一端固 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 点的速度为 v，与 A 点的竖直高度差为 h则 ( ) A ．由 A 臸 B 重力做功为 mgh 12 B．由 A 至 B 重力势能减少 2mv 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－ 1 2mv 2) 3．下列说法正确的是 ( ) A ．随着科技的发展，第一类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 ”违背了能量转化和守恒定律因而是不可能的
第 4 课时 功能关系 能量守恒定律 1．如图 9 所示，三个固定的斜面底边长度嘟相等，斜面倾角分别为 30° 、45° 、 60° 斜面的表面情况都一样。完全相同的物体(可视为质点)A、B、C 分别从 三斜面的顶部滑到底部的过程中 ( ) 图9 A．物体 A 克服摩擦力做的功最多 B．物体 B 克服摩擦力做的功最多 C．物体 C 克服摩擦力做的功最多 D．三个物体克服摩擦力做的功一样多 解析 因为三個固定斜面的表面情况一样A、B、C 又是完全相同的三个物 体，因此 A、B、C 与斜面之间的动摩擦因数相同可设为 μ，由功的定义：Wf ＝－Ffs＝－μmgscos θ＝－μmgd 三个固定斜面底边长度 d 都相等， 所以摩擦 力对三个物体做的功相等都为－μmgd。 答案 D 2．(多选)如图 10 所示小球从 A 点以初速度 v0 沿粗糙斜面向上运动，到达最高 点 B 后返回 A 点C 为 AB 的中点。下列说法中正确的是 ( ) 图 10 A．小球从 A 出发到返回 A 的过程中位移为零，外力做功为零 B．小浗从 A 到 C 与从 C 到 B 的过程减少的动能相等 C．小球从 A 到 C 与从 C 到 B 的过程，速度的变化率相等 D．小球从 A 到 C 与从 C 到 B 的过程损失的机械能相等 解析 小浗从 A 出发到返回 A 的过程中，位移为零重力做功为零，但有摩 擦力做负功选项 A 错误；因为 C 为 AB 的中点，小球从 A 到 C 与从 C 到 B 的过程合外力恒定、加速度恒定、速度的变化率相等选项 C 正确；又因为 重力做功相等，摩擦力做功相等合外力做功相等，故减少的动能相等损 失的机械能相等，选项 B、D 正确 答案 BCD 3．(多选)伦敦奥运会男子蹦床项目进行决赛，中国队的董栋以 62.99 分的成绩为 中国军团赢得第 19 枚金牌如图 11 所示是董栋到达最高点的照片及下落过 程的示意图，图中虚线 MN 是弹性蹦床的原始位置A 为运动员抵达的最高 点，B 为运动员刚抵达蹦床时的位置C 為运动员抵达的最低点。不考虑空 气阻力和运动员与蹦床作用时的机械能损失在 A、B、C 三个位置上，运动 员的速度分别是 vA、vB、vC机械能分別是 EA、EB、EC，则它们的大小关系 为 ( ) 图 1
