考点三 能量守恒定律及应用(高频31)
能量守恒定律及其应用
能量守恒定律及其应用能量守恒定律是自然界中一条重要的基本规律，它指出能量在任何物理过程中都是不会减少或增加的，只会从一种形式转化为另一种形式。
这一定律在物理学、化学、生物学等领域都有广泛的应用。
一、能量守恒定律的基本原理能量守恒定律的基本原理可以用以下公式表示：能量的总量等于能量的输入减去能量的输出。
换句话说，能量的输入等于能量的输出加上能量的转化。
在物理学中，能量可以分为多种形式，如机械能、热能、电能、化学能等。
这些形式的能量可以相互转化，但总能量保持不变。
例如，当我们把一个物体从高处放下时，它的机械能会转化为动能，当它撞击地面时，动能又会转化为热能和声能。
总的来说，能量的转化过程是相互联系的，但总能量保持不变。
二、能量守恒定律的应用1. 机械能守恒机械能守恒是能量守恒定律在机械运动中的应用。
在没有外力和摩擦力的情况下，一个物体的机械能保持不变。
这可以用以下公式表示：机械能的初始值等于机械能的末值。
例如，当我们把一个弹簧压缩到一定程度后松开，弹簧的弹性势能会转化为物体的动能，当物体到达最高点时，动能会转化为重力势能，然后重力势能又会转化为动能，使物体回到原来的位置。
整个过程中，机械能保持不变。
2. 热能守恒热能守恒是能量守恒定律在热学中的应用。
根据热能守恒定律，热量在系统内部的转移不会增加或减少系统的总热能。
这意味着，系统内部的热量转移可以从一个物体转移到另一个物体，但总的热能保持不变。
例如，在一个封闭的容器中，当我们把一个热水袋放入冷水中时，热水袋的热能会转移给冷水，使冷水的温度升高，而热水袋的温度会降低。
整个过程中，热能守恒定律保证了热量的转移不会改变系统的总热能。
3. 化学能守恒化学能守恒是能量守恒定律在化学反应中的应用。
在化学反应中，化学能会转化为其他形式的能量，如热能、电能等。
根据能量守恒定律，化学反应中的能量转化过程是相互关联的，总的能量保持不变。
例如，在燃烧过程中，燃料的化学能会转化为热能和光能。
能量守恒定律及其应用
能量守恒定律及其应用能量守恒定律是物理学中重要的基本定律之一，它指出在任何一个封闭的系统中，能量总是守恒的。
这意味着能量不会消失，也不会从系统中产生或消失，而只会在系统内部不同形式之间进行转化。
能量总是存在的，而我们所做的只是将其从一种形式转换为另一种形式。
我们通常将能量分为两类：势能和动能。
势能是能力做工作的能力，这种能量存在于物体内部或物体周围的场中。
动能是物体由于其运动而具有的能量，它是由于物体的速度和质量所决定的。
能量守恒定律在自然界中广泛应用。
例如，当一个物体从高处掉下来时，它潜在的势能将会被转换为动能。
这可以用一个简单的实验来演示。
我们可以将一个弹簧固定在墙上，再将一个小球连接在弹簧上方。
当我们释放小球时，它将会下落并撞击地面，此过程中小球的势能被转换为了动能。
能量守恒定律的应用不仅限于机械领域，在热力学中也有广泛的应用。
在热力学过程中，能量通常以热量和功的形式进行转换。
例如，在一个汽车发动机中，液体燃料的化学能被转换为热能和机械能。
这种转换过程涉及到许多物理和化学方面的知识，这里不再详细阐述。
能量守恒定律在电学中也有着重要的应用。
当电流通过一个电阻时，能量被耗散成热量。
这是因为电子在通过电阻的过程中会受到电阻的阻碍，从而产生热量。
在太阳能电池中，太阳能被转换成电能，这可以通过将太阳能转换成直流电来实现。
能量守恒定律还在化学领域中发挥着重要作用。
例如，在化学反应中发生的能量转换可以帮助我们理解反应机理。
在一个化学反应中，吸收的能量常常用于破坏反应物子，从而促进反应的发生。
与此相反，从反应产物中释放出的能量则用于构建新的分子。
总之，能量守恒定律是物理学中一个基本的定律，它可以帮助我们理解许多自然过程中的现象。
无论我们在哪一个领域中操作，理解能量守恒定律都是非常重要的。
只有在遵守这个定律的前提下，我们才能更好地理解宇宙的运作方式。
能量守恒定律及其应用领域
能量守恒定律及其应用领域能量守恒定律是物理学中关键的基本定律之一，它描述了在封闭系统内能量的守恒性质。
能量守恒定律是自然界中普遍存在的基本规律，贯穿了各个物理学领域。
本文将详细介绍能量守恒定律的意义及其在不同应用领域中的实际运用。
首先，让我们来了解一下能量守恒定律的基本原理。
能量守恒定律指出，在一个封闭系统内，能量既不会被创造也不会被毁灭，它只会从一种形式转换为另一种形式。
总能量的量在任何给定时刻都是不变的。
根据这个定律，我们可以对各种物理过程进行能量分析和计算。
能量守恒定律的应用领域非常广泛，下面我们将探讨其中的几个重要领域。
首先是机械能守恒。
机械能守恒是能量守恒定律的一个重要应用。
根据机械能守恒定律，一个封闭系统中的机械能在没有外界作用力的情况下保持恒定。
机械能由动能和势能组成，可以相互转换。
例如，当一个物体从高处自由落下时，它的势能逐渐转化为动能，同时满足总机械能守恒。
这个原理在机械工程中得到广泛应用，如滚动和碰撞运动的分析，以及工程设计中的能量转换和传递。
其次是热能守恒。
热能守恒定律是能量守恒定律在热力学领域的应用。
它指出在一个孤立系统中，热量的总量保持不变。
根据热能守恒定律，热量可以从一个物体传递到另一个物体，但总的热量不会改变。
这个定律在热力学过程分析、能源利用和环境保护中起着至关重要的作用。
例如，在能源行业中，我们可以利用热能守恒定律来设计更高效的能源转换系统，减少能量的浪费和环境污染。
第三是电能守恒。
电能守恒定律是能量守恒定律在电学领域的应用。
根据电能守恒定律，一个封闭电路中的总电能保持不变。
在电路中，电能可以从电源转移到电阻、电容和电感等元件中，并通过电路中的电流进行能量传递。
电能守恒定律在电路分析和电力系统设计中起着重要的作用，帮助我们更好地理解电能转换和利用的过程。
最后，我们来看一下能量守恒定律在化学领域的应用。
化学反应中的能量守恒定律告诉我们，在一个封闭系统内，化学反应前后的总能量保持不变。
能量守恒定律及其应用
能量守恒定律及其应用能量是我们日常生活中十分常见的概念，它贯穿了人们的生活方方面面。
为了更好地理解和应用能量，科学家们提出了能量守恒定律。
本文将围绕着这个主题展开讨论。
能量守恒定律是物理学中的基本定律之一，它表明在一个系统中，能量的总量保持不变。
即使在不同形式的能量之间转化的过程中，能量的总量仍然保持恒定。
这个定律被广泛应用于各种领域。
接下来，我们将通过几个实例来说明能量守恒定律的应用。
首先，考虑一个摆钟，摆钟的能量转化过程可以很好地说明能量守恒定律。
当摆钟的重锤被提起时，将会具有一定的重力势能。
当重锤释放时，势能将会转化为动能。
当摆锤运动到最高点时，动能转化为势能。
整个过程中，势能和动能的转化相互平衡，遵循能量守恒定律。
其次，能量守恒定律也可以应用于热力学系统中。
考虑一个封闭的容器，容器中装有高温的水，水的热能将会转化为水蒸汽的动能。
当水蒸汽冷却后，动能将会转化为热能，使周围环境升温。
在这个过程中，热能和动能的转化保持平衡，符合能量守恒定律。
此外，能量守恒定律还可以应用于化学反应中。
化学反应是能量转化的一个典型例子。
例如，当氢气和氧气反应生成水时，化学键重新排列，原子和分子之间的相互作用能发生改变。
反应之前的化学能和势能将转化为反应后的化学能和势能，能量守恒定律在这个化学反应中得到了验证。
总结起来，能量守恒定律是一个普遍性的定律，适用于各个领域。
它帮助我们更好地理解能量转化的规律，并可以用来解释许多现象。
通过应用能量守恒定律，我们可以预测和控制能量的转化，为工程设计和科学研究提供便利。
然而，尽管能量守恒定律在很多情况下是成立的，但在某些特殊情况下，它可能不适用。
例如，在相对论物理的领域，质量和能量之间的关系可以通过爱因斯坦的质能方程E=mc²来解释，这个方程表明质量可以转化为能量，而能量也可以转化为质量。
因此，相对论领域中的能量转化并不符合传统的能量守恒定律。
综上所述，能量守恒定律是一个重要的定律，它是我们理解和应用能量转化的基础。
高考物理能量守恒知识点总结
高考物理能量守恒知识点总结在高考物理中，能量守恒定律是一个极其重要的知识点，贯穿了力学、热学、电学等多个领域。
理解并熟练运用能量守恒定律，对于解决物理问题至关重要。
一、能量守恒定律的基本概念能量守恒定律指出：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
这意味着，在一个封闭的系统中，无论发生何种物理过程，系统内的总能量始终保持恒定。
二、常见的能量形式1、机械能机械能包括动能、重力势能和弹性势能。
动能：物体由于运动而具有的能量，其大小与物体的质量和速度有关，公式为＄E_k ＝＼frac{1}｛2}mv^2$ ，其中＄m$ 是物体的质量，＄v$ 是物体的速度。
重力势能：物体由于被举高而具有的能量，其大小与物体的质量、高度以及重力加速度有关，公式为＄E_p ＝ mgh$ ，其中＄h$ 是物体相对于参考平面的高度。
弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量，其大小与形变程度有关。
2、内能内能是物体内部分子热运动的动能和分子势能的总和。
改变物体内能的方式有做功和热传递。
3、电能电能是电流通过导体时所具有的能量，与电流、电压和时间有关，公式为＄W ＝ UIt$ ，其中＄U$ 是电压，＄I$ 是电流，＄t$ 是时间。
4、化学能化学能是物质发生化学反应时所释放或吸收的能量，例如燃料的燃烧。
5、光能光能是由光子携带的能量，例如太阳能。
三、能量守恒定律的应用1、机械能守恒定律在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
例如，自由落体运动中，物体的重力势能不断转化为动能，但机械能总量不变。
2、功能关系（1）重力做功等于重力势能的减少量，即＄W_G ＝＼DeltaE_p$ 。
（2）弹力做功等于弹性势能的减少量，即＄W_{弹} ＝＼DeltaE_{弹}＄。
（3）合力做功等于动能的变化量，即＄W_{合} ＝＼Delta E_k$ 。
力学能量守恒定律的应用
力学能量守恒定律的应用力学能量守恒定律是物理学中的基本原理之一，它告诉我们在一个封闭系统中，能量既不能被创造，也不能被毁灭，只能从一种形式转化成另一种形式。
这一定律在生活中有着广泛的应用，从基础的机械能转化到复杂的能源管理体系，都离不开能量守恒定律的指导。
首先，让我们来看一个简单的例子：弹簧上系着一个质量为m的小球。
当小球从弹簧的自然长度位置开始下落时，它具有势能和动能。
势能可以通过球的下降高度h和重力加速度g来计算，即Ep=mgh，其中g为重力加速度。
动能可以通过球的速度v和质量m来计算，即Ek=1/2mv²。
根据能量守恒定律，小球下落的过程中，势能减少，而动能增加。
当小球下落到弹簧的最低位置时，势能达到最小值，而动能达到最大值。
随后，小球依靠弹簧的弹力逐渐反弹，动能转化为势能。
在整个过程中，能量总和保持不变。
这个例子展示了力学能量守恒定律在简单的机械系统中的应用。
然而，它的应用远不止于此。
在复杂的能源管理系统中，能量守恒定律帮助我们优化能源利用，提高能源效率。
比如，考虑一个电动汽车的充电过程。
当我们将电动汽车插入电源充电时，电能被转化为电动汽车内部的化学能。
这一过程中，能量守恒定律保证了能量从电源中流入电动汽车，并存储为电能。
随后，当我们驾驶电动汽车行驶时，电能又被转化为机械能，推动车辆运动。
在整个能量转化过程中，能量总和保持不变。
能量守恒定律的应用还可以延伸到其他领域。
在建筑工程中，我们经常会用到机械能转化为热能的原理。
比如，中央空调系统中的冷凝水位于高处，这样可以利用重力将其输送到低处，通过自由落体运动产生机械能。
然后，我们可以将这种机械能转化为热能，用于供暖或加热水。
这种方式既节约了能源，又提高了系统效率，符合能量守恒定律的要求。
除了应用于实际系统，能量守恒定律在科学研究中也发挥着重要作用。
许多物理实验都利用能量守恒定律来分析和验证理论。
例如，在静电力学实验中，我们可以观察到电荷在不同距离下具有不同势能的现象。
能量守恒定律的实际应用
能量守恒定律的实际应用能量守恒定律是物理学中的基本法则之一，它指出能量在封闭系统中不会被创造或销毁，只会从一种形式转化为另一种形式。
这个法则在自然界和科学技术中有着广泛的应用。
本文将探讨能量守恒定律在不同领域的实际应用。
一、能量守恒定律在机械领域的应用机械领域是能量守恒定律应用最广泛的领域之一。
例如，当我们观察一个摆锤摆动的过程时，能量守恒定律可以帮助我们理解其中的转化过程。
在摆锤最高点和最低点，动能和势能会发生转化。
当摆锤到达最高点时，动能最低，而势能最高；当摆锤到达最低点时，动能最高，而势能最低。
这种动能和势能之间的转化过程正是能量守恒定律的体现。
除了摆锤，其他常见的机械运动也可以应用能量守恒定律，如自行车运动。
当我们踩脚蹬时，人体的化学能转化为机械能，推动自行车前进。
能量守恒定律告诉我们，只要没有其他能量转化或损失，自行车的机械能将始终保持一定。
二、能量守恒定律在热学领域的应用能量守恒定律在热学领域也有着重要的应用。
例如，在热力学系统中，热能可以通过传导、对流和辐射的方式传递。
根据能量守恒定律，热能总量在系统内是守恒的。
这使得我们可以计算系统的能量转化率和热效率。
另一个热学领域中的应用是热力发电厂。
在这些厂中，燃烧化石燃料产生热能，热能转化为蒸汽推动涡轮机，进而产生电能。
能量守恒定律指导着整个过程，确保热能的转化是高效的。
三、能量守恒定律在化学领域的应用在化学反应中，能量守恒定律也得到了应用。
化学反应过程中，化学键的形成和断裂会导致能量的转化。
根据能量守恒定律，化学反应前后总能量保持不变。
这使得我们能够计算和预测化学反应的能量变化。
一个常见的例子是燃烧反应。
在燃烧过程中，物质与氧气反应释放出热能。
能量守恒定律告诉我们，燃烧过程中释放的热能必须等于反应物质和氧气化学键断裂和形成所需要吸收的能量。
四、能量守恒定律在生命科学领域的应用能量守恒定律在生命科学领域也有广泛应用。
例如，生物体内的新陈代谢过程需要能量输入和输出。
能量守恒定律及其应用
能量守恒定律及其应用能量守恒定律是物理学中一个重要的基本定律，它揭示了能量的转化与守恒的关系。
能量是物质和物理系统运动的基本属性，它可以存在于多种形式，如机械能、热能、电能、化学能等。
能量守恒定律指出，在一个孤立系统内，能量的总量是不变的，能量只能从一种形式转化为另一种形式，但总能量保持不变。
本文将探讨能量守恒定律的原理及其在实际应用中的重要性。
一、能量守恒定律的原理能量守恒定律的原理可以通过对能量的转化过程进行考察而得到。
当一个孤立系统内不存在物质的输入和输出时，能量只能在系统内部进行转化。
假设该系统中存在两种形式的能量，分别是能量1和能量2，它们能够相互转化。
根据能量守恒定律，能量1和能量2的总量在转化前后保持不变，即能量守恒。
在实际物理过程中，能量转化可以通过能量的转移和转化来实现。
能量的转移是指能量从一个物体传递到另一个物体的过程，例如热传导、辐射传播等；能量的转化是指能量从一种形式转化为另一种形式的过程，例如机械能转化为热能、电能转化为光能等。
这些能量的转移和转化过程都符合能量守恒定律。
二、能量守恒定律的应用能量守恒定律在物理学中有着广泛的应用，涵盖了多个领域。
下面将介绍一些常见的应用。
1. 机械能的守恒机械能是物体的动能和势能的总和，根据能量守恒定律，一个物体在自由下落的过程中，其机械能始终保持不变。
这个原理常被应用于物理实验中，如小球自由落体实验、滑坡实验等。
2. 热能的守恒能量守恒定律揭示了热能的守恒原理。
在封闭系统中，热能的总量不会改变，热能只能从一个物体传递到另一个物体，或者转化为其他形式的能量。
这个原理被广泛应用于能源利用和传热方面的研究。
3. 化学能的转化能量守恒定律也适用于化学过程中的能量转化。
例如，燃烧过程中，化学能转化为热能和光能；电化学反应中，化学能转化为电能；光合作用中，光能转化为化学能。
这些转化的过程都能够通过能量守恒定律的应用得以解释和验证。
4. 能源管理与可持续发展能源在社会生产和人类生活中起着重要作用。
能量守恒定律的应用
能量守恒定律的应用能量守恒定律是物理学中重要的基本定律之一，它表明在一个封闭系统中，能量的总量保持不变。
本文将探讨能量守恒定律的应用，并针对不同领域中的具体例子进行介绍。
一、能量守恒定律简介能量守恒定律是指在一个封闭系统中，能量的总量保持不变。
根据该定律，能量可以从一种形式转化为另一种形式，但总能量保持恒定。
这是自然界普遍适用的规律，在各个物理过程中都有着重要的应用。
二、热学领域中的能量守恒定律应用热学领域是能量守恒定律应用最为广泛的领域之一。
在热力学过程中，能量的转化和传递是基于能量守恒定律的。
例如，在热机中，能量从燃料的化学能转化为机械能，同时也有一部分能量以热量的形式散失；在热力学循环中，能量的输入和输出也必须满足能量守恒定律。
三、机械领域中的能量守恒定律应用在机械领域中，能量守恒定律同样起着重要的作用。
例如，在弹性碰撞中，动能和势能之间的转化满足能量守恒定律；在机械系统的运动过程中，重力势能和动能的转化也符合能量守恒定律。
四、电磁领域中的能量守恒定律应用在电磁领域中，能量守恒定律同样适用。
例如，在电路中，电能的转化和传输需要满足能量守恒定律；在电磁波传播过程中，电能和磁能的相互转化也符合能量守恒定律。
五、能量守恒定律在能源利用中的应用能源利用是能量守恒定律应用的一个重要领域。
根据能量守恒定律，能源的转化和利用应该尽量减少能量的损失和浪费。
例如，在能源发电中，可以通过技术手段提高能源的转化效率，减少热能和其他形式能量的损失；在能源利用中，可以通过节能措施减少能源的浪费，实现更加高效的能源利用。
六、能量守恒定律在环境保护中的应用能量守恒定律对环境保护同样具有重要的意义。
通过合理利用能量，可以减少能源的消耗，从而降低对环境的影响。
例如，在建筑设计中，可以采用节能建筑材料和技术，减少能源的消耗；在生活中，我们也可以通过合理使用电器、减少不必要的能源消耗，对环境进行保护。
综上所述，能量守恒定律在各个领域中都有着重要的应用。
知识点能量守恒定律
知识点能量守恒定律知识点：能量守恒定律能量守恒定律是物理学中的一项基本定律，也是能量领域里的重要概念。
它表明在封闭系统内，能量的总量保持不变。
本文将详细介绍能量守恒定律的定义、原理以及应用。
1. 能量守恒定律的定义能量守恒定律是指在一个孤立系统中，能量既不会凭空产生，也不会消失，只会由一种形式转换为另一种形式。
这意味着总能量守恒。
2. 能量守恒定律的原理能量守恒定律基于能量的转化与转移原理。
根据热力学第一定律，能量可以从系统中进入或离开，这可能是通过热传导、热辐射、物质的传递或做功来实现的。
无论能量是以什么形式进入或离开系统，其总量必须保持不变。
3. 能量守恒定律的应用能量守恒定律在物理学和工程领域有广泛的应用。
以下是几个常见的应用示例：3.1 热力学系统中的能量守恒在热力学中，能量守恒定律可以用来解释热传导、热辐射和热对流现象。
根据能量守恒定律，热能可以从一个物体传递到另一个物体，导致能量转化或转移。
3.2 机械系统中的能量守恒在机械系统中，能量守恒定律可以应用于机械能的转化。
例如，当一个物体在重力场中自由下落时，其势能会转化为动能；同样，当一个物体被弹性力拉伸或压缩时，弹性势能会转化为动能。
3.3 化学反应中的能量守恒在化学反应中，能量守恒定律可以用来分析反应过程中的能量转化。
例如，当燃料燃烧时，化学能转化为热能和光能。
3.4 核反应中的能量守恒在核反应中，能量守恒定律可以用来解释核能的转化。
核裂变和核聚变过程中，核能被转化为热能或其他形式的能量。
4. 能量守恒定律的意义和影响能量守恒定律的重要性不仅体现在理论上，也在实际应用中。
它为科学家和工程师提供了一个基本的原则，帮助他们理解和预测物理系统中的能量变化。
通过应用能量守恒定律，我们可以更好地设计和优化各种工艺和设备，以提高能源利用效率。
总结：能量守恒定律是一个基本的物理定律，它指出在封闭系统中，能量的总量始终保持不变。
无论能量是以何种形式转化或转移，总能量守恒是不变的。
能量守恒定律是什么 有哪些应用
能量守恒定律是什么有哪些应用
能量既不会凭空产生也不会凭空消失，它只会从一个物体转移到另一个物体，或者从一种形式转化为另一种形式，而在转化或转移的过程中，能量总量保持不变。
能量守恒定律是什么有哪些应用
1能量守恒定律
能量守恒定律是自然界普遍的基本定律之一。
一般表述为：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其它物体，而能量的总量保持不变。
也可以表述为：一个系统的总能量的改变只能等于传入或者传出该系统的能量的多少。
总能量为系统的机械能、内能（热能）及除机械能和内能以外的任何形式能量的总和。
如果一个系统处于孤立环境，即不可能有能量或质量传入或传出系统。
对于此情形，能量守恒定律表述为：“孤立系统的总能量保持不变。
”
能量守恒定律发现于19世纪40年代，它是在5个国家、由各种不同职业的10余位科学家从不同侧面各自独立发现的。
其中迈尔、焦耳、亥姆霍兹是主要贡献者。
是自然科学中最
基本的定律之一，它科学地阐明了运动不灭的观点。
2能量守恒定律在生活中的应用
发电机与电动机工作中的能量守恒定律
发电机与电动机，从能量转换上说是两个相反的概念。
发电机是将机械能或其它形式的能转化成电能，最常用的是利用热能、水能等推动发电机转子来发电，经输电、配电网络送往各种用电场合，而电动机又名马达，是将电能或其他形式的能量转化为机械能，用来驱动其他装置的电气设备。
物理知识点能量守恒定律的应用和计算
物理知识点能量守恒定律的应用和计算物理知识点：能量守恒定律的应用和计算能量守恒定律是物理学中一个基本的定律，它描述了一个封闭系统的能量不会增加或减少，而是会转化为其他形式的能量。
在实际应用中，能量守恒定律被广泛应用于各种物理现象的分析和计算中。
本文将探讨能量守恒定律的应用和计算方法。
一、能量守恒定律的基本概念能量守恒定律是基于能量的转化和守恒原理提出的。
它表明一个封闭系统中的总能量在任何时刻都保持不变。
换句话说，能量既不能创造，也不能消失，只能从一种形式转化为另一种形式。
二、能量守恒定律在机械能问题中的应用在机械能问题中，能量守恒定律被广泛应用。
机械能可分为动能和势能两种形式。
根据能量守恒定律，一个封闭系统中的总机械能保持不变。
举例来说，考虑一个自由下落的物体。
当物体从高处下落时，势能逐渐转化为动能，同时满足机械能的守恒。
根据能量守恒定律，我们可以计算物体在不同位置的速度和高度。
三、能量守恒定律在热力学问题中的应用能量守恒定律在热力学问题中同样具有重要的应用。
例如，在热机中，能量守恒定律可以用来计算热机的效率。
热机通常由一个工作物质、热源和冷源组成，通过吸收热量从热源中转化为功，然后将剩余的热量释放到冷源中。
根据能量守恒定律，系统的输入热量等于输出功和输出热量之和。
通过计算可以求得热机的效率。
四、能量守恒定律在光学问题中的应用能量守恒定律在光学问题中也有广泛的应用。
例如，在光的反射和折射中，能量守恒定律可以用来解释光的传播规律。
根据能量守恒定律，入射光束的能量在反射或折射过程中保持不变。
通过计算可以得到反射角和折射角之间的关系，进而解释光的折射定律和反射定律。
五、能量守恒定律的计算方法在应用能量守恒定律进行计算时，通常需要确定系统的初始能量和最终能量，以及能量的转化过程。
具体计算方法根据不同问题会有所不同，但都基于能量守恒定律的原理。
在机械能问题中，我们可以利用动能和势能的关系进行计算。
在热力学问题中，需要考虑输入热量和输出热量之间的关系。
能量守恒定律的应用
能量守恒定律的应用能量守恒定律是物理学中的基本原理之一。
根据这个定律，能量不能被创造或摧毁，只能从一种形式转换为另一种形式。
这个定律在生活中有许多应用，从日常生活到工业生产，都离不开能量守恒定律的应用。
1. 日常生活中的能量转化在日常生活中，我们可以看到能量守恒定律的应用。
例如，我们将插头插入电源插座时，电能被转化为电器内部的其他形式的能量，如热能、光能等。
当我们使用电视或电脑时，电能被转化为图像和声音等形式的能量。
而当我们使用电饭煲或微波炉时，电能则被转化为热能来加热食物。
2. 工业生产中的能量利用在工业生产中，能量守恒定律也发挥着重要的作用。
例如，许多工厂使用蒸汽来提供动力，驱动机械设备和发电机。
这些机械设备和发电机通过将燃料燃烧释放的化学能转化为热能，然后将热能转化为机械能或电能。
这样，在能量转化的过程中，能量守恒定律得到了充分的应用。
3. 能源转换中的能量守恒能源转换是能量守恒定律应用的另一个重要领域。
例如，在汽车中，化石燃料被燃烧释放出的化学能被转化为热能，然后通过发动机转化为机械能，驱动汽车行驶。
这个过程中，能量的转化不会损失或增加，符合能量守恒定律。
同样地，太阳能电池板将太阳能转化为电能，而风力发电机则将风能转化为电能，都是能量守恒定律的实际应用。
4. 能量守恒在环境保护中的应用能量守恒定律不仅在能源转换中有应用，还在环境保护中扮演着重要的角色。
我们知道，当能量被转化时，常常会产生废热。
如果这些废热被直接排放到环境中，会对生态系统造成负面影响。
因此，为了减少对环境的破坏，我们可以利用能量守恒定律来设计高效的能源利用系统，将废热转化为有用的热能，从而达到减少能源浪费的目的。
综上所述，能量守恒定律是我们生活中无处不在的一个原理。
无论是在日常生活中还是在工业生产中，能量守恒定律都有着广泛应用。
通过合理利用能量，我们能够更加高效地使用能源，减少能源浪费，同时保护环境。
因此，深入了解和应用能量守恒定律对于实现可持续发展具有重要意义。
能量守恒定律的应用
能量守恒定律的应用能量守恒定律是自然界中一个基本的物理定律，它表明在一个封闭系统中，能量的总量是不变的。
这个定律在各个领域都有广泛的应用，从机械能到热能、电能等各种形式的能量转换都可以通过能量守恒定律进行分析和计算。
一、机械能的转换机械能是物体的动能和势能的总和，根据能量守恒定律，机械能在一个封闭系统中是不变的。
这个定律可以应用于各种机械装置的运动分析。
例如，当一个物体从高处下落时，它的势能减少，而动能增加，但是它们的总和保持不变。
同样地，当一个物体被弹簧压缩时，势能增加，而动能减少，但是它们的总和仍然保持不变。
通过能量守恒定律，我们可以计算出物体在不同位置和时间的动能和势能的变化。
二、热能的转换热能是物体内部分子的热运动所具有的能量，根据能量守恒定律，热能在一个封闭系统中也是不变的。
这个定律可以应用于热力学系统的分析。
例如，当一个物体受到外界加热时，它的内部分子会增加热运动，从而使热能增加。
同样地，当一个物体散热时，它的内部分子会减少热运动，从而使热能减少。
通过能量守恒定律，我们可以计算出物体在不同温度和时间下的热能的变化。
三、电能的转换电能是由电荷的运动所具有的能量，根据能量守恒定律，电能在一个封闭电路中也是不变的。
这个定律可以应用于电路分析和电能的转换。
例如，当一个电源连接到一个电路中时，它提供电荷的运动，从而使电能增加。
同样地，当一个电阻消耗电能时，电能减少。
通过能量守恒定律，我们可以计算出电路中电能的变化，从而进行电路分析和设计。
总结：能量守恒定律是自然界中一个基本的物理定律，它在各个领域都有广泛的应用。
从机械能到热能、电能等各种形式的能量转换都可以通过能量守恒定律进行分析和计算。
通过能量守恒定律，我们可以理解和解释许多自然现象，从而推动科学技术的发展。
因此，对于学习和应用能量守恒定律，我们可以更好地理解自然界的规律，并且在实际生活和工作中更加高效地利用能源。
能量守恒定律及其应用领域
能量守恒定律及其应用领域能量守恒定律是自然科学中最基本的物理定律之一，它描述了能量在一个封闭的系统中的守恒性质。
根据能量守恒定律，能量在各种形式间可以相互转换，但总能量守恒不变。
这一定律在物理学、工程学以及日常生活中都有广泛的应用。
首先，能量守恒定律在机械系统中有重要应用。
在机械系统中，能量可以以不同形式存在，例如动能、势能等。
根据能量守恒定律，机械系统中的总能量保持不变。
这个定律在设计和分析各种机械装置时起着关键作用。
例如，在汽车撞击安全设计中，能量守恒定律可以帮助工程师确定汽车撞击时各部件所受的力和能量分配，从而提高车辆的安全性能。
其次，能量守恒定律在热力学领域中也有重要应用。
根据热力学第一定律，能量在热力学系统中可以从热源转移为热量或者做功。
而根据能量守恒定律，热力学系统中的总能量保持不变。
这个定律在热力学领域中的应用非常广泛，例如在设计热机时，能量守恒定律可以帮助工程师确定热机的效率和性能。
此外，能量守恒定律在电路中也有重要应用。
在电路中，电能可以以电流和电压的形式存在。
根据能量守恒定律，电路中的总能量保持不变。
这个定律可以帮助工程师分析和设计各种电路，例如在家庭电路中，能量守恒定律可以帮助人们确定电器的功率和耗电量，从而合理安排用电，提高能源利用效率。
能量守恒定律还在化学和生物学中有重要应用。
在化学反应中，能量守恒定律可以帮助化学家确定反应的热效应和能量转化过程。
在生物学中，能量守恒定律对于研究生物体代谢和能量转换过程也起着关键作用。
例如，人体内的能量转化过程以及光合作用等都符合能量守恒定律的要求，这为研究人体健康和生命活动提供了基础。
除了上述领域，能量守恒定律还广泛应用于环境科学、天文学等领域。
在环境科学中，能量守恒定律可以帮助研究者分析和解决能源利用、环境污染等问题。
在天文学中，能量守恒定律可以帮助研究者了解宇宙的能量来源与演化。
总的来说，能量守恒定律是自然界中最基本的定律之一，对于各个科学领域都有广泛的应用。
能量守恒定律及其应用
能量守恒定律及其应用能量守恒定律是自然科学中的一项基本定律，它描述了能量在物质系统中的转化与守恒关系。
根据能量守恒定律，能量在系统中的总量是不会改变的，只会在不同形式之间进行转化。
能量守恒定律可以简洁地表达为：能量既不会被创造，也不会被毁灭，只会从一种形式转化为另一种形式。
这意味着一个封闭系统的能量总量将保持不变。
应用能量守恒定律的一个经典例子是弹簧振子。
当我们把一个弹簧拉伸或压缩后，它会上下振动。
在振动过程中，弹簧的势能与动能交替转化，但总能量保持恒定。
当弹簧恢复到其原始形态时，动能和势能都变为零，能量回到最初的状态。
另一个重要的应用例子是机械能守恒。
当一个物体只受重力做功时，机械能守恒。
这意味着物体的总机械能保持不变，包括动能和势能。
例如，当我们抛出一个物体时，它具有一定的动能和势能。
在物体自由下落的过程中，势能逐渐转化为动能，使物体的速度增加。
当物体触及地面时，势能消失，而动能达到最大值。
这个过程中，总机械能保持不变。
能量守恒定律还在其他许多领域得到应用。
在热力学中，热能守恒定律描述了热能在物体之间的传递与转化。
根据热能守恒定律，热量从高温物体流向低温物体，直到达到热平衡。
这反映了能量的守恒性质。
能量守恒定律的应用还可见于化学反应。
根据化学能量守恒定律，化学反应过程中的能量变化与反应热有关。
例如，在燃烧过程中，化学能转化为热能，产生火焰和热量。
能量守恒定律在生态系统中也起着重要作用。
生物圈中的能量流是由光合作用产生的。
光合作用将太阳能转化为生物体可利用的化学能，供给生物体生存、生长和繁殖所需的能量。
能量守恒定律确保了生物圈的能量不会减少或增加。
如果生态系统中的能量流失去平衡，将会对生态系统的稳定性产生负面影响。
总结起来，能量守恒定律是自然界运行的重要原则之一。
根据能量守恒定律，能量在物质系统中始终保持守恒，只会在不同形式之间转化。
在物理、化学、生态学等领域的许多现象和过程中，能量守恒定律都得到了应用。
能量守恒定律及其应用
能量守恒定律及其应用能量守恒定律是物理学中的一条基本定律，它描述了一个封闭系统内能量的守恒。
这一定律在各个领域具有广泛的应用，并对我们理解自然界中的各种现象起到重要的指导作用。
一、能量守恒定律的基本原理能量守恒定律简洁地表述为：一个封闭系统内的能量总量是恒定不变的。
也就是说，系统中能量的增加必然伴随着相应的能量减少，能量不会凭空出现或消失。
这一定律的基本原理可以通过能量转化和能量传递两个方面进行解释。
首先，能量可以在不同形式之间相互转化，例如机械能可以转化为热能，电能可以转化为光能等等。
其次，能量可以通过传递的方式从一个物体或系统传递到另一个物体或系统，比如热传导、辐射传递等。
二、能量守恒定律的应用1. 机械能守恒定律机械能守恒定律是能量守恒定律的一个重要应用。
在没有外力做功和没有能量转化的情况下，一个封闭系统的机械能保持不变。
这一定律可以用于解释各种机械运动问题，如自由落体、摩擦运动等。
举个例子，当一个物体从高处自由落体到地面时，在忽略空气阻力的情况下，物体的重力势能逐渐转化为动能，同时总能量保持不变。
这就是机械能守恒定律的应用之一。
2. 热量传递与热力学能量守恒热力学能量守恒是热力学中的一个重要概念。
根据能量守恒定律，在一个封闭系统中，热量的传递不会改变系统的总能量。
根据热力学第一定律，系统吸收的热量等于系统对外界所做的功加上系统内能的增加。
这一定律可以应用于许多日常生活中的情况。
例如，我们在冬天取暖时，将电能或化学能转化为热能供给我们的房间。
同时，我们也会感受到热传递给我们的热量，保持房间的温暖。
3. 光能转化及光能守恒光能的转化和守恒同样符合能量守恒定律。
在光能的转化过程中，例如太阳能电池的工作原理中，光能被转化为电能，并被我们用于供电。
此外，当我们研究光在介质中的传播过程时，也需要考虑能量守恒定律。
光在介质中传播时，其能量可以通过吸收、散射或折射等方式传递给介质分子，但总能量守恒。
4. 化学反应中的能量守恒化学反应是能量转化的另一个重要领域。
能量守恒定律及其应用
能量守恒定律及其应用能量守恒定律是自然界中普遍存在的一个基本规律，对于能量的转化和传递起着重要的作用。
本文将介绍能量守恒定律的基本概念和原理，并探讨其在日常生活和科学领域的实际应用。
一、能量守恒定律的基本概念和原理能量守恒定律是指在一个封闭系统中，能量的总量在时间上保持不变。
换句话说，能量既不能被创造也不能被消灭，只能转化成其他形式。
这个定律是基于能量的观念，将其视为物质和场在不同形式之间转化的一种属性。
根据能量守恒定律，能量可以以各种方式转化，包括物体的机械运动、热量的传递、光的辐射、化学反应、核反应等。
在一个封闭系统中，当一种形式的能量减少时，其他形式的能量相应增加，使得总能量保持不变。
二、能量守恒定律的应用1. 机械能守恒机械能守恒是能量守恒定律的一种应用。
在没有外力和摩擦的情况下，一个物体的机械能（动能和势能）在运动过程中保持不变。
例如，一个自由落体物体从一定高度落下，当它触地时动能转化为势能，而当它再次上升时势能转化为动能，整个过程中总能量保持不变。
2. 热量传递与热能守恒热量传递是能量守恒定律在热力学中的应用。
热量是物体内部分子振动和相互作用产生的能量，当两个物体之间存在温度差时，热量会从温度高的物体传递到温度低的物体。
根据能量守恒定律，热量传递过程中总的热能保持不变。
3. 化学反应与化学能守恒化学反应是能量守恒定律在化学领域的应用。
在化学反应中，化学键的形成和断裂会释放或吸收能量。
根据能量守恒定律，化学反应过程中总的化学能保持不变。
其中一个常见的例子是燃烧反应，燃料的化学能转化为热能和光能。
4. 核反应与核能守恒核反应是能量守恒定律在核能领域的应用。
核反应中，原子核的结构发生变化，释放出巨大的能量。
核反应可以分为核裂变和核聚变两种形式。
无论是核裂变还是核聚变，能量守恒定律都成立，总的核能保持不变。
三、结语能量守恒定律是自然界中一个普遍存在的规律，对于能量的转化和传递起着重要作用。
本文介绍了能量守恒定律的基本概念和原理，并探讨了其在日常生活和科学领域的实际应用。
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考点三能量守恒定律及应用(高频31)1．能量转化和守恒定律的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，或从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变.2．对能量守恒定律的两点理解(1)某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加，且减少量和增加量一定相等．(2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等．3．能量转化问题的解题思路(1)当涉及摩擦力做功，机械能不守恒时，一般应用能的转化和守恒定律．(2)解题时，首先确定初末状态，然后分析状态变化过程中哪种形式的能量减少，哪种形式的能量增加，求出减少的能量总和ΔE减与增加的能量总和ΔE增，最后由ΔE减＝ΔE增列式求解．[诊断小练]上端固定的一根细线下面悬挂一摆球，摆球在空气中摆动，摆动的幅度越来越小，对此现象下列说法是否正确．(1)摆球机械能守恒．()(2)总能量守恒，摆球的机械能正在减少，减少的机械能转化为内能．()(3)能量正在消失．()(4)只有动能和重力势能的相互转化．()【答案】(1)×(2)√(3)×(4)×命题点1利用能量守恒定律定性分析7.(2018·苏州高三调研)如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于O点(图中未标出)．物块的质量为m，AB＝a，物块与桌面间的动摩擦因数为μ，现用水平向右的力将物块从O点拉至A点，拉力做的功为W.撤去拉力后物块由静止向左运动，经O点到达B点时速度为零，重力加速度为g.则上述过程中()A．物块在A点时弹簧的弹性势能一定大于在B点时的弹性势能B．物块在O点时动能最大C ．物块在B 点时，弹簧的弹性势能大于W －32μmgaD ．经O 点时，物块的动能小于W －μmga【解析】 因物块由A 到B 的过程中有一部分弹性势能用于克服摩擦力做功，故A 正确；当物块从A 向B 运动过程中加速度为零时速度最大，此时kx －μmg ＝0，弹簧仍处于伸长状态，故B 错误；由动能定理可得：W －μmg ·2x OA ＝E k0，x OA ＞a2，可得物块在O 点的动能小于W －μmga ，D 正确；由能量守恒定律可得，物块在B 点时，弹簧的弹性势能E p B ＝W －μmg ·x OA －μmga ＜W －32μmga ，C 错误．【答案】 AD命题点2 利用能量守恒定律定量计算8．(2016· 课标卷Ⅱ，25)轻质弹簧原长为2l ，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为5m 的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为l .现将该弹簧水平放置，一端固定在A 点，另一端与物块P 接触但不连接．AB 是长度为5l 的水平轨道，B 端与半径为l 的光滑半圆轨道BCD 相切，半圆的直径BD 竖直，如图所示．物块P 与AB 间的动摩擦因数μ＝0.5.用外力推动物块P ，将弹簧压缩至长度l ，然后放开，P 开始沿轨道运动，重力加速度大小为g .(1)若P 的质量为m ，求P 到达B 点时速度的大小，以及它离开圆轨道后落回到AB 上的位置与B 点之间的距离；(2)若P 能滑上圆轨道，且仍能沿圆轨道滑下，求P 的质量的取值范围． 【解析】 (1)竖直的弹簧上物体压缩，由机械能守恒：5mgl ＝E p ① 物体P 从压缩弹簧到B 点，由能量守恒：E p ＝μmg ·4l ＋12m v 2B ②解得：v B ＝6gl滑块由B 点到D 点：－mg ·2l ＝12m v 2D －12m v 2B ③解得：v D ＝2gl滑块由D 点平抛：2l ＝12gt 2④x ＝v D t ⑤解得： x ＝22l ⑥(2)滑块至少过B 点：E p ＞μm P g ·4lP 最多到C 点而不脱轨：12m p v 2B ≤m P gl ⑦ 联立①②⑥⑦式得：53m ≤m P ＜52m .【答案】 (1)6gl 2 2 l (2)53m ≤m P <52m解答本题的突破口：(1)弹簧在地面上竖直放置时，重力势能转化为弹性势能；(2)弹簧水平放置时，压缩量与竖直放置时相同，则两次弹簧储存的弹性势能相同，这是一个重要隐含条件；(3)物块P 离开弹簧至以后的过程中，弹性势能转化为物块的动能，继而再克服摩擦力做功转化为内能或物块的重力势能．因此，搞清楚运动情景，把握好能量的转化与分配是解决本题的关键．9.(2018·山东济南一中上学期期中)如图所示，固定斜面的倾角θ＝30°，物体A 与斜面之间的动摩擦因数μ＝32，轻弹簧下端固定在斜面底端，弹簧处于原长时上端位于C 点．用一根不可伸长的轻绳，通过轻质光滑的定滑轮连接物体A 和B ，滑轮右侧绳子与斜面平行，A 的质量为m A ＝2 kg ，B 的质量为m B ＝1 kg ，物体A 的初始位置到C 点的距离为L ＝0.5 m ．现给A 、B 一初速度v 0＝3 m/s ，使A 沿斜面向下运动，B 向上运动，物体A 将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C 点．已知重力加速度g ＝10 m/s 2，不计空气阻力，整个过程中轻绳始终处于伸直状态，求：(1)物体A 向下运动，刚到C 点时的速度大小； (2)弹簧的最大压缩量； (3)弹簧的最大弹性势能．【解析】 (1)在物体A 向下运动，刚到C 点过程中，对A 和B 整体，由动能定理： m A gl sin θ－m B gl －μm A gl cos θ＝12(m A ＋m B )v 2C －12(m A ＋m B )v 20 故v C ＝2 m/s.(2)设弹簧的最大压缩量为x ，从物体A 刚到C 点至压缩弹簧又返回C 点的过程中，由能量守恒：12(m A ＋m B )v 2C ＝2μm A gx cos θ 得x ＝0.2 m.(3)设弹簧的最大弹性势能为E p ，在物体A 刚到C 点至压缩弹簧到最短的过程中，由功能关系：12(m A ＋m B )v 2C ＝μm A gx cos θ＋E p ，故E p ＝3 J. 【答案】 (1)2 m/s (2)0.2 m (3)3 J物理建模系列(九) 用能量守恒定律处理两种模型1．模型介绍：根据运动情况可以分成水平面上的滑块—木板模型和在斜面上的滑块—木板模型．2．处理方法：系统往往通过系统内摩擦力的相互作用而改变系统内物体的运动状态，既可由动能定理和牛顿运动定律分析单个物体的运动，又可由能量守恒定律分析动能的变化、能量的变化， 在能量转化方面往往用到ΔE 内＝－ΔE 机＝F f x 相对，并要注意数学知识(如图象、归纳法等)在此类问题中的应用．模型一 滑块——木板模型例1 图甲中，质量为m 1＝1 kg 的物块叠放在质量为m 2＝3 kg 的木板右端．木板足够长，放在光滑的水平面上，木板与物块之间的动摩擦因数为μ1＝0.2.整个系统开始时静止，重力加速度g 取10 m/s 2.(1)在木板右端施加水平向右的拉力F ，为使木板和物块发生相对运动，拉力F 至少应为多大？(2)在0～4 s 内，若拉力F 的变化如图乙所示，2 s 后木板进入μ2＝0.25的粗糙水平面，在图丙中画出0～4 s 内木板和物块的v -t 图象，并求出0～4 s 内物块相对木板的位移大小和整个系统因摩擦而产生的内能．【解析】 (1)把物块和木板看成整体，由牛顿第二定律得F ＝(m 1＋m 2)a 物块与木板将要相对滑动时， μ1m 1g ＝m 1a联立解得F ＝μ1(m 1＋m 2)g ＝8 N.(2)物块在0～2 s 内做匀加速直线运动，木板在0～1 s 内做匀加速直线运动，在1～2 s 内做匀速运动，2 s 后物块和木板均做匀减速直线运动，故二者在整个运动过程中的v -t 图象如图所示．0～2 s内物块相对木板向左运动，2～4 s内物块相对木板向右运动．0～2 s内物块相对木板的位移大小Δx1＝2 m，系统摩擦产生的内能Q1＝μ1m1gΔx1＝4 J.2～4 s内物块相对木板的位移大小Δx2＝1 m，物块与木板因摩擦产生的内能Q2＝μ1m1gΔx2＝2 J；木板对地位移x2＝3 m，木板与地面因摩擦产生的内能Q3＝μ2(m1＋m2)gx2＝30 J.0～4 s内系统因摩擦产生的总内能为Q＝Q1＋Q2＋Q3＝36 J.【答案】(1)8 N(2)见解析滑块—木板模型问题的分析和技巧1．解题关键正确地对各物体进行受力分析(关键是确定物体间的摩擦力方向)，并根据牛顿第二定律确定各物体的加速度，结合加速度和速度的方向关系确定物体的运动情况．2．规律选择既可由动能定理和牛顿运动定律分析单个物体的运动，又可由能量守恒定律分析动能的变化、能量的转化，在能量转化过程往往用到ΔE内＝－ΔE机＝F f x相对，并要注意数学知识(如图象法、归纳法等)在此类问题中的应用.模型二传送带模型例2如图所示，传送带与水平面之间的夹角为θ＝30°，其上A、B两点间的距离为l ＝5 m，传送带在电动机的带动下以v＝1 m/s的速度匀速运动．现将一质量为m＝10 kg的小物体(可视为质点)轻放在传送带上的A点，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数μ＝3 2，在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中，求：(g取10 m/s2)(1)传送带对小物体做的功；(2)电动机做的功．【解析】(1)小物体刚开始运动时，根据牛顿第二定律有μmg cos θ－mg sin θ＝ma解得小物体上升的加速度为a ＝g4＝2.5 m/s 2当小物体的速度为v ＝1 m/s 时，位移为 x ＝v 22a＝0.2 m 然后小物体以v ＝1 m/s 的速度做匀速运动到达B 点． 由功能关系得W ＝ΔE k ＋ΔE p ＝12m v 2＋mgl sin θ＝255 J.(2)电动机做功使小物体的机械能增加，同时小物体与传送带间因摩擦产生热量Q ，由v ＝at 得t ＝va＝0.4 s 相对位移x ′＝v t －v2t ＝0.2 m摩擦产生的热量Q ＝μmgx ′cos θ＝15 J 故电动机做的功为W 电＝W ＋Q ＝270 J. 【答案】 (1)255 J (2)270 J传送带问题的分析流程和技巧1．分析流程2．相对位移一对相互作用的滑动摩擦力做功所产生的热量Q ＝F f ·x 相对，其中x 相对是物体间相对路径长度．如果两物体同向运动，x 相对为两物体对地位移大小之差；如果两物体反向运动，x 相对为两物体对地位移大小之和．3．功能关系(1)功能关系分析：W F ＝ΔE k ＋ΔE p ＋Q . (2)对W F 和Q 的理解： ①传送带的功：W F ＝Fx 传； ②产生的内能Q ＝F f x 相对.[高考真题]1．(2016·四川卷，1)韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员．他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功 1 900 J ，他克服阻力做功100 J ．韩晓鹏在此过程中( )A ．动能增加了1 900 JB ．动能增加了2 000 JC ．重力势能减小了1 900 JD ．重力势能减小了2 000 J【解析】 由动能定理可知，ΔE k ＝1 900 J －100 J ＝1 800 J ，故A 、B 均错．重力势能的减少量等于重力做的功，故C 正确、D 错．答案 C2．(2014·山东卷，20)2013年我国相继完成“神十”与“天宫”对接、“嫦娥”携“玉兔”落月两大航天工程．某航天爱好者提出“玉兔”回家的设想：如图，将携带“玉兔”的返回系统由月球表面发射到h 高度的轨道上，与在该轨道绕月球做圆周运动的飞船对接，然后由飞船送“玉兔”返回地球．设“玉兔”质量为m ，月球半径为R ，月面的重力加速度为g 月．以月面为零势能面，“玉兔”在h 高度的引力势能可表示为E p ＝GMmhR (R ＋h )，其中G 为引力常量，M 为月球质量．若忽略月球的自转，从开始发射到对接完成需要对“玉兔”做的功为( )A.mg 月R R ＋h (h ＋2R ) B ．mg 月RR ＋h (h ＋2R )C.mg 月R R ＋h(h ＋22R )D ．mg 月R R ＋h(h ＋12R )【解析】 设玉兔在h 高度的速度为v ，则由万有引力定律得，G Mm(R ＋h )2＝m v 2R ＋h ，可知玉兔在该轨道上的动能为E k ＝12GMm (R ＋h )，由功能关系可知对玉兔做的功为：W ＝E k ＋E p ＝12GMm (R ＋h )＋GMmh R (R ＋h )，结合在月球表面：G Mm R 2＝mg 月，整理可知W ＝mg 月R R ＋h (h ＋12R )，故正确选项为D.【答案】 D3.(2014·广东卷，16)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[名校模拟]4.(2018·宁夏银川一中模拟)如图所示，水平传送带两端点A、B间的距离为L，传送带开始时处于静止状态．把一个小物体放到右端的A点，某人用恒定的水平力F使小物体以速度v1匀速滑到左端的B点，拉力F所做的功为W1、功率为P1，这一过程物体和传送带之间因摩擦而产生的热量为Q1.随后让传送带以v2的速度逆时针匀速运动，此人仍然用相同的恒定的水平力F拉物体，使它以相对传送带为v1的速度匀速从A滑行到B，这一过程中，拉力F所做的功为W2、功率为P2，物体和传送带之间因摩擦而产生的热量为Q2.下列关系中正确的是()A．W1＝W2，P1<P2，Q1＝Q2B．W1＝W2，P1<P2，Q1>Q2C．W1>W2，P1＝P2，Q1>Q2D．W1>W2，P1＝P2，Q1＝Q2【解析】当传送带不运动时，拉力做功W1＝FL，物体从A运动到B的时间t1＝Lv1，因摩擦而产生的热量Q1＝fL.当传送带运动时，拉力做功W2＝FL，物体从A运动到B的时间t 2＝L v 1＋v 2<t 1，因摩擦而产生的热量Q 2＝f v 1t 2.拉力做功功率P 1＝W 1t 1，P 2＝W 2t 2，比较可知W 1＝W 2，P 1<P 2.又v 1t 2<v 1t 1，v 1t 1＝L ，得Q 1>Q 2，故选B.【答案】 B5.(2018·山东临沂高三上学期期中)如图所示，一质量为m 的小球用两根不可伸长的轻绳a 、b 连接，两轻绳的另一端分别系在竖直杆的A 、B 两点上，当两轻绳伸直时，a 绳与杆的夹角为30°，b 绳水平，已知a 绳长为2L ，当竖直杆以自己为轴转动，角速度ω从零开始缓慢增大过程中，下列说法正确的是( )A ．从开始至b 绳伸直但不提供拉力时，绳a 对小球做功为0B ．b 绳伸直但不提供拉力时，小球的向心加速度大小为33g C ．从开始至b 绳伸直但不提供拉力时，小球的机械能增加了⎝⎛⎭⎫2－536mgLD ．当ω＝g3L时，b 绳未伸直 【解析】 细绳对球的拉力方向与球的位移方向不垂直，故一定对球做正功，使其机械能增大，A 错；ma ＝mg tan 30°，a ＝33g ，B 对；m v 2L ＝mg tan θ，E k ＝12m v 2＝36mgL ，A 球ΔE＝E k ＋E p ＝36mgL ＋mg (2L －3L )＝⎝⎛⎭⎫2－536·mgL ，C 对；令mLω2＝mg tan 30°，得ω＝3g3L，D 对． 【答案】 BCD6．(2018·江苏南通高三模拟)如图所示，将质量为2m 的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m 的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d .现将环从与定滑轮等高的A 处由静止释放，当环沿直杆下滑距离也为d 时(图中B 处)，下列说法正确的是(重力加速度为g )( )A．环刚释放时轻绳中的张力等于2mgB．环到达B处时，重物上升的高度为(2－1)dC．环在B处的速度与重物上升的速度大小之比为2 2D．环减少的机械能大于重物增加的机械能【解析】环释放后重物加速上升，故绳中张力一定大于2mg，A项错误；环到达B 处时，绳与直杆间的夹角为45°，重物上升的高度h＝(2－1)d，B项正确；如图所示，将B处环速度v进行正交分解，重物上升的速度与其分速度v1大小相等，v1＝v cos 45°＝22 v，所以，环在B处的速度与重物上升的速度大小之比等于2，C项错误；环和重物组成的系统机械能守恒，故D项错误．【答案】 B课时作业(十七)[基础小题练]1．自然现象中蕴藏着许多物理知识，如图所示为一个盛水袋，某人从侧面缓慢推袋壁使它变形，则水的势能()A．变大B．变小C.不变D．不能确定【解析】人缓慢推水袋，对水袋做正功，由功能关系可知，水的重力势能一定增加，A正确．【答案】 A2．如图所示，A物体用板托着，细绳跨过轻质光滑定滑轮与A、B相连，绳处于绷直状态，已知A、B的质量分别为2m和m.现将板抽走，则A下落一段距离的过程中()A．A物体减少的机械能大于B物体增加的机械能B ．A 物体减少的机械能等于B 物体增加的机械能C ．悬挂滑轮的绳子对天花板的拉力大于3mgD ．悬挂滑轮的绳子对天花板的拉力小于3mg【解析】 对A 、B 组成的系统，没有机械能与其他形式能的转化，因此系统的机械能守恒，A 物体减少的机械能等于B 物体增加的机械能，A 错误，B 正确；对滑轮受力分析，根据平衡条件得F ＝2F T ，对A 、B 整体受力分析，根据牛顿第二定律得2mg －mg ＝3ma ，对B 物体受力分析得F T －mg ＝ma ，联立得F ＝83mg ，C 错误，D 正确． 【答案】 BD3．小车静止在光滑的水平导轨上，一个小球用细绳悬挂在车上由图中位置无初速度释放，在小球下摆到最低点的过程中，下列说法正确的是( )A ．绳对球的拉力不做功B ．球克服绳拉力做的功等于球减少的机械能C ．绳对车做的功等于球减少的重力势能D ．球减少的重力势能等于球增加的动能【解析】 小球下摆的过程中，小车的机械能增加，小球的机械能减少，球克服绳拉力做的功等于减少的机械能，选项A 错误，选项B 正确；绳对车做的功等于球减少的机械能，选项C 错误；球减少的重力势能等于球增加的动能和小车增加的机械能之和，选项D 错误．【答案】 B4．悬崖跳水是一项极具挑战性的极限运动，需要运动员具有非凡的胆量和过硬的技术．跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设质量为m 的运动员刚入水时的速度为v ，水对他的阻力大小恒为F ，那么在他减速下降深度为h 的过程中，下列说法正确的是(g 为当地的重力加速度)( )A ．他的动能减少了(F －mg )hB ．他的重力势能减少了mgh －12m v 2 C ．他的机械能减少了FhD ．他的机械能减少了mgh【解析】 合力做的功等于动能的变化，合力做的功为(F －mg )h ，A 正确；重力做的功等于重力势能的减少量，故重力势能减小了mgh ，B 错误；重力以外的力做的功等于机械能的变化，故机械能减少了Fh ，C 正确，D 错误．【答案】 AC5．如图所示，在光滑斜面上的A 点先后水平抛出和静止释放两个质量相等的小球1和2，不计空气阻力，最终两小球在斜面上的B 点相遇，在这个过程中( )A ．小球1重力做的功大于小球2重力做的功B ．小球1机械能的变化大于小球2机械能的变化C ．小球1到达B 点的动能大于小球2的动能D ．两小球到达B 点时，在竖直方向的分速度相等【解析】 重力做功只与初、末位置的高度差有关，与物体经过的路径无关，所以重力对1、2两小球所做的功相等，A 错误；1、2两小球从A 点运动到B 点的过程中，只有重力对其做功，所以它们的机械能均守恒，B 错误；由动能定理可得，对小球1有：mgh ＝E k1－E k0，对小球2有：mgh ＝E k2－0，显然E k1＞E k2，C 正确；由上面的分析可知，两小球到达B 点时，小球1的速度大于小球2的速度，且小球1的速度方向与竖直方向的夹角小于小球2速度方向与竖直方向的夹角，因此，小球1在竖直方向上的速度大于小球2在竖直方向上的速度，D 错误．【答案】 C6．如图所示，水平传送带AB 长为21 m ，以6 m/s 的速度顺时针匀速转动，台面与传送带平滑连接于B 点，半圆形光滑轨道半径R ＝1.25 m ，与水平台面相切于C 点，BC 长x ＝5.5 m ，P 点是圆弧轨道上与圆心O 等高的一点．一质量为m ＝1 kg 的物块(可视为质点)，从A 点无初速度释放，物块与传送带及台面间的动摩擦因数均为0.1，则关于物块的运动情况，下列说法正确的是( )A ．物块不能到达P 点B ．物块能越过P 点做斜抛运动C ．物块能越过P 点做平抛运动D ．物块能到达P 点，但不会出现选项B 、C 所描述的运动情况【解析】 物块从A 点释放后在传送带上做加速运动，假设到达台面之前能够达到传送带的速度v ，则由动能定理得，μmgx 1＝12m v 2，得x 1＝18 m ＜21 m ，假设成立．物块以6 m/s 冲上台面，假设物块能到达P 点，则到达P 点时的动能E k P 可由动能定理求得，－μmgx －mgR ＝E k P －12m v 2，得E k P ＝0，可见，物块能到达P 点，速度恰为零，之后从P 点沿圆弧轨道滑回，不会出现选项B 、C 所描述的运动情况，D 正确．【答案】 D[创新导向练]7．生活娱乐——蹦床娱乐中的能量转化问题在儿童乐园的蹦床项目中，小孩在两根弹性绳和蹦床的协助下实现上下弹跳．如图所示，某次蹦床活动中小孩静止时处于O点，当其弹跳到最高点A后下落可将蹦床压到最低点B，小孩可看成质点，不计空气阻力．下列说法正确的是()A．从A运动到O，小孩重力势能减少量大于动能增加量B．从O运动到B，小孩动能减少量等于蹦床弹性势能增加量C．从A运动到B，小孩机械能减少量小于蹦床弹性势能增加量D．若从B返回到A，小孩机械能增加量等于蹦床弹性势能减少量【解析】从A运动到O点，小孩重力势能减少量等于动能增加量与弹性绳的弹性势能的增加量之和，选项A正确；从O运动到B，小孩动能和重力势能的减少量等于弹性绳和蹦床的弹性势能的增加量，选项B错误；从A运动到B，小孩机械能减少量大于蹦床弹性势能增加量，选项C错误；若从B返回到A，小孩机械能增加量等于蹦床和弹性绳弹性势能减少量之和，选项D错误．【答案】 A8．物理与生物——以“跳蚤”弹跳为背景考查能量问题在日常生活中，人们习惯于用几何相似性放大(或缩小)的倍数去得出推论，例如一个人身体高了50%，做衣服用的布料也要多50%，但实际上这种计算方法是错误的．若物体的几何线度为L，当L改变时，其他因素按怎样的规律变化？这类规律可称之为标度律，它们是由量纲关系决定的．在上例中，物体的表面积S＝kL2，所以身高变为1.5倍，所用的布料变为1.52＝2.25倍．以跳蚤为例：如果一只跳蚤的身长为2 mm，质量为0.2 g，往上跳的高度可达0.3 m．可假设其体内能用来跳高的能量E∝L3(L为几何线度)，在其平均密度不变的情况下，身长变为2 m，则这只跳蚤往上跳的最大高度最接近()A．0.3 m B．3 mC．30 m D．300 m【解析】根据能量关系可知E＝mgh，由题意可知E＝kL3，则mgh＝kL3；因跳蚤的平均密度不变，则m＝ρL3，则ρgh＝k，因ρ、g、k均为定值，故h不变，则这只跳蚤往上跳的最大高度最接近0.3 m，故选A.【答案】 A9．就地取材——利用“弹弓”考查功能关系问题弹弓是80后童年生活最喜爱的打击类玩具之一，其工作原理如图所示，橡皮筋两端点A、B固定在把手上，橡皮筋ABC恰好处于原长状态，在C处(AB连线的中垂线上)放一固体弹丸，一手执把，另一手将弹丸拉至D点放手，弹丸就会在橡皮筋的作用下迅速发射出去，打击目标，现将弹丸竖直向上发射，已知E是CD的中点，则()A．从D到C，弹丸的动能一直在增大B．从D到C的过程中，弹丸在E点的动能一定最大C．从D到C，弹丸的机械能先增大后减少D．从D到E弹丸增加的机械能大于从E到C弹丸增加的机械能【解析】在CD连线中的某一处，弹丸受力平衡，但是此点不一定是E点，所以从D 到C，弹丸的速度先增大后减小，弹丸的动能先增大后减小，故A、B错误；从D到C，橡皮筋对弹丸做正功，弹丸机械能一直在增加，故C错误；从D到E橡皮筋作用在弹丸上的合力大于从E到C橡皮筋作用在弹丸上的合力，两段长度相等，所以DE段橡皮筋对弹丸做功较多，即机械能增加的较多，故D正确，故选D.【答案】 D10．综合应用——能量转化与守恒定律的实际应用如图所示，倾角θ＝37°的光滑斜面上粘贴有一厚度不计、宽度为d＝0.2 m的橡胶带，橡胶带的上表面与斜面位于同一平面内，其上、下边缘与斜面的上、下边缘平行，橡胶带的上边缘到斜面的顶端距离为L＝0.4 m，现将质量为m＝1 kg、宽度为d的薄矩形板上边缘与斜面顶端平齐且从斜面顶端静止释放．已知矩形板与橡胶带之间的动摩擦因数为0.5，重力加速度大小为g＝10 m/s2，不计空气阻力，矩形板由斜面顶端静止释放到完全离开橡胶带的过程中(此过程矩形板始终在斜面上)，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，下列说法正确的是() A．矩形板受到的摩擦力大小为4 NB．矩形板的重力做功为3.6 JC ．产生的热量为0.8 JD ．矩形板的上边缘穿过橡胶带下边缘时其速度大小为2355m/s 【解析】 当矩形板全部在橡胶带上时摩擦力为F f ＝μmg cos 37°＝4 N ，此时摩擦力最大，其他情形摩擦力均小于4 N ，故A 错误；重力对矩形板做功W G ＝mgh ＝mg (L ＋d )sin 37°＝3.6 J ，B 正确；从滑上橡胶带到完全离开橡胶带，因矩形板受到的摩擦力与位移的变化为线性关系，则产生的热量Q ＝0＋μmg cos 37°2×2d ＝0.8 J ，C 正确；从释放到完全离开橡胶带，对矩形板由动能定理有mg (L ＋d )sin 37°－0＋μmg cos 37°2×2d ＝12m v 2，代入可得v ＝2355m/s ，D 正确．【答案】 BCD[综合提升练]11．如图所示，A 、B 间是一个风洞，水平地板AB 延伸至C 点，通过半径r ＝0.5 m 、圆心角为θ的光滑圆弧CD 与足够长的光滑斜面DE 连接，斜面倾角为θ.可以看成质点、质量m ＝2 kg 的滑块在风洞中受到水平向右的恒定风力F ＝20 N ，滑块与地板AC 间的动摩擦因数μ＝0.2.已知x AB ＝5 m ，x BC ＝2 m ，如果将滑块在风洞中A 点由静止释放，已知sin θ＝0.6，cos θ＝0.8，重力加速度g 取10 m/s 2.求(计算结果要求保留3位有效数字)：(1)滑块经过圆弧轨道的C 点时对地板的压力大小及在斜面上上升的最大高度；(2)滑块第一次返回风洞速率为零时的位置；(3)滑块在A 、C 间运动的总路程．【解析】 (1)滑块在风洞中A 点由静止释放后，设经过C 点时速度为v 1，由动能定理得Fx AB －μmgx AC ＝12m v 21 在C 点由牛顿第二定律有F N C －mg ＝m v 21r代入数据解得F N C ＝308 N ，由牛顿第三定律知滑块经过C 点时对地板的压力为308 N 滑块由C 点上滑过程中，机械能守恒12m v 21＝mgr (1－cos θ)＋mgh。