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

4.3 能量的轉(zhuǎn)化與守恒課堂互動(dòng)三點(diǎn)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(cuò)誤說法從能量轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)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(yùn)動(dòng)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(gè)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(cuò)誤說法從能量守恒觀點(diǎn)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，與此同時(shí)，另一種形式的能發(fā)生了等量變化.物體從A點(diǎn)豎直落到B點(diǎn)，如果除重力外沒有其他外力做功，則以B點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn)，物體在B點(diǎn)的動(dòng)能就等于物體在A點(diǎn)的重力勢(shì)能，這里的“等于”表示一種形式的機(jī)械能（重力勢(shì)能）轉(zhuǎn)化成等量的另一種形式的機(jī)械能（動(dòng)能）. 【例1】 人將放在手中的鉛球沿水平方向推出，球在出手時(shí)具有的動(dòng)能是180 J，已知球原來是靜止的，求人在推球的過程中對(duì)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(jì)算問題.在對(duì)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(shí)球的能量就增加多少，由于球的動(dòng)能增加180 J，所以人對(duì)球做了180 J的功.溫馨提示 如果用功的計(jì)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(zhǎng)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(yùn)動(dòng)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(shí)生活的經(jīng)驗(yàn)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(jī)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)光，內(nèi)能轉(zhuǎn)化成光能.實(shí)驗(yàn)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(dòng)機(jī)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(dòng)”手表，不用上發(fā)條，也不用任何形式的電源，卻能一直走動(dòng)，說明能量可以憑空產(chǎn)生解析：永動(dòng)機(jī)是指不消耗或少消耗能量，而可以大量對(duì)外做功的裝置，違背了能量轉(zhuǎn)化和守恒定律.A錯(cuò).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)化成了別的能量，B錯(cuò).馬和其他動(dòng)物，包括人要運(yùn)動(dòng)，必須消耗能量，動(dòng)物的能量來源是食物中儲(chǔ)存的生物質(zhì)能，C正確.所謂的“全自動(dòng)”手表內(nèi)部是有能量轉(zhuǎn)化裝置的,D錯(cuò).答案：C各個(gè)擊破類題演練 1 如圖4-3-2所示，一根長(zhǎng)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(dòng)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(zhǎng)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<W2 D.無法確定圖4-3-2解析:兩種情況，桿的動(dòng)能沒有改變，桿都是從水平位置到豎直位置，桿的重力勢(shì)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(dòng)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(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量C物體的勢(shì)能轉(zhuǎn)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：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(dòng)后滑行一段距離，汽車克服阻力做功，機(jī)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(jī)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(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 答案：AD類題演練 2 一個(gè)物體沿粗糙斜面勻速滑下，則下列說法正確的是（ ）A.物體機(jī)械能不變，內(nèi)能也不變B.物體機(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)能總量不變答案:D變式提升 2 一質(zhì)量均勻、不可伸長(zhǎng)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(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4-3-3A.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(shì)能的變化進(jìn)行分析，外力對(duì)繩索做功，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(shì)能，重力勢(shì)能增加是重心升高的結(jié)果.答案：A6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375