高中物理 第四章 能量守恒與可持續(xù)發(fā)展 4.3 能量的轉(zhuǎn)化與守恒素材2 滬科版必修2

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1、 4.3 能量的轉(zhuǎn)化與守恒 課堂互動 三點剖析 一、“功是能量轉(zhuǎn)化的量度” 1．“功和能相互轉(zhuǎn)化”，這是一種錯誤說法 從能量轉(zhuǎn)化觀點來看，做功是能量轉(zhuǎn)化的一種方式.做功的過程就是能從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式的過程.在各種運動形式中，沒有功和能相互轉(zhuǎn)化，只存在各種不同形式的能互相轉(zhuǎn)化.在能的轉(zhuǎn)化過程中，功扮演著一個重要角色.不同形式的能之間相互轉(zhuǎn)化，做功是引起物體能量發(fā)生變化的原因，能量的變化反映了做功的效果. 2．“做了多少功，就轉(zhuǎn)化為多少能”，這又是一種錯誤說法 從能量守恒觀點來分析能量轉(zhuǎn)化的等量關(guān)系，不是多少功轉(zhuǎn)化為多少能的問題，而是做功的過程，一種形式的能發(fā)生了變化，與此

2、同時，另一種形式的能發(fā)生了等量變化.物體從A點豎直落到B點，如果除重力外沒有其他外力做功，則以B點為零勢能點，物體在B點的動能就等于物體在A點的重力勢能，這里的“等于”表示一種形式的機械能（重力勢能）轉(zhuǎn)化成等量的另一種形式的機械能（動能）. 【例1】 人將放在手中的鉛球沿水平方向推出，球在出手時具有的動能是180 J，已知球原來是靜止的，求人在推球的過程中對球做了多少功？ 解析:本題無法用功的定義來求解，可以用功和能的關(guān)系來解決功的計算問題. 在對鉛球做功的過程中，人做了多少功，人的能量就減少多少，同時球的能量就增加多少，由于球的動能增加180 J，所以人對球做了180 J的功.

3、 溫馨提示 如果用功的計算公式是解決不了的，在處理變力做功或根本不知力的情況下的做功問題，用這種方法相當(dāng)方便. 二、能量守恒定律 1.關(guān)于能量守恒定律 能量守恒定律是經(jīng)過人類的長期探索在19世紀(jì)確立的.恩格斯曾經(jīng)把這一定律稱為“偉大的運動基本規(guī)律”，認(rèn)為它的發(fā)現(xiàn)是19世紀(jì)連同細(xì)胞學(xué)說、達(dá)爾文的生物進(jìn)化論在內(nèi)的自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)之一. 2.各種形式能量的相互轉(zhuǎn)化 現(xiàn)實生活的經(jīng)驗告訴我們，各種形式的能量是可以相互轉(zhuǎn)化的.例如：在摩擦生熱的現(xiàn)象中，克服摩擦力做多少功，就有多少機械能轉(zhuǎn)化成等量的內(nèi)能；通過電流的導(dǎo)線變熱，電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能；燃料燃燒生熱，化學(xué)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能；灼熱的燈絲發(fā)

4、光，內(nèi)能轉(zhuǎn)化成光能.實驗證明，在這些轉(zhuǎn)化過程中，能量都是守恒的. 【例2】 下列說法正確的是（ ） A.隨著科技的發(fā)展，永動機是可以制成的 B.太陽照射到地球上的光能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空間的能量都消失了 C.“既要馬兒跑，又讓馬兒不吃草”違背了能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，因而是不可能的 D.有種“全自動”手表，不用上發(fā)條，也不用任何形式的電源，卻能一直走動，說明能量可以憑空產(chǎn)生 解析：永動機是指不消耗或少消耗能量，而可以大量對外做功的裝置，違背了能量轉(zhuǎn)化和守恒定律.A錯.太陽輻射大量的能量，地球只吸收了極少的一部分，但輻射到星際空間的能量也沒有消失，一定是轉(zhuǎn)化成了別

5、的能量，B錯.馬和其他動物，包括人要運動，必須消耗能量，動物的能量來源是食物中儲存的生物質(zhì)能，C正確.所謂的“全自動”手表內(nèi)部是有能量轉(zhuǎn)化裝置的,D錯. 答案：C 各個擊破 類題演練 1 如圖4-3-2所示，一根長桿AB水平地放在地面上，用力拉住桿的B端，使它緩慢地轉(zhuǎn)動直立起來，第一次用始終豎直向上的力F1，第二次用始終垂直于長桿的力F2，比較兩次拉桿的過程中，F(xiàn)1做的功W1與F2做的功W2間的大小關(guān)系是（ ） A.W1>W2 B.W1=W2 C.W1

6、析:兩種情況，桿的動能沒有改變，桿都是從水平位置到豎直位置，桿的重力勢能的增加量應(yīng)該相同，所以外力作用的功也應(yīng)該相同. 答案:B 變式提升 1 行駛中汽車制動后滑行一段距離后停下；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．上述不同現(xiàn)象所包含的相同的物理過程是 …（ ） A．物體克服阻力做功 B．物體的動能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量 C．物體的勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量 D．物體的機械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量 解析：本題考查功和能的關(guān)系，不同的物理現(xiàn)象可能存在著相同的物理過程，相似的物理現(xiàn)象也許遵循不同的物理規(guī)律.行駛中汽車制動后滑行一段距離，汽車克服阻力做功，

7、機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的火焰，流星克服阻力做功，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能、光能；降落傘在空中勻速下降，降落傘克服阻力做功，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能． 答案：AD 類題演練 2 一個物體沿粗糙斜面勻速滑下，則下列說法正確的是（ ） A.物體機械能不變，內(nèi)能也不變 B.物體機械能減少,內(nèi)能不變 C.物體機械能減少,內(nèi)能增加,機械能與內(nèi)能總量減少 D.物體機械能減少,內(nèi)能增加,機械能與內(nèi)能總量不變 答案:D 變式提升 2 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，如圖4-3-3所示.現(xiàn)在最低點C處施加一豎直向下的力，將最低點緩慢拉

8、至D點.在此過程中，繩的重心位置（ ） 圖4-3-3 A.逐漸升高 B.逐漸降低 C.先降低后升高 D.始終不變 解析：從外力做功引起繩索重力勢能的變化進(jìn)行分析，外力對繩索做功，繩索的機械能增加，由于繩索的動能不變，增加的必是重力勢能，重力勢能增加是重心升高的結(jié)果. 答案：A 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375