2022年高中物理粵教版必修2教學(xué)案：第四章 第六、八節(jié)　能量的轉(zhuǎn)化與守恒 能源的利用與開發(fā)(含解析)

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1、2022年高中物理粵教版必修2教學(xué)案：第四章 第六、八節(jié)能量的轉(zhuǎn)化與守恒 能源的利用與開發(fā)(含解析)1能量轉(zhuǎn)化與守恒定律：能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量保持不變。2能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移具有方向性，能量的利用過程是不可逆的。3第一類永動(dòng)機(jī)因違背能量轉(zhuǎn)化與守恒定律是不可能制造成的。4煤、石油、天然氣統(tǒng)稱為化石能源，為不可再生能源；太陽能、風(fēng)能、水能為可再生能源。一、各種各樣的能量及其轉(zhuǎn)化(1)自然界中存在著機(jī)械能、內(nèi)能、電能、電磁能、核能和化學(xué)能等不同形式的能量。(2)能量的存在形式多種多樣，而且不同形式

2、的能量可以相互轉(zhuǎn)化。二、能量轉(zhuǎn)化與守恒定律(1)內(nèi)容：能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量不變。這就是能量轉(zhuǎn)化與守恒定律。(2)第一類永動(dòng)機(jī)違背了能量轉(zhuǎn)化與守恒定律。三、能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性(1)能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性，如燒火生熱，化學(xué)能通過燃燒轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能不會(huì)自發(fā)地重新轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。(2)能量在被利用的過程中，總存在一定的損失，不可能100%地被利用。四、能源的利用與開發(fā)1能源及其分類(1)概念：在一定條件下能夠提供可利用能量的物質(zhì)資源，都可以稱為能源。(2)分類：煤、石油、天然氣統(tǒng)稱為化石

3、能源。一次能源：直接取之于自然界，未經(jīng)人類加工轉(zhuǎn)換的能源，如煤、石油、天然氣、水能、風(fēng)能、生物能、海洋能等。一次能源按是否能夠再生，分為可再生能源(水能、風(fēng)能等)和不可再生能源(石油、煤等)。二次能源：從一次能源直接或間接轉(zhuǎn)化而來的能源。如：電能、氫能、焦炭等。2能源危機(jī)與環(huán)境保護(hù)(1)我國能源消耗以煤為主，約占能源消費(fèi)總量的75%，且能源使用效率低。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速增長和大眾文化生活水平的提高，能源消耗量將急劇增加，能源的需求和供應(yīng)的矛盾更為突出，能源短缺的現(xiàn)象更為嚴(yán)重。(2)能源的大量使用在給人類帶來文明和繁榮的同時(shí)，也給人類的生存環(huán)境帶來災(zāi)難。酸雨、溫室效應(yīng)、臭氧層的破壞、城市熱島效應(yīng)

4、、土壤酸性化、生態(tài)平衡的破壞等對人類已不再陌生。這些又帶來了海平面升高、暴雨和干旱增多等災(zāi)害，嚴(yán)重威脅著人類及各種生物的生存。3能源的開發(fā)(1)新能源：核能、太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能、生物能、氫能等?2)新能源儲量豐富、清潔而無污染，開發(fā)新能源，研究清潔能源是緩解當(dāng)前能源危機(jī)及保護(hù)和改善人類生存環(huán)境的有效措施。1自主思考判一判(1)當(dāng)一個(gè)物體的能量減少時(shí)，一定有其他物體的能量增多。()(2)做功越多，能量的轉(zhuǎn)化也越多。()(3)外力對物體不做功，這個(gè)物體就沒有能量。()(4)煤、石油、天然氣屬于常規(guī)能源。()(5)電能、焦炭、氫能屬于一次能源。()(6)冒起的煤煙和散開的炭灰可以重新合成

5、一堆煤炭。()2合作探究議一議(1) 一個(gè)叫丹尼斯李(Dennis Lee)的美國人在美國今日新聞周刊等全國性報(bào)刊上刊登大幅廣告，在全美各地表演，展示其號稱無需任何能源的發(fā)電機(jī)。圖461你認(rèn)為這種發(fā)電機(jī)能造出來嗎？提示：不能。能量守恒定律是自然界最普遍、最重要、最可靠的規(guī)律之一，物體間只能發(fā)生能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，但總能量不變，任何事物都不可能違背能量守恒定律。丹尼斯李發(fā)明的發(fā)電機(jī)不消耗其他能量而源源不斷地產(chǎn)生電能，違背了能量守恒，因此這種發(fā)電機(jī)不能制造出來。(2)圖462如圖462所示是我國能源結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)圖，請根據(jù)此圖數(shù)據(jù)完成下面兩個(gè)問題：總結(jié)出我國能源結(jié)構(gòu)或能源現(xiàn)狀的規(guī)律。試著提出解決這種現(xiàn)狀

6、的合理化建議。提示：我國的能源結(jié)構(gòu)主要以煤為主；我國的能源消耗中不可再生能源占據(jù)的比例過大，結(jié)構(gòu)不合理；我國能源消耗中可再生能源的比例過小。建議：節(jié)能降耗；開發(fā)新能源；開發(fā)可再生能源(如太陽能、風(fēng)能等)。能量守恒定律的應(yīng)用1適用范圍能量守恒定律是貫穿物理學(xué)的基本規(guī)律，是各種自然現(xiàn)象中普遍適用的一條規(guī)律。2表達(dá)式(1)E初E末，初狀態(tài)各種能量的總和等于末狀態(tài)各種能量的總和。(2)E增E減，增加的那些能量的增加量等于減少的那些能量的減少量。3應(yīng)用步驟(1)明確研究對象及研究過程。(2)明確該過程中，哪些形式的能量在變化。(3)確定參與轉(zhuǎn)化的能量中，哪些能量增加，哪些能量減少。(4)列出增加的能量和

7、減少的能量之間的守恒式(或初、末狀態(tài)能量相等的守恒式)。典例如圖463所示，一個(gè)粗細(xì)均勻的U形管內(nèi)裝有同種液體，液體質(zhì)量為m。在管口右端用蓋板A密閉，圖463兩邊液面高度差為h，U形管內(nèi)液體的總長度為4h，先拿去蓋板，液體開始運(yùn)動(dòng)，由于管壁的阻力作用，最終管內(nèi)液體停止運(yùn)動(dòng)，則該過程中產(chǎn)生的內(nèi)能為()A.mghB.mghC.mgh D.mgh審題指導(dǎo)(1)管內(nèi)液體至最終停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，液體的重力勢能減小了。(2)系統(tǒng)機(jī)械能的減少量等于系統(tǒng)內(nèi)能的改變量。解析去掉右側(cè)蓋板之后，液體向左側(cè)流動(dòng)，最終兩側(cè)液面相平，液體的重力勢能減少，減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。如圖所示，最終狀態(tài)可等效為右側(cè)h的液柱移到左側(cè)管

8、中，即增加的內(nèi)能等于該液柱減少的重力勢能，則Qmghmgh，故A正確。答案A利用能量轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移解題的兩點(diǎn)注意(1)能量既可通過做功的方式實(shí)現(xiàn)不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化，也可在同一物體的不同部分或不同物體間進(jìn)行轉(zhuǎn)移。(2)能量在轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移過程中，能量的總量保持不變。利用能量守恒定律解題的關(guān)鍵是正確分析有多少種能量變化，分析時(shí)避免出現(xiàn)遺漏。1(多選)行駛中的汽車制動(dòng)后滑行一段距離，最后停下；流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的火焰；降落傘在空中勻速下降；條形磁鐵在下落過程中穿過閉合線圈，線圈中產(chǎn)生電流。上述不同現(xiàn)象中所包含的相同的物理過程是()A物體克服阻力做功B物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量C物體的勢能轉(zhuǎn)

9、化為其他形式的能量D物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量解析：選AD這四個(gè)現(xiàn)象中物體運(yùn)動(dòng)過程中都受到阻力作用，汽車主要受摩擦阻力，流星、降落傘受空氣阻力，條形磁鐵下落受磁場阻力，因而物體都克服阻力做功，A正確。四個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)過程中，汽車是動(dòng)能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，流星、降落傘、條形磁鐵是重力勢能轉(zhuǎn)化成其他形式的能，總之機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能，D正確。2.如圖464所示，滑塊從A點(diǎn)由靜止開始沿曲面下滑，過O點(diǎn)后滑至右邊曲面B點(diǎn)時(shí)的速度恰好等于0，O點(diǎn)附近光滑，滑塊經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)不發(fā)生碰撞。若滑塊從B點(diǎn)以某一速度v沿原路徑往回滑，到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的速度也恰好為0。求A、B兩點(diǎn)間的高度差。(假設(shè)滑塊從A點(diǎn)到B點(diǎn)與從B

10、點(diǎn)到A點(diǎn)因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能相同)圖464解析：答案：對功能關(guān)系的理解1功與能量的轉(zhuǎn)化不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化是通過做功實(shí)現(xiàn)的。做功的過程就是各種形式的能量之間轉(zhuǎn)化(或轉(zhuǎn)移)的過程，且做了多少功，就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化(或轉(zhuǎn)移)。因此，功是能量轉(zhuǎn)化的量度。2功與能的關(guān)系由于功是能量轉(zhuǎn)化的量度，某種力做功往往與某一種具體形式的能量轉(zhuǎn)化相聯(lián)系，具體功能關(guān)系如下：功能的變化表達(dá)式重力做功正功重力勢能減少WGEp1Ep2負(fù)功重力勢能增加彈力做功正功彈性勢能減少W彈Ep1Ep2負(fù)功彈性勢能增加合力做功正功動(dòng)能增加W合Ek2Ek1負(fù)功動(dòng)能減少其他力做功正功機(jī)械能增加W他E2E1負(fù)功機(jī)械能減少注：其他力指的是重

11、力和系統(tǒng)內(nèi)彈力之外的力。典例(多選)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(yùn)動(dòng)，升高h(yuǎn)，速度達(dá)到v，在這個(gè)過程中，設(shè)阻力恒為F阻。則下列表述正確的是()A恒力F對物體做的功等于物體機(jī)械能的增量，即Fhmv2mghB恒力F與阻力F阻對物體做的功等于物體機(jī)械能的增量，即(FF阻)hmv2mghC物體所受合力的功，等于物體機(jī)械能的增量，即(FF阻mg)hmv2mghD物體所受合力的功，等于物體動(dòng)能的增量，即(FF阻mg)hmv2解析本題中，施恒力F的物體是所述過程能量的總來源。加速運(yùn)動(dòng)過程終結(jié)時(shí)，物體的動(dòng)能、重力勢能均得到增加。除此之外，在所述過程中，因阻力的存在，還將有內(nèi)能產(chǎn)生，

12、其量值為F阻h，可見Fhmv2，同時(shí)，F(xiàn)hmv2mgh。選項(xiàng)B的含意為：物體所受除重力、彈簧彈力以外的力對物體做的功等于物體機(jī)械能的增量，這個(gè)結(jié)果，通常又稱之為功能原理。選項(xiàng)D為動(dòng)能定理的具體表述。雖說表述各有不同，但都是能量守恒的具體反映。答案BD應(yīng)用功能關(guān)系解題的關(guān)鍵應(yīng)用功能關(guān)系解題的關(guān)鍵是深刻理解不同功能關(guān)系的含義：(1)重力做功是物體重力勢能變化的原因，重力做多少功，重力勢能就減少多少；(2)彈力做功是彈簧彈性勢能變化的原因，彈力做多少功，彈性勢能就減少多少；(3)合力做功是物體動(dòng)能變化的原因，合力做多少功，動(dòng)能就增加多少；(4)除重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力之外的其他力做功是機(jī)械能變化的原因，其

13、他力做多少功，機(jī)械能就增加多少。1.一個(gè)盛水袋，某人從側(cè)面緩慢推裝液體的袋壁使它變形至如圖465所示位置，則此過程中袋和液體的重心將()圖465A逐漸升高B逐漸降低C先降低再升高D始終不變解析：選A人對液體做正功，液體的機(jī)械能增加，液體緩慢移動(dòng)可以認(rèn)為動(dòng)能不變，重力勢能增加，重心升高，A正確。2(多選)一質(zhì)量為m的物體，在距地面高h(yuǎn)處以g的加速度由靜止豎直下落到地面，下列說法中正確的是()A物體的重力勢能減少mghB物體的機(jī)械能減少mghC物體的動(dòng)能增加mghD物體的重力做的功為mgh解析：選BCD物體從高h(yuǎn)處落到地面的過程中，重力做的功為mgh，重力勢能減少mgh，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，D正確；物體的

14、加速度為g，故合外力為mg，合外力做的功為mgh，根據(jù)動(dòng)能定理，物體的動(dòng)能增加mgh，選項(xiàng)C正確；物體的重力勢能減少mgh，動(dòng)能增加mgh，故機(jī)械能減少了mgh，選項(xiàng)B正確。摩擦力做功與能量的關(guān)系典例如圖466所示，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)水平傳送帶以速度v勻速傳動(dòng)，一質(zhì)量為m的小木塊由靜止輕放在傳送帶上。若小木塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，當(dāng)小木塊與傳送帶相對靜止時(shí)，求：圖466(1)小木塊的位移。(2)傳送帶轉(zhuǎn)過的路程。(3)小木塊獲得的動(dòng)能。(4)摩擦過程產(chǎn)生的熱量。(5)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳送帶勻速轉(zhuǎn)動(dòng)輸出的總能量。解析小木塊剛放上傳送帶時(shí)，速度為0，受到傳送帶的滑動(dòng)摩擦力作用，做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，達(dá)到與傳送

15、帶相同的速度后不再受摩擦力。整個(gè)過程中小木塊獲得一定的動(dòng)能，系統(tǒng)內(nèi)因摩擦產(chǎn)生一定的熱量。(1)對小木塊，相對滑動(dòng)時(shí)，由mgma，得ag，由vat，得小木塊與傳送帶相對靜止時(shí)所用的時(shí)間t，則小木塊的位移lat2。(2)傳送帶始終勻速運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)過的路程svt。(3)小木塊獲得的動(dòng)能Ekmv2。(4)摩擦過程產(chǎn)生的熱量Qmg(sl)mv2。(5)由能的轉(zhuǎn)化與守恒得，電動(dòng)機(jī)輸出的總能量轉(zhuǎn)化為小木塊的動(dòng)能與摩擦產(chǎn)生的熱量，所以E總EkQmv2。答案(1)(2)(3)mv2(4)mv2(5)mv21摩擦力做功特點(diǎn)(1)無論是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力，它們都可以做負(fù)功或做正功，也可以不做功。(2)互為作用力和反

16、作用力的一對靜摩擦力所做的總功為零；而互為作用力和反作用力的一對滑動(dòng)摩擦力所做的總功一定為負(fù)值。2因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能的計(jì)算QFfx相，其中Ff指滑動(dòng)摩擦力的大小，x相指發(fā)生摩擦的物體間的相對位移的大小。1如圖467所示，一滑塊從 h高處的a點(diǎn)沿傾斜軌道ab滑入水平軌道bc，滑塊與軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同?；瑝K在a、c兩點(diǎn)時(shí)的速度大小均為v，ab與bc長度相等。已知重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，忽略在連接處b點(diǎn)的能量損失。則滑塊從a 到c 的運(yùn)動(dòng)過程中()圖467A在ab段的加速度大于在bc段的加速度B在ab段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間大于在bc段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間C在ab段損失的機(jī)械能大于在bc段損失的機(jī)械能D經(jīng)過b

17、點(diǎn)時(shí)的速度大于 解析：選D滑塊從a到b、從b到c過程，由運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系得x，由于ab與bc的x相等，可得滑塊在ab段的加速度等于在bc段的加速度，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由公式xt，可得滑塊在ab段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間等于在bc段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；滑塊克服摩擦力做的功等于滑塊機(jī)械能的損失，設(shè)ab段的傾角為，滑塊在ab段克服摩擦力做的功為W1mgxcos ，滑塊在bc段克服摩擦力做的功為W2mgx，可見W1W2，故滑塊在ab段損失的機(jī)械能小于在bc段損失的機(jī)械能，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；滑塊在ab段損失的機(jī)械能E1mghmv2mvb2，在bc段損失的機(jī)械能E2mvb2mv2，由于E1E2，則有mghmv2mvb2，選項(xiàng)D正確。

18、2足夠長的傳送帶以速度v勻速傳動(dòng)，一質(zhì)量為m的小物體A由靜止輕放于傳送帶上，若小物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，如圖468所示，當(dāng)物體與傳送帶相對靜止時(shí)，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的能量為()圖468Amv2 B2mv2C.mv2 D.mv2解析：選D物體A被放于傳送帶上即做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度ag，勻加速過程前進(jìn)的距離x1。該時(shí)間內(nèi)傳送帶前進(jìn)的距離x2vtv。所以物體相對傳送帶滑動(dòng)距離xx2x1。故產(chǎn)生的內(nèi)能Qmgxmgmv2，D正確。3如圖469所示，在光滑水平地面上放置質(zhì)量M2 kg的長木板，木板上表面與固定的光滑弧面相切。一質(zhì)量m1 kg的小滑塊自弧面上高h(yuǎn)處由靜止自由滑下，在木板上滑行t1 s后，

19、滑塊和木塊以共同速度v1 m/s勻速運(yùn)動(dòng)，g取10 m/s2。求：圖469(1)滑塊與木塊間的摩擦力大小Ff；(2)滑塊下滑的高度h；(3)滑塊與木板相對滑動(dòng)過程中產(chǎn)生的熱量Q。解析：(1)對木板：FfMa1由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，有va1t，解得Ff2 N。(2)對滑塊：Ffma2設(shè)滑塊滑上木板時(shí)的速度是v0，則vv0a2t，v03 m/s。由機(jī)械能守恒定律有mghmv02，h m0.45 m。(3)根據(jù)功能關(guān)系有：Qmv02(Mm)v2132 J(12)12 J3 J答案：(1)2 N(2)0.45 m(3)3 J1一個(gè)物體沿粗糙斜面勻速滑下，則下列說法中正確的是()A物體機(jī)械能不變，內(nèi)能不變B物體

20、機(jī)械能減少，內(nèi)能不變C物體機(jī)械能減少，內(nèi)能增加，機(jī)械能與內(nèi)能總量減少D物體機(jī)械能減少，內(nèi)能增加，機(jī)械能與內(nèi)能總量不變解析：選D物體沿粗糙斜面勻速滑下，由于摩擦，內(nèi)能增加，機(jī)械能減少，由能量守恒可知，機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，但機(jī)械能和內(nèi)能的總量不變。故A、B、C錯(cuò)誤，D正確。2在今年上海的某活動(dòng)中引入了全國首個(gè)戶外風(fēng)洞飛行體驗(yàn)裝置，體驗(yàn)者在風(fēng)力作用下漂浮在半空。若減小風(fēng)力，體驗(yàn)者在加速下落過程中()A失重且機(jī)械能增加B失重且機(jī)械能減少C超重且機(jī)械能增加D超重且機(jī)械能減少解析：選B據(jù)題意，體驗(yàn)者漂浮時(shí)受到的重力和風(fēng)力平衡；在加速下降過程中，風(fēng)力小于重力，即重力對體驗(yàn)者做正功，風(fēng)力做負(fù)功，體驗(yàn)者的機(jī)械能減

21、??；加速下降過程中，加速度方向向下，體驗(yàn)者處于失重狀態(tài)，故選項(xiàng)B正確。3一質(zhì)量均勻、不可伸長的繩索，重為G，A、B兩端固定在天花板上，現(xiàn)在最低點(diǎn)C處施加一豎直向下的力，將最低點(diǎn)緩慢拉至D點(diǎn)，在此過程中，繩的重心位置()圖1A逐漸升高B逐漸降低C先降低后升高 D始終不變解析：選A外力對繩索做正功，繩索的機(jī)械能增加，由于繩索的動(dòng)能不變，增加的必是重力勢能，重力勢能增加是重心升高的結(jié)果，故A正確。4(多選)在最近幾年的空調(diào)市場上出現(xiàn)一個(gè)新寵變頻空調(diào)，據(jù)專家介紹變頻空調(diào)比定頻的要節(jié)能，因?yàn)槎l空調(diào)開機(jī)時(shí)就等同于汽車啟動(dòng)時(shí)，很耗能，是正常運(yùn)行的57倍。空調(diào)在工作時(shí)達(dá)到設(shè)定溫度就停機(jī)，等溫度高了再繼續(xù)啟動(dòng)

22、。這樣的頻繁啟動(dòng)，耗電多，而變頻空調(diào)啟動(dòng)時(shí)有一個(gè)由低到高的過程，而運(yùn)行過程是自動(dòng)變速來保持室內(nèi)溫度，從開機(jī)到關(guān)機(jī)中間不停機(jī)。而是達(dá)到設(shè)定溫度后就降到最小功率運(yùn)行，所以比較省電。閱讀上述介紹后，探究以下說法中合理的是()A變頻空調(diào)節(jié)能，運(yùn)行中不遵守能量守恒定律B變頻空調(diào)運(yùn)行中做功少，轉(zhuǎn)化能量多C變頻空調(diào)在同樣工作條件下運(yùn)行效率高，省電D變頻空調(diào)與定頻空調(diào)做同樣功時(shí)，消耗同樣電能解析：選CD自然界的一切過程都遵守能量守恒定律，A錯(cuò)。功是能量轉(zhuǎn)化的量度，做同樣功，消耗同樣電能，B錯(cuò)、D對。由變頻空調(diào)的工作特點(diǎn)可知省電的原理是效率高，C對。5. (多選)如圖2所示是流星在夜空中發(fā)出明亮的光焰。此時(shí)會(huì)有

23、人在內(nèi)心里許下一個(gè)美好的愿望。有些流星是外太空物體被地球強(qiáng)大引力吸引墜落到地面的過程中同空氣發(fā)生劇烈摩擦造成的。下列相關(guān)說法正確的是()圖2A流星同空氣摩擦?xí)r部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B引力對流星做正功則其動(dòng)能增加，機(jī)械能守恒C當(dāng)流星的速度方向與空氣阻力和重力的合力不在同一直線上時(shí)，流星做曲線運(yùn)動(dòng)D流星物體進(jìn)入大氣層后做斜拋運(yùn)動(dòng)解析：選AC流星同空氣摩擦?xí)r部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，A正確；引力對流星做正功，除了重力之外還有其他力做功，機(jī)械能不守恒，B錯(cuò)誤；當(dāng)流星的速度方向與空氣阻力和重力的合力不在同一直線上時(shí)，流星做曲線運(yùn)動(dòng)，C正確，D錯(cuò)誤。6(多選)懸崖跳水是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的極限運(yùn)動(dòng)，需要運(yùn)動(dòng)員具有非

24、凡的膽量和過硬的技術(shù)。跳水運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入水中后受到水的阻力而做減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員剛?cè)胨畷r(shí)的速度為v，水對他的阻力大小恒為F，那么在他減速下降深度為h的過程中，下列說法正確的是(g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?()A他的動(dòng)能減少了(Fmg)hB他的重力勢能減少了mghmv2C他的機(jī)械能減少了FhD他的機(jī)械能減少了mgh解析：選AC在進(jìn)入水中的過程中，由動(dòng)能定理，mghFhEkEk，所以動(dòng)能的減少量為EkEk(Fmg)h，故A正確；重力勢能的減少量等于重力所做的功，即mgh，故B錯(cuò)誤；克服阻力所做的功等于機(jī)械能的減少量，即等于Fh，故C正確，D錯(cuò)誤。7如圖3所示是某類潮汐發(fā)電示意圖。漲潮時(shí)開閘，水由通

25、道進(jìn)入海灣水庫蓄水，待水面升至最高點(diǎn)時(shí)關(guān)閉閘門(如圖甲)，落潮時(shí)，開閘放水發(fā)電(如圖乙)。設(shè)海灣水庫面積為5.0108 m2，平均潮差為3.0 m，一天漲落潮兩次，發(fā)電機(jī)的平均能量轉(zhuǎn)化效率為10%，則一天內(nèi)發(fā)電的平均功率約為(海水1.0103 kg/m3，g取10 m/s2)()圖3A2.6104 kW B5.2104 kWC2.6105 kW D5.2105 kW解析：選B放水發(fā)電時(shí)，海水的重力勢能減少，其中10%轉(zhuǎn)化為電能。一天內(nèi)提供的重力勢能為Ep2mgh2Vgh21.01035.01083.0101.5 J4.51013 J，則一天內(nèi)發(fā)電的平均功率為P5.2104 kW。故選項(xiàng)B正確。

26、8(多選)一顆子彈以某一水平速度擊中了靜止在光滑水平面上的木塊，并從中穿出。對于這一過程，下列說法正確的是()A子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的機(jī)械能B子彈和木塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能的損失量等于系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量C子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的動(dòng)能與木塊增加的內(nèi)能之和D子彈減少的動(dòng)能等于木塊增加的動(dòng)能與子彈和木塊增加的內(nèi)能之和解析：選BD子彈射穿木塊的過程中，由于相互間摩擦力的作用使得子彈的動(dòng)能減少，木塊獲得動(dòng)能，同時(shí)產(chǎn)生熱量，且系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量在數(shù)值上等于系統(tǒng)機(jī)械能的損失。A選項(xiàng)沒考慮系統(tǒng)增加的內(nèi)能，C選項(xiàng)應(yīng)考慮的是系統(tǒng)(子彈、木塊)內(nèi)能的增加，C錯(cuò)。9(多選)在離水平地面h高處將一質(zhì)量為m的小球水平拋

27、出，在空中運(yùn)動(dòng)的過程中所受空氣阻力大小恒為f，落地時(shí)小球距拋出點(diǎn)的水平距離為x，速率為v，那么，在小球運(yùn)動(dòng)的過程中()A重力做功為mghB克服空氣阻力做的功為fC落地時(shí)，重力的瞬時(shí)功率為mgvD重力勢能和機(jī)械能都逐漸減少解析：選AD重力做功為WGmgh，A正確。空氣阻力做功與經(jīng)過的路程有關(guān)，而小球經(jīng)過的路程大于，故克服空氣阻力做的功大于f，B錯(cuò)誤。落地時(shí)，重力的瞬時(shí)功率為重力與沿重力方向的分速度的乘積，故落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率小于mgv，C錯(cuò)誤。重力做正功，重力勢能減少，空氣阻力做負(fù)功，機(jī)械能減少，D正確。10.如圖4所示，質(zhì)量為m的滑塊以一定初速度滑上傾角為的固定斜面，同時(shí)施加一沿斜面向上的恒

28、力Fmgsin ；已知滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)tan ，取出發(fā)點(diǎn)為參考點(diǎn)，能正確描述滑塊運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)過程中產(chǎn)生的熱量Q、滑塊動(dòng)能Ek、勢能Fp、機(jī)械能E隨時(shí)間t和位移x關(guān)系的是()圖4解析：選C根據(jù)滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)tan 可知，滑動(dòng)摩擦力等于重力沿斜面向下的分力。施加一沿斜面向上的恒力Fmgsin ，物體機(jī)械能保持不變，重力勢能隨位移x均勻增大，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。產(chǎn)生的熱量QFfx，隨位移均勻增大，滑塊動(dòng)能Ek隨位移x均勻減小，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。11.如圖5所示，繃緊的傳送帶與水平面的夾角30，皮帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下，始終保持v02 m/s的速率運(yùn)行。現(xiàn)把一質(zhì)量為m10 kg的工件(可看

29、為質(zhì)點(diǎn))輕輕放在皮帶的底端，經(jīng)時(shí)間1.9 s，工件被傳送到h1.5 m的高處，取g10 m/s2。求：圖5(1)工件與皮帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)電動(dòng)機(jī)由于傳送此工件多消耗的電能。解析：(1)由題意得，皮帶長為：L3 m，工件速度達(dá)到v0之前，從靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，位移為x1，有x1t1t1，假設(shè)工件最終取得了與傳送帶相同的速度，則達(dá)到v0之后工件將做勻速運(yùn)動(dòng)，有Lx1v0(tt1)，解得t10.8 s1.9 s，故工件最終取得與傳送帶相同的速度的假設(shè)正確。加速運(yùn)動(dòng)階段的加速度為a2.5 m/s2，在加速運(yùn)動(dòng)階段，根據(jù)牛頓第二定律，有mgcos mgsin ma，解得

30、。(2)在時(shí)間t1內(nèi)，傳送帶的位移為xv0t11.6 m，工件的位移為x1t1t10.8 m，所以在時(shí)間t1內(nèi)，工件相對傳送帶的位移xxx10.8 m，在時(shí)間t1內(nèi)，因摩擦而產(chǎn)生的熱量為Qmgcos x60 J，工件到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)獲得的動(dòng)能為Ekmv0220 J，工件增加的勢能為Epmgh150 J，所以電動(dòng)機(jī)由于傳送工件多消耗的電能為EQEkEp230 J。答案：(1)(2)230 J12風(fēng)力發(fā)電是一種環(huán)保的電能獲取方式。圖6為某風(fēng)力發(fā)電機(jī)外觀圖，現(xiàn)設(shè)計(jì)的每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率為40 kW。實(shí)驗(yàn)測得風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率約為20%，空氣的密度是1.29 kg/m3，當(dāng)?shù)厮斤L(fēng)速約為10 m/s。求風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片長度約為多少時(shí)才能滿足設(shè)計(jì)要求？圖6解析：設(shè)葉片長度為r，則葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的面積Sr2。取時(shí)間t內(nèi)作用到面積為S的葉片上的空氣流為研究對象，如圖所示。這部分空氣流的質(zhì)量mVSvt，空氣流的動(dòng)能Ekmv2，電功率Pr2v3，得r9.94 m。答案：9.94 m