能量守恒定律 例题解析
高中物理必修2能量守恒定律与能源 例题解析
能量守恒定律与能源 例题解析(1)【例1】一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块，并从中穿出.对于这一过程，下列说法正确的是（ ）A.子弹减少的机械能等于木块增加的机械能B.子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于系统产生的热量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子弹和木块增加的内能之和解析：子弹射穿木块的过程中，由于相互间摩擦力的作用使得子弹的动能减少，木块获得动能，同时产生热量，且系统产生的热量在数值上等于系统机械能的损失.A 选项漏考虑系统增加的内能，C 选项应考虑的是系统（子弹、木块）内能的增加.C 错.答案：BD【例2】太阳与地球的距离为1.5×1011 m ，地球半径为6.37×106 m ，太阳光以平行光束入射到地面，地球表面2/3的面积被水面所覆盖，太阳在一年中辐射到地球表面水面部分的总能量W 约为1.87×1024 J.设水面对太阳辐射的平均反射率为7%，而且将吸收到的35%的能量重新辐射出去，太阳辐射可将水面的水蒸发(设在常温、常压下蒸发1 kg 水需要2.2×106 J 的能量)，而后凝结成雨滴降落到地面.（1）估算整个地球表面的年平均降雨量（以mm 表示，地球表面积为4πR 2）； 解析：据能量守恒定律，总吸收的能量为W ′=W （1－7%）×（1－35%）=1.87×1024×0.93×0.65 J=1.13×1024 J因蒸发1 kg 水需2.2×106 J 的能量，所以蒸发的水的质量m =624102.21013.1⨯⨯kg=5.14×1017 kg m 即为年降雨的总质量，其总体积为V =ρm ，年降雨量使地球表面覆盖的一层水的厚度h为: h =球S V =24πR V =ρ24πR m =32617101037.614.341014.5⨯⨯⨯⨯⨯）（m=1.01×103 mm 整个地球表面年平均降雨量约为1.0×103 mm.答案：约为1.0×103 mm（2）太阳辐射到地球的能量中只有约50%到达地面，W 只是其中的一部分，太阳辐射到地球的能量没能全部到达地面，这是为什么？请说明三个理由.解析：太阳辐射到地球的能量要经过大气层才能到达地面，太阳光经过大气层时有大气层的吸收，大气层的散射或反射、云层遮挡等，所以太阳辐射到地球的能量没能全部到达地面.答案：参考上面的解析.(2)【例2】液体能够沿着很细的毛细管上升一段距离而高出原来的液面，这种现象叫做毛细现象.棉线浸在煤油中，煤油会沿着棉线上升一段较大的高度，有人根据这一现象制造了一台可以源源不断地对外做功的机器，如图5-10-1所示.外做功图5-10-1试根据能的转化和守恒定律，分析说明这台装置能够正常工作吗？若不能正常工作，原因可能出现在哪里：解析：这台装置不能正常工作.假设它能正常工作，便意味着这台装置不需要外界的能量而源源不断地对外工作，对外界输出能量，这违背了能量转化和守恒定律，此装置成为一台永动机.煤油能沿棉线上升一个较大的高度，这是一个不争的事实，如果B槽中有煤油便会向下流动冲击叶轮对外做功也是无可置疑的，此装置不能工作的原因就只能是煤油虽上升到B 槽高处，但不能滴落到B槽中.点评：这是一道考查学生对自然现象的观察能力和应用能的转化和守恒定律分析解决实际问题能力的题目.例如，我们容易注意到毛细现象，但往往不注意观察上升的液体是否能从毛细管中流出.答案：不能工作.违背能的转化和守恒定律.原因是煤油不能从棉线上滴落.【例3】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，就有多少能量消失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解析：功是能量转化的量度，即物体做了多少功，就有多少能量发生了转化；并非力对物体做了多少功，物体就具有多少能；也非物体具有多少能，就一定能做多少功，所以A、B 错误.做功的过程是能量转化的过程，能量在转化过程中总量守恒并不消失，所以C错误.正确答案是D.点评：正确理解功能关系：能是做功的前提，功是能量转化的量度.答案：D。
高中物理 必修2【功能关系 能量守恒定律】典型题(带解析)
高中物理必修2【功能关系能量守恒定律】典型题1．物体在竖直方向上分别做了匀速上升、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．匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能可能增加，可能减少，也可能不变D．三种情况中，物体的机械能均增加解析：选C．无论物体向上加速运动还是向上匀速运动，除重力外，其他外力一定对物体做正功，物体机械能都增加；物体向上减速运动时，除重力外，物体受到的其他外力不确定，故无法确定其机械能的变化，C正确．2．如图所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A，若将小球A从弹簧原长位置由静止释放，小球A能够下降的最大高度为h.若将小球A换为质量为3m的小球B，仍从弹簧原长位置由静止释放，则小球B下降h时的速度为(重力加速度为g，不计空气阻力)()A．2gh B．4gh 3C．gh D．gh 2解析：选B．小球A下降h过程小球克服弹簧弹力做功为W1，根据动能定理，有mgh－W1＝0；小球B下降过程，由动能定理有3mgh－W1＝12×3m×v2－0，解得：v＝4gh3，故B正确．3．(多选)滑沙是人们喜爱的游乐活动，如图是滑沙场地的一段斜面，其倾角为30°，设参加活动的人和滑车总质量为m，人和滑车从距底端高为h处的顶端A沿滑道由静止开始匀加速下滑，加速度为0.4g ，人和滑车可视为质点，则从顶端向下滑到底端B 的过程中，下列说法正确的是( )A ．人和滑车减少的重力势能全部转化为动能B ．人和滑车获得的动能为0.8mghC ．整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为0.2mghD ．人和滑车克服摩擦力做功为0.6mgh解析：选BC ．沿斜面的方向有ma ＝mg sin 30°－F f ，所以F f ＝0.1mg ，人和滑车减少的重力势能转化为动能和内能，故A 错误；人和滑车下滑的过程中重力和摩擦力做功，获得的动能为E k ＝(mg sin 30°－F f )h sin 30°＝0.8mgh ，故B 正确；整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为ΔE ＝mgh －E k ＝mgh －0.8mgh ＝0.2mgh ，故C 正确；整个下滑过程中克服摩擦力做功等于人和滑车减少的机械能，所以人和滑车克服摩擦力做功为0.2mgh ，故D 错误．4．(多选)如图所示，质量为m 的物体(可视为质点)以某一速度从A 点冲上倾角为30°的固定斜面，其减速运动的加速度为34g ，此物体在斜面上能够上升的最大高度为h ，则在这个过程中物体( )A ．重力势能增加了mghB ．机械能损失了12mghC ．动能损失了mghD ．克服摩擦力做功14mgh解析：选AB ．加速度a ＝34g ＝mg sin 30°＋F f m ，解得摩擦力F f ＝14mg ；物体在斜面上能够上升的最大高度为h ，所以重力势能增加了mgh ，故A 项正确；机械能的损失F f x ＝14mg ·2h＝12mgh ，故B 项正确；动能损失量为克服合外力做功的大小ΔE k ＝F 合外力·x ＝34mg ·2h ＝32mgh ，故C 错误；克服摩擦力做功12mgh ，故D 错误．5．以一定的初速度从地面竖直向上抛出一小球，小球上升到最高点之后，又落回到抛出点，假设小球所受空气阻力与速度大小成正比，则小球在运动过程中的机械能E 随离地高度h 变化关系可能正确的是( )解析：选D ．根据功能关系得ΔE ＝F f ·Δh ，得ΔEΔh ＝F f ，即E -h 图象切线斜率的绝对值等于空气阻力的大小．在上升过程中，速度减小，空气阻力减小，故E -h 图象的斜率减小；下降过程中，速度增大，空气阻力逐渐增大，故E -h 图象的斜率变大；上升过程中平均阻力大于下降过程中的平均阻力，故上升过程中机械能的减小量比下降过程中机械能的减小量大．故图象D 正确，A 、B 、C 错误．6．如图所示，一质量m ＝2 kg 的长木板静止在水平地面上，某时刻一质量M ＝1 kg 的小铁块以水平向左的速度v 0＝9 m/s 从木板的右端滑上木板．已知木板与地面间的动摩擦因数μ1＝0.1，铁块与木板间的动摩擦因数μ2＝0.4，取重力加速度g ＝10 m/s 2，木板足够长，求：(1)铁块相对木板滑动时木板的加速度的大小；(2)铁块与木板摩擦所产生的热量Q 和木板在水平地面上滑行的总路程s . 解析：(1)设铁块在木板上滑动时，木板的加速度为a 2，由牛顿第二定律可得 μ2Mg －μ1(M ＋m )g ＝ma 2，解得a 2＝0.4×1×10－0.1×3×102m/s 2＝0.5 m/s 2.(2)设铁块在木板上滑动时，铁块的加速度为a 1，由牛顿第二定律得 μ2Mg ＝Ma 1，解得a 1＝μ2g ＝4 m/s 2.设铁块与木板相对静止时的共同速度为v ，所需的时间为t ，则有 v ＝v 0－a 1t ＝a 2t ， 解得：v ＝1 m/s ，t ＝2 s. 铁块相对地面的位移x 1＝v 0t －12a 1t 2＝9×2 m －12×4×4 m ＝10 m.木板相对地面的位移x 2＝12a 2t 2＝12×0.5×4 m ＝1 m ，铁块与木板的相对位移Δx ＝x 1－x 2＝10 m －1 m ＝9 m ， 则此过程中铁块与木板摩擦所产生的热量 Q ＝F f Δx ＝μ2Mg Δx ＝0.4×1×10×9 J ＝36 J.设铁块与木板共速后的加速度为a 3，发生的位移为x 3，则有： a 3＝μ1g ＝1 m/s 2，x3＝v 2－02a 3＝0.5 m. 木板在水平地面上滑行的总路程 s ＝x 2＋x 3＝1 m ＋0.5 m ＝1.5 m. 答案：(1)0.5 m/s 2 (2)36 J 1.5 m7．如图所示，abc 是竖直面内的光滑固定轨道，ab 水平，长度为2R ；bc 是半径为R 的四分之一圆弧，与ab 相切于b 点．一质量为m 的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a 点处从静止开始向右运动．重力加速度大小为g .小球从a 点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为( )A ．2mgRB ．4mgRC ．5mgRD ．6mgR解析：选C ．根据动能定理，小球在b 、c 两点的速度大小相等，设小球离开c 时的速度为v ，则有mg ·2R ＝12m v 2，v ＝4gR ，小球离开轨道后的上升时间t ＝v g ＝4Rg，小球从离开轨道至到达轨迹最高点的过程中，水平方向上的加速度大小等于g ，水平位移s ＝12gt 2＝12g ⎝⎛⎭⎫4R g 2＝2R ，整个过程中小球机械能的增量ΔE ＝F ·l ＝mg (2R ＋R ＋2R )＝5mgR ，C 正确．8．质量为m 的人造地球卫星与地心的距离为r 时，引力势能可表示为E p ＝－GMmr ，其中G 为引力常量，M 为地球质量．该卫星原来在半径为R 1的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其做匀速圆周运动的半径变为R 2，此过程中因摩擦而产生的热量为( )A ．GMm ⎝⎛⎭⎫1R 2－1R 1B ．GMm ⎝⎛⎭⎫1R 1－1R 2C ．GMm 2⎝⎛⎭⎫1R 2－1R 1 D ．GMm 2⎝⎛⎭⎫1R 1－1R 2 解析：选C ．卫星绕地球做匀速圆周运动满足G Mm r 2＝m v 2r ，动能E k ＝12m v 2＝GMm 2r ，机械能E ＝E k ＋E p ，则E ＝GMm 2r －GMm r ＝－GMm2r.卫星由半径为R 1的轨道降到半径为R 2的轨道过程中损失的机械能ΔE ＝E 1－E 2＝GMm 2⎝⎛⎭⎫1R 2－1R 1，即为下降过程中因摩擦而产生的热量，所以选项C 正确．9．如图所示，水平传送带以v ＝2 m/s 的速率匀速运行，上方漏斗每秒将40 kg 的煤粉竖直放到传送带上，然后一起随传送带匀速运动．如果要使传送带保持原来的速率匀速运行，则电动机应增加的功率为( )A ．80 WB ．160 WC ．400 WD ．800 W解析：选B ．由功能关系，电动机增加的功率用于使单位时间内落在传送带上的煤粉获得的动能以及煤粉相对传送带滑动过程中产生的热量，所以ΔPt ＝12m v 2＋Q ，传送带做匀速运动，而煤粉相对地面做匀加速运动过程中的平均速度为传送带速度的一半，所以煤粉相对传送带的位移等于相对地面的位移，故Q ＝f ·Δx ＝fx ＝12m v 2，解得ΔP ＝160 W ，B 项正确．10．如图所示，圆柱形的容器内有若干个长度不同、粗糙程度相同的直轨道，它们的下端均固定于容器底部圆心O ，上端固定在容器侧壁．若相同的小球以同样的速率，从点O 沿各轨道同时向上运动．对它们向上运动过程，下列说法正确的是( )A ．小球动能相等的位置在同一水平面上B ．小球重力势能相等的位置不在同一水平面上C ．运动过程中同一时刻，小球处在同一球面上D ．当小球在运动过程中产生的摩擦热相等时，小球的位置不在同一水平面上 解析：选D ．小球从底端开始，运动到同一水平面，小球克服重力做的功相同，克服摩擦力做的功不同，动能一定不同，A 项错误．小球的重力势能只与其高度有关，故重力势能相等时，小球一定在同一水平面上，B 项错误．若运动过程中同一时刻，小球处于同一球面上，t ＝0时，小球位于O 点，即O 为球的最低点；设某直轨道与水平面的夹角为θ，则小球在时间t 0内的位移x 0＝v t 0－12(g sin θ＋μg cos θ)t 20，由于球的半径R ＝x 02sin θ与θ有关，故小球在同一时刻一定不在同一球面上，C 项错误．小球运动过程中，摩擦产生的热量等于克服摩擦力所做的功，即Q ＝μmg cos θ·hsin θ＝μmgh cot θ，倾角θ不同时高度h 不同，D 项正确．11．一质点在0～15 s 内竖直向上运动，其加速度—时间图象如图所示，若取竖直向下为正，g 取10 m/s 2，则下列说法正确的是( )A ．质点的机械能不断增加B ．在0～5 s 内质点的动能增加C ．在10～15 s 内质点的机械能一直增加D ．在t ＝15 s 时质点的机械能大于t ＝5 s 时质点的机械能解析：选D ．由图象可以看出0～5 s 内的加速度等于g ，质点的机械能不变，故A 错误；在0～5 s 内，质点速度向上，加速度方向向下，加速度与速度方向相反，则质点速度减小，则动能减小，故B 错误；在10～15 s 内，质点向上减速的加速度大于g ，说明质点受到了方向向下的外力，做负功，机械能减少，故C 错误；根据牛顿第二定律，5～10 s 内，mg －F ＝ma ，得：F ＝2m ，方向向上，做正功，质点机械能增加；10～15 s 内，mg ＋F ＝ma ，得F ＝2m ，方向向下，质点机械能减少；质点一直向上做减速运动，则10～15 s 内的速度小于5～10 s 内的速度，则10～15 s 内的位移s 10～15小于5～10 s 内的位移s 5～10，故Fs 5～10＞Fs 10～15，则5～15 s 内质点机械能增加的多，减少的少，故质点在t ＝15 s 时的机械能大于t ＝5 s 时的机械能，D 正确．12．在学校组织的趣味运动会上，某科技小组为大家提供了一个游戏．如图所示，将一质量为0.1 kg 的钢球放在O 点，用弹射装置将其弹出，使其沿着光滑的半圆形轨道OA和AB 运动．BC 段为一段长为L ＝2.0 m 的粗糙平面，DEFG 为接球槽．圆弧OA 和AB 的半径分别为r ＝0.2 m 、R ＝0.4 m ，小球与BC 段的动摩擦因数为μ＝0.7，C 点离接球槽的高度为h ＝1.25 m ，水平距离为x ＝0.5 m ，接球槽足够大，g 取10 m/s 2.求：(1)要使钢球恰好不脱离圆弧形轨道，钢球在A 点的速度大小； (2)钢球恰好不脱离轨道时，在B 位置对半圆形轨道的压力大小； (3)要使钢球最终能落入槽中，弹射速度v 0至少多大？ 解析：(1)要使钢球恰好不脱离轨道，钢球在最高点时， 对钢球分析有mg ＝m v 2AR ，解得v A ＝2 m/s.(2)钢球从A 到B 的过程由动能定理得 mg ·2R ＝12m v 2B －12m v 2A ，在B 点有F N －mg ＝m v 2BR ，解得F N ＝6 N ，根据牛顿第三定律，钢球在B 位置对半环形轨道的压力为6 N. (3)从C 到D 钢球做平抛运动，要使钢球恰好能落入槽中， 则x ＝v C t ，h ＝12gt 2，解得v C ＝1 m/s ，假设钢球在A 点的速度恰为v A ＝2 m/s 时，钢球可运动到C 点，且速度为v C ′，从A 到C 有mg ·2R －μmgL ＝12m v C ′2－12m v 2A，解得v C ′2<0，故当钢球在A 点的速度恰为v A ＝2 m/s 时，钢球不可能到达C 点，更不可能入槽，要使钢球最终能落入槽中，需要更大的弹射速度，才能使钢球既不脱离轨道，又能落入槽中．当钢球到达C 点速度为v C 时，v 0有最小值，从O 到C 有mgR －μmgL ＝12m v 2C －12m v 20， 解得v 0＝21 m/s.答案：(1)2 m/s (2)6 N (3)21 m/s。
能量守恒定律_例题解析
能量守恒定律例题解析例 1 在摩擦生热的现象中________能转化为________能；在气体膨胀做功的现象中________能转化为________能；在热传递的过程中，高温物体的内能________，低温物体的内能________，内能从________转移到________，而能的总量________．策略分析此题的关键在于如何理解“能量守恒定律”中的“转化”、“转移”和“守恒”这几个关键的词，当能量发生转化时一定表现为：一种形式的能减少而变化成另一种形式的能，则另一种形式的能增大．而“转移”则是指一种形式的能在物体与物体间，或同一物体的不同部分间发生了数量的变化，即增加与减少，而没有形式的变化．但能的总量却保持不变．所以无论在摩擦生热现象中，气体膨胀做功的过程中及热传递的过程中，都服从“能量守恒”定律．解答机械能；内；内；机械；减少；增加；高温物体；低温物体；保持不变．总结1．易错分析：对能量守恒定律理解不深，不善于考察题中各种情况的能量转化或转移．2．同类变式：利用做功的方法改变物体内能的实质是________和________间的相互________过程．利用热传递改变物体内能的实质是________在物体之间相互________的过程答案：机械能，内能，转化，内能，转移3．思维延伸：下列各种现象中，只有能的转移而不发生能的转化的过程是[ ] A．冬天用手摸户外的东西感到冷B．植物吸收太阳光进行光合作用C．水蒸气顶起壶盖D．电灯发光发热答案：A 例2 下列现象中，能量转化正确的是[ ] A．子弹打入墙壁的过程中，机械能转化为内能B．电流通过电炉时，电能转化为内能C．暖水瓶中的水蒸气把瓶塞冲起，内能转化为机械能D．给蓄电池充电的过程中，化学能转化为电能策略判断这四个现象中的能的转化的关键，是理解好“转化”的含意．即“转移、变化”的意思，这里既有数量的变化．同时还有形式的变化，在给蓄电池充电时消耗的是电能，得到的是化学能，即电能减少，化学能增大，所以应是电能转化成化学能，而不是化学能转成电能．所以D选项错误，其余三项正确．解答A、B、C总结1．易错分析：不能把握实例中物体最初具有什么能．后来又转化成了什么形式的能．漏选A是对转化成的内能这个结果不清楚．漏选B是由于疏忽而认为是内能转化为电能．而选D是误认为充电过程是化学能转化为电能，或正好理解反了．2．同类变式：下面关于能量转化的说法正确的是[ ] A．用砂轮磨刀时，有内能转化为动能B．陨石进入大气层成为流星时，是内能转化为机械能C．壶中的水沸腾时壶盖不停地跳动，是水的势能转化为壶盖的动能D．用打气筒给轮胎打气，打气筒发热是机械能转化为内能答案：D 3．思维延伸：指出下面几个过程中，哪些是能的转移，哪些是能的转化，如果是能的转化，指出是什么能转化为什么能．(1)电炉丝通电发红________(2)流星拖着发光的亮尾巴________(3)烧开水，水先变热后沸腾________(4)太阳能电池________(5)水平面上运动的小球撞动静止的小球________答：(1)电能转化为内能；(2)机械能转化为内能；(3)内能转移；(4)太阳能转化为电能；(5)机械能转移。
高二物理典型例、易错题：能量守恒定律的典型例题
能量守恒定律的典型例题[例1]试分析子弹从枪膛中飞出过程中能的转化．[分析]发射子弹的过程是：火药爆炸产生高温高压气体，气体推动子弹从枪口飞出．[答]火药的化学能→通过燃烧转化为燃气的内能→子弹的动能．[例2]核电站利用原子能发电，试说明从燃料铀在核反应堆中到发电机发出电的过程中的能的转化．[分析]所谓原子能发电，是利用原子反应堆产生大量的热，通过热交换器加热水，形成高温高压的蒸汽，然后推动蒸汽轮机，带动发电机发电．[答]能的转化过程是：核能→水的内能→汽轮机的机械能→发电机的电能．[说明]在能的转化过程中，任何热机都不可避免要被废气带走一些热量，所以结合量守恒定律可得到结论：不消耗能量，对外做功的机器（称为第一类永动机）是不可能的；把工作物质（蒸汽或燃气）的能量全部转化为机械能（称第二类永动机）也是不可能的．【例3】将一个金属球加热到某一温度，问在下列两种情况下，哪一种需要的热量多些？（1）将金属球用一根金属丝挂着（2）将金属球放在水平支承面上（假设金属丝和支承物都不吸收热量）A．情况（1）中球吸收的热量多些B．情况（2）中球吸收的热量多些C．两情况中球吸收的热量一样多D．无法确定[误解]选（C）。
[正确解答]选（B）。
[错因分析与解题指导]小球由于受热体积要膨胀。
由于小球体积的膨胀，球的重心位置也会变化。
如图所示，在情况（1）中，球受热后重心降低，重力对球做功，小球重力势能减小。
而在情况（2）中，球受热后重心升高。
球克服重力做功，重力势能增大。
可见，情况（ 1）中球所需的热量较少。
造成[误解]的根本原因，是忽略了球的内能与机械能的转变过程。
这是因为内能的变化是明确告诉的，而重力势能的变化则是隐蔽的。
在解题时必须注意某些隐蔽条件及其变化。
[例4]用质量M=0．5kg的铁锤，去打击质量m=2kg的铁块。
铁锤以v=12m/s的速度与铁块接触，打击以后铁锤的速度立即变为零。
设每次打击产生的热量中有η=50%被铁块吸收，共打击n=50次，则铁块温度升高多少？已知铁的比热C=460J/kg℃。
高中物理第十二章电能能量守恒定律知识总结例题(带答案)
高中物理第十二章电能能量守恒定律知识总结例题单选题1、若用E表示电源电动势，U表示路端电压，U内表示内电压，R表示外电路的总电阻，r表示电源的内阻，I 表示总电流，则下列各式中正确的是（）A．U＝IR B．U＝E＋IRC．U=ERrD．U内＝IR答案：A根据闭合电路欧姆定律I=ER+r,可知U=IR=E−Ir=ER+rRU内=Ir=E−IR故选A。
2、如图所示，电键K接通时，A、B两灯均正常发光，后因电路出现了故障，A、B两灯均熄灭，用理想电压表测电压Uab＝0，Ubc＝0，Ucd＝4V，Uad＝4V，由此可知电路中发生断路的地方是（）A．A灯B．B灯C．变阻器D．A、B两灯同时断路答案：C该电路为串联电路，闭合开关后，两灯泡都不发光，说明电路有断路；用理想电压表测电压Ucd＝4V，Uad＝4V；因为Ucd＝4V，即为电源电压，因此cd之间的变阻器出现断路现象，其它部分接触良好，故C正确；ABD错误。
故选C。
3、一电源的电动势为E，内阻为r，仅对阻值为R的电阻供电时，通过R的电流为I，路端电压为U，供电效率为η，R消耗的功率为P。
若外电阻阻值变为2R，下列判断正确的是（）A．电流变为12I B．路端电压可能为7U3C．电阻2R消耗的功率可能是7P8D．效率可能为2η答案：CA．当外电阻阻值为R时，根据闭合电路欧姆定律得I=E R+r当外电阻阻值变为2R时，根据闭合电路欧姆定律得Iʹ=E2R+r>I2故A错误；B．当外电阻阻值为R时，路端电压U=RR+rE当外电阻阻值变为2R时，路端电压U′=2R2R+rE<2U故B错误；C．根据P=U2 R又U′<2U 可得P′<2P 根据P=I2R 又I′>I 2可得P′>P 2联立可得P2<P′<2P 故C正确；D．根据η=U E结合B选项，可知η′<2η故D错误。
故选C。
4、图所示的电路中，电阻R=2 Ω。
能量守恒定律 典型例题解析
能量守恒定律典型例题解析
【例1】写出与下列现象对应的能量转化关系．
(1)利用液化气做饭；
(2)利用电炉取暖；
(3)炮弹从炮筒中射出去；
(4)电动机带动抽水机将水输送到高处．
解析：(1)液化气燃烧是化学能转化为内能．
(2)利用电炉取暖是电能转化为内能．
(3)炮弹的发射通过火药燃烧产生高温高压燃气把炮弹推出去的，所以是化学能转化为内能，再转化成机械能．
(4)电动机旋转是电能转化成机轴旋转的动能，将水送到高处使水得到重力势能，所以整个过程是电能转化为动能，再转化为重力势能的过程．
点拨：各种形式的能在一定的条件下都可以相互转化，掌握好这一点是解答本题的关键．
【例2】建筑工地上使用打桩机，打桩锤从6m高处自由落下时，锤与桩因冲击力作用表面温度升高，这表明
[ ] A．动能守恒
B．势能守恒
C．机械能守恒
D．能量守恒
解析：打桩锤在自由下落过程中，势能逐渐减小动能逐渐增大，机械能守恒，当锤与桩发生撞击时，就有一部分机械能转化为内能，使锤和桩的表面温度升高，这时机械能减小，内能增加，总的能量仍然守恒．点拨：在能的转化和转移过程中，能的总量是保持不变的．
跟踪反馈
1．能量守恒定律表明的是
[ ] A．动能和势能是守恒的
B．内能和机械能是守恒的
C．能量的变化等于做功的多少
D．能量既不会凭空产生，也不会凭空消失
2．用活塞压缩气缸里的空气，对空气做了900 J的功，同时气缸向外散热210 J，气缸中空气内能改变了________J．
参考答案
1．D 2．630W。
高中物理能量守恒定律课后习题答案及解析
高中物理能量守恒定律课后习题答案及解析练习与应用1．下面的设想符合能量守恒定律吗？请简述理由。
（1）利用永久磁铁间的作用力，造一台永远转动的机械。
（2）造一条没有动力系统的船在水面上行驶。
（3）通过太阳照射飞机，使飞机不带燃料也能飞行。
解析：（1）利用永久磁铁间的作用力，制成一台机械，不消耗能量而不停地转动，不符合能量守恒定律；（2）船上没有动力系统，没有其他形式的能可以转化成船向前行驶的动能，这不符合能量守恒定律；（3）可利用光能的可转化性和电能的可收集性，使光能转化为飞机的动能，实现飞机飞行，符合能量守恒定律。
2．有一瓶盛500 mL 的饮料罐，其标签上注有“180 kJ/100 mL ”的能量参考值。
请你估算这瓶饮料的能量相当于一个成年人爬多少层楼所做的功。
解析：这瓶500mL 的饮料能提供的总能量E=180×103100×500J =9×105J一个成年人的体重约60kg ，每层楼高约3m ，若这瓶饮料的能量相当于该成年人爬n 层楼所做的功，则应有E=mgnh=Gnh故n=EGℎ=9×105600×3=500即相当于成年人爬500层楼所做的功。
3．为测算太阳射到地面的辐射能，某校科技实验小组的同学把一个横截面积是300 cm2的矮圆筒的内壁涂黑，外壁用保温材料包裹，内装水0.6 kg。
让阳光垂直圆筒口照射2 min后，水的温度升高了1 ℃。
请由此估算在阳光直射时地面上每平方米每分钟接收的太阳能量。
水的比热容c为4.2×103 J/（kg·℃）。
解析：横截面积s＝300cm2＝3×10-2m2，2min内水吸收的热量Q=Cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×0.6kg×1℃=2.52 ×103J,则Q1=QtS=4.2×104J/(m2·min),所以每平方米每分钟吸收的热量为4.2×104J。
高考物理三轮冲刺训练：能量守恒定律(解析版)
能量守恒定律【原卷】1．如图所示，电动机带动下，皮带的传输速度不变，AB 为皮带上方的水平段。
小物块由静止轻放在皮带左端A 处，经过一段时间，物块的速度等于皮带的速度，已知传动轮的半径为R ，物块与皮带之间的动摩擦因数为μ。
(1)为使物块运动到皮带右端B 处时能脱离皮带，皮带的传输速度v 和AB 段的长度l 应分别满足什么条件？(2)若AB 段的长度足够长，已知皮带的传输速度为v ，现每隔一段相等的时间就在A 处释放一个质量为m 的物块，经过一段时间后，皮带右侧相邻物块之间的距离增大到最大值d 之后保持不变，直到脱离皮带。
求皮带每传输一个物块电动机对皮带做的功，并求电动机对皮带做功的平均功率。
2．如图，粗糙斜面与光滑水平面通过光滑小圆弧平滑连接，斜面倾角θ=37°。
小滑块（可看作质点）A 的质量为m A =1kg ，小滑块B 的质量为m B =3kg ，其左端连接一水平轻质弹簧。
若滑块A 在斜面上受到大小为4N ，方向垂直斜面向下的恒力F 作用时，恰能沿斜面匀速下滑。
现撤去F ，让滑块A 从距斜面底端L =4m 处，由静止开始下滑。
取210m/s g =，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：(1)滑块A 与斜面间的动摩擦因数；(2)撤去F 后，滑块A 到达斜面底端时的速度大小；(3)滑块A 与弹簧接触后的运动过程中弹簧最大弹性势能。
3．如图所示，一半径为R 的粗糙圆弧轨道固定在竖直面内，A 、B 两点在同一条竖直线上，OA与竖直方向的夹角为60α︒=。
一质量为m的小球以初速度v0水平抛出，小球从A点沿切线方向进入圆弧轨道，且恰好能运动到B点。
小球可视为质点，空气阻力不计，重力加速度为g。
求：(1)小球在A点的速度v；(2)小球抛出点距A点的高度h；(3)小球从A点运动到B点的过程中，因与轨道摩擦产生的热量Q。
4．如图所示，倾角30θ︒=的光滑斜面底端固定一垂直于斜面的挡板，一质量M=3kg的木板A 放置在斜面上，下端离挡板的距离d=10m，A的上端放置有一质量为m=1kg的小物块B。
5.4功能关系 能量守恒定律(解析版)
5.4功能关系能量守恒定律一、几种常见的功能关系及其表达式力做功能的变化定量关系合力的功动能变化W＝E k2－E k1＝ΔE k重力的功重力势能变化(1)重力做正功，重力势能减少(2)重力做负功，重力势能增加(3)W G＝－ΔE p＝E p1－E p2弹簧弹力的功弹性势能变化(1)弹力做正功，弹性势能减少(2)弹力做负功，弹性势能增加(3)W弹＝－ΔE p＝E p1－E p2只有重力、弹簧弹力做功机械能不变化机械能守恒，ΔE＝0除重力和弹簧弹力之外的其他力做的功机械能变化(1)其他力做多少正功，物体的机械能就增加多少(2)其他力做多少负功，物体的机械能就减少多少(3)W其他＝ΔE一对相互作用的滑动摩擦力的总功机械能减少内能增加(1)作用于系统的一对滑动摩擦力一定做负功，系统内能增加(2)摩擦生热Q＝F f·x相对类型比较静摩擦力做功滑动摩擦力做功不能量的转化方面只有机械能从一个物体转(1)将部分机械能从一个同点移到另一个物体，而没有机械能转化为其他形式的能物体转移到另一个物体(2)一部分机械能转化为内能，此部分能量就是系统机械能的损失量一对摩擦力的总功方面一对静摩擦力所做功的代数和总等于零一对滑动摩擦力做功的代数和总是负值相同点正功、负功、不做功方面两种摩擦力对物体可以做正功，也可以做负功，还可以不做功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，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变．2．表达式ΔE减＝ΔE增．3．基本思路(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．功能关系的理解和应用1．对功能关系的理解(1)做功的过程就是能量转化的过程。
不同形式的能量发生相互转化是通过做功来实现的。
(2)功是能量转化的量度，功和能的关系，一是体现在不同的力做功，对应不同形式的能转化，具有一一对应关系，二是做功的多少与能量转化的多少在数值上相等。
能量守恒定律的典型例题
能量守恒定律的典型例题[例1]试分析子弹从枪膛中飞出过程中能的转化．[分析]发射子弹的过程是：火药爆炸产生高温高压气体，气体推动子弹从枪口飞出．[答]火药的化学能→通过燃烧转化为燃气的内能→子弹的动能．[例2]核电站利用原子能发电，试说明从燃料铀在核反应堆中到发电机发出电的过程中的能的转化．[分析]所谓原子能发电，是利用原子反应堆产生大量的热，通过热交换器加热水，形成高温高压的蒸汽，然后推动蒸汽轮机，带动发电机发电．[答]能的转化过程是：核能→水的内能→汽轮机的机械能→发电机的电能．[说明]在能的转化过程中，任何热机都不可避免要被废气带走一些热量，所以结合量守恒定律可得到结论：不消耗能量，对外做功的机器（称为第一类永动机）是不可能的；把工作物质（蒸汽或燃气）的能量全部转化为机械能（称第二类永动机）也是不可能的．【例3】将一个金属球加热到某一温度，问在下列两种情况下，哪一种需要的热量多些（1）将金属球用一根金属丝挂着（2）将金属球放在水平支承面上（假设金属丝和支承物都不吸收热量）A．情况（1）中球吸收的热量多些B．情况（2）中球吸收的热量多些C．两情况中球吸收的热量一样多D．无法确定[误解]选（C）。
[正确解答]选（B）。
[错因分析与解题指导]小球由于受热体积要膨胀。
由于小球体积的膨胀，球的重心位置也会变化。
如图所示，在情况（1）中，球受热后重心降低，重力对球做功，小球重力势能减小。
而在情况（2）中，球受热后重心升高。
球克服重力做功，重力势能增大。
可见，情况（ 1）中球所需的热量较少。
造成[误解]的根本原因，是忽略了球的内能与机械能的转变过程。
这是因为内能的变化是明确告诉的，而重力势能的变化则是隐蔽的。
在解题时必须注意某些隐蔽条件及其变化。
[例4]用质量M=0．5kg的铁锤，去打击质量m=2kg的铁块。
铁锤以v=12m/s的速度与铁块接触，打击以后铁锤的速度立即变为零。
设每次打击产生的热量中有η=50%被铁块吸收，共打击n=50次，则铁块温度升高多少已知铁的比热C=460J/kg℃。
高中物理第十二章电能能量守恒定律题型总结及解题方法(带答案)
高中物理第十二章电能能量守恒定律题型总结及解题方法单选题1、某款扫地机器人如图所示，额定功率为24 W，额定电流为3 A，正常工作时电机输出的功率为19.5 W，锂电池容量为9 A·h。
为延长锂电池寿命，当剩余电量为总容量的20%时就需要充电，则（）ΩA．电机的电阻为83B．额定电压为6.5 VC．正常工作时，单位时间内电机产生的热量为19.5 JD．充满电的电池可以正常工作的时间为2.4 h答案：DA．由P=P出+I2r得r=0.5 ΩA项错误；B．由P=UI得额定电压U=8 VB项错误；C．正常工作时，单位时间内电机产生的热量Q=I2rt=4.5 JC项错误；D．由解得t=2.4 hD项正确。
故选D。
2、下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中不正确．．．的是（）A．电功率越大，则电流做功越快，电路中产生的热量一定越多B．W=UIt适用于任何电路，而W=I2Rt=U2Rt只适用于纯电阻电路C．在非纯电阻电路中，UIt>I2RtD．热量Q=I2Rt适用于任何电路答案：AA．电功率越大，则电流做功越快，但电路中产生的热量不一定多，故A错误；B．电功的定义式为W=UIt适用于任何电路，而计算式W=I2Rt=U2 Rt只适用于纯电阻电路，故B正确；C．在非纯电阻电路中，电流所做的功等于产生的热量与其他形式的能之和，所以W>Q即UIt>I2Rt故C正确；D．电路热功率的定义式为Q=I2Rt适用于计算任何电路中产生的热量，故D正确。
3、在如图所示的电路中R1=4Ω，R2=6Ω，电源电动势E=3V。
当S闭合时，理想电压表的示数为U=1V。
则流过电源的电流为和电源的内阻分别为（）A．0.25A，2ΩB．0.5A，2ΩC．0.25A，4ΩD．0.5A，4Ω答案：A流过电源的电流与流过R1的电流相同，根据欧姆定律I=UR1=14A=0.25A根据闭合电路欧姆定律I=ER1+R2+r代入数据可得电源内电阻r=2Ω故选A。
高中物理热力学第一定律 能量守恒定律 例题解析
热力学第一定律 能量守恒定律 例题解析1．关于物体内能变化，以下说法中正确的是A ．物体对外做功，温度一定降低，内能一定减少B ．物体吸收热量，温度一定增加，内能一定增大C ．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变D ．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变[精与解] 改变物体内能的途径有两个，做功和热传递。
分析问题时必须同时考虑做功和热传递两个因素对内能的影响。
物体对外界做多少功内能就会减少多少；外界对物体做多少功物体内能就会增加多少。
物体吸收多少热量内能就会增加多少；物体发出多少热量内能就会减少多少。
A 、B 选项错误的原因都只考虑了做功或热传递一个因素对内能的影响。
D 选项虽然考虑了做功或热传递两个因素对内能的影响，但两个因素都使内能减少，故D 选项错误。
正确答案为C 。
[解后思] 用热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W 解题，要根据系统做功的正、负，吸热还是放热以及内能的增减，来确定公式中ΔU 、Q 、W 的正负。
当外界对系统做功、吸热、内能增加时，ΔU 、Q 、W 取正值；当系统对外界做功、放热、内能减少时，ΔU 、Q 、W 取负值。
[延伸] 例如：一定质量的气体从外界吸收了4.2×105J 的热量，同时气体对外做了 6×105J 的功， 物体的内能增加还是减少？变化量是多少？解析：气体从外界吸热：Q=4.2×105J ，气体对外做功：W=－6×105J ，由热力学第一定律：⊿U=W+Q=－6×105J ＋4.2×105J=－1.8×105J ，⊿U 为负，说明气体的内能减少了1.8×105J 。
2．水在1个标准大气压下沸腾时，汽化热为L=2264 J/g ，这时质量m=1g 的水变为水蒸气，其体积由V1=1.043 cm3变为V2=1676 cm3，在该过程中水增加的内能是多少？[精与解] 在1 g 水汽化的过程中吸收的热量为Q=mL=1×2264 J ， 水气在1标准大气压下做等压膨胀，对外界所做的功为 W=p0（V2－V1）=1.013×105×(1676－1.043)×10-6 J=170 J根据热力学第一定律，增加的内能为： ΔU=Q+W=2264 J －170 J≈2094 J[评注] 一定量的液体全部汽化时，在一大气压条件下体积将增大1000倍左右，气体对外界做功W=p0ΔV ，p0为大气压强。
高中物理必修2能量 能量转化与守恒定律-例题解析
能量 能量转化与守恒定律-例题解析与前面学习的机械能守恒受条件限制不同，能量的转化和守恒是无条件的.能量守恒定律是最基本、最普遍、最重要的自然规律之一.任何形式的能量相互之间都可以转化，但转化过程并不减少它们的总量.我们在分析物理过程、求解实际问题时，对减少的某种能量，要能追踪它的去向；对增加的能量，要能查寻它的来源.可以按照“总的减少量等于总的增加量”列出数学方程.能源利用实际就是不同形式能量间的转换，把不便于人们利用的能量形式转变成便于利用的形式.(比如把水的机械能转变成电能)【例1】 一质量为2 kg 的物块从离地80 m 高处自由落下，测得落地速度为30 m/s ，求下落过程中产生的内能.(g =10 m/s 2)思路:下落过程中减少的机械能变成了内能. 解析:根据能量守恒，产生的内能为：E =mgh －21mv 2=(2×10×80－21×2×302) J=700 J. 【例2】 如图4－28，一固定的楔形木块，其斜面的倾角为θ=30°，另一边与地面垂直，顶上有一定滑轮，一柔软的细线跨过定滑轮，两端分别与物块A 和B 连接，A 的质量为4m ，B 的质量为m .开始时将B 按在地上不动，然后放开手，让A 沿斜面下滑而B 上升.物块A 与斜面间无摩擦.设当A 沿斜面下滑s 距离后，细线突然断了.求物块B 上升的最大高度.AB图4－28思路:本题是恒力作用的情形，可以采用隔离法，用牛顿定律求解，也可以利用机械能守恒求解.现在我们直接根据普遍的能量守恒定律求解.物块A 下滑时，减少的重力势能有三个去处：使自己的动能增加，使物块B 的动能、重力势能都增加. 细线断后，物体B 做竖直上抛运动.解析:细线断时，A 、B 的速度大小相同，设为v ，B 上升的高度为h 1=s ，由能量守恒得： 4mgs sin θ=21×4m ×v 2+21mv 2+mgs 设物体B 在细线断后还能再上升h 2，单独对物体B 上升h 2的这一段用能量守恒得：21mv 2=mgh 2 联立以上两式可得：h 2=51s 所以，物体B 上升的最大高度为：h =h 1+h 2=56s . 点评:当我们直接用普遍的能量守恒定律求解时，发现根本不需要再去考虑零势能面、机械能守恒的条件了.【例3】 “和平号”空间站已于2001年3月23日成功地坠落在南太平洋海域，坠落过程可简化为从一个近圆轨道(可近似看作圆轨道)开始，经过与大气摩擦，空间站的绝大部分经过升温、熔化，最后汽化而销毁，剩下的残片坠入大海.此过程中，空间站原来的机械能中，除一部分用于销毁和一部分被残片带走外，还有一部分能量E ′通过其他方式散失(不考虑坠落过程中化学反应的能量变化).(1)试导出用下列各物理量的符号表示散失能量E ′的公式.(2)算出E ′的数值(结果保留两位有效数字).坠落开始时空间站的质量M =1.17×105kg ；轨道离地面的高度为h =146 km ；地球半径R 地=6.4×106m ；坠落空间范围内重力加速度可看作g =10 m/s 2；入海残片的质量m =1.2×104kg ；入海时残片的温度比坠落开始时升高了ΔT =3000 K ；入海残片的入海速度为声速v 0=340 m/ｓ；空间站材料每1 kg 升温1 K 平均所需能量c =1.0×103J/(kg ·K)；每销毁1 kg 材料平均所需能量μ=1.0×107J.解析:本题描述的是2001年世界瞩目的一件大事：“和平号”空间站成功地坠落在南太平洋海域.让绕地球运行的空间站按照预定的路线成功坠落在预定的海域，这件事情本身就极富挑战性，表达了人类征服自然改造自然的雄心和实力.(1)首先我们应弄清题目所述的物理过程，建立一个正确的物理模型.我们将空间站看作一个质点，开始时以一定的速度绕地球运行，具有一定的动能和势能，坠落开始时空间站离开轨道，经过摩擦升温，空间站大部分升温、熔化，最后汽化而销毁，剩下的残片坠落大海，整个过程中，总能量是守恒的.根据题述条件，从近圆轨道到地面的空间中重力加速度g =10 m/s 2，若以地面为重力势能的零点，坠落过程开始时空间站在近圆轨道上的势能为：E p =Mgh . ① 以v 表示空间站在轨道上的速度，可得(R 地表示地球半径，M 地是地球的质量)：G h R v M h R MM +=+地地地22)( 式中G 是万有引力常量. ②因为G2)(h R MM +地地=Mg ③由式②③可得空间站在轨道上的动能：E k =21Mg (R 地+h ) ④由式①④可得，在近圆轨道上空间站的机械能E =21Mg (R 地+h )+Mgh ⑤在坠落过程中，用于销毁部分所需要的能量为：Q 汽=(M －m )μ. ⑥ 用于残片升温所需要的能量：Q 残=cm ΔT .⑦ 残片的动能为：E 残=21mv 02⑧以E ′表示其他方式散失的能量，则由能量守恒定律可得：E =Q 汽+E 残+Q 残+E ′⑨ 由此得：E ′=21Mg (R 地+h )+Mgh －(M －m )μ－21mv 02－cm ΔT .⑩(2)将题给数据代入得：E ′=4.1×1012J.点评:本题题目很长，包含了较多的信息.它取材于重大的科技事件，让人觉得尖端科技离我们并不遥远，仍然离不开最基本的物理学原理.。
第二节能量守恒定律
压缩机是电冰箱的“心脏”，它消耗电能对来自蒸发器的制冷剂做功， 将气态制冷剂压缩。根据热力学第一定律，忽略热传递，由于压缩机对制冷 剂做功，所以使制冷剂的热力学能增加，变成高温高压的蒸汽（如p ≈ 9.2× 105 Pa，t ≈ 46 ℃）。
物理 （通用类）
这种高温高压的制冷剂蒸汽来到冷凝器，由于制冷剂的温度比外界空气 高，因此向空气放热，热力学能减少，被冷却而凝结成常温高压的液体（如p ≈ 9.0×105 Pa ，t ≈ 37 ℃）。
不论空调器如何运转，它从低温热源吸收的热力学能加上压缩机所消耗 的电能总等于向高温热源放出的热力学能，即在整个能量转化过程中，能的 总量是守恒的。
物理 （通用类）
练习3-2
1．空气压缩机的活塞对空气做了2×105 J的功，同时空气的热力学能增 加了1.5×105 J，这时空气与外界传递的热量是多少？是吸热还是放热？
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别的 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其总量保持 不变。这就是能量守恒定律。这是自然界中具有普遍意义的定律之一，也是 各种自然现象都遵循的普遍规律。任何违背能量守恒定律的说法，都被证明 是错误的。
【单元练】(必考题)高中物理必修3第十二章【电能-能量守恒定律】经典习题(含答案解析)
4．恒压电源的内阻可视为零，普通电源的内阻不可忽略。为判别一电源是哪种电源，某同学连接了如图所示实验电路，并断开电键，设想通过观察电键闭合后的电流表作出判断。此方案（ ）
A．无效。因为无论是哪种电路，电流表示数都变大
B．无效。因为无论是哪种电路，电流表示数都变小
C．有效。若是恒压电源，电流表示数不变，若是普通电源，则电流表示数变大
使用电脑的师生一天消耗的电能为
全校师生在家上直播课时一天消耗的总电能为
故选B。
二、填空题
11．2020年10月20日，世界上第一个公里级别的商用超导电缆在上海市徐汇区正式启用。已知该电缆总长1.2公里，输送的电流和电压分别为2000A和35kV。于是该电缆输电的功率为______W。在超导状态下，整根电缆的总电阻不超过10-12Ω。可知用这根电缆输电时，其损耗功率的上限为______W。7×1074×10-6
故选B。
6．如图所示为汽车蓄电池与车灯（电阻不变）、启动电动机组成的电路，蓄电池内阻为0.5Ω，电流表和电压表均为理想电表。只接通S1时，电流表示数为10A，电压表示数为10V；再接通S2，启动电动机工作时，电流表示数变为6A，则此时通过启动电动机的电流是（ ）
A．2AB．10A
C．12AD．20AC
解析：100
[1][2]电路中总功率为 ，故第一只、第二只灯泡的总功率为 ，两灯泡并联，故 ，故 。
16．如图所示电路中，电源电动势E=6V，内阻r=2Ω，R1=4Ω，R2=6Ω，R3=3Ω。
(1)若在C、D间连一个理想电压表，其读数是_____V；
(2)若在C、D间连一个理想电流表，其读数是_____A。
力不均匀
解析：力不均匀。
[1]地磅上称量不同重物时，弹簧的形变不同，则滑动变阻器接入电路的有效电阻不同，则电路中电流就不同。该装置是将力信号转化为电信号。
能量守恒定律的典型例题
能量守恒定律的典型例题[例1]试分析子弹从枪膛中飞出过程中能的转化．[分析]发射子弹的过程是：火药爆炸产生高温高压气体，气体推动子弹从枪口飞出．[答]火药的化学能→通过燃烧转化为燃气的内能→子弹的动能．[例2]核电站利用原子能发电，试说明从燃料铀在核反应堆中到发电机发出电的过程中的能的转化．[分析]所谓原子能发电，是利用原子反应堆产生大量的热，通过热交换器加热水，形成高温高压的蒸汽，然后推动蒸汽轮机，带动发电机发电．[答]能的转化过程是：核能→水的内能→汽轮机的机械能→发电机的电能．[说明]在能的转化过程中，任何热机都不可避免要被废气带走一些热量，所以结合量守恒定律可得到结论：不消耗能量，对外做功的机器（称为第一类永动机）是不可能的；把工作物质（蒸汽或燃气）的能量全部转化为机械能（称第二类永动机）也是不可能的．【例3】将一个金属球加热到某一温度，问在下列两种情况下，哪一种需要的热量多些？（1）将金属球用一根金属丝挂着（2）将金属球放在水平支承面上（假设金属丝和支承物都不吸收热量）A．情况（1）中球吸收的热量多些B．情况（2）中球吸收的热量多些C．两情况中球吸收的热量一样多D．无法确定[误解]选（C）。
[正确解答]选（B）。
[错因分析与解题指导]小球由于受热体积要膨胀。
由于小球体积的膨胀，球的重心位置也会变化。
如图所示，在情况（1）中，球受热后重心降低，重力对球做功，小球重力势能减小。
而在情况（2）中，球受热后重心升高。
球克服重力做功，重力势能增大。
可见，情况（ 1）中球所需的热量较少。
造成[误解]的根本原因，是忽略了球的内能与机械能的转变过程。
这是因为内能的变化是明确告诉的，而重力势能的变化则是隐蔽的。
在解题时必须注意某些隐蔽条件及其变化。
[例4]用质量M=0．5kg的铁锤，去打击质量m=2kg的铁块。
铁锤以v=12m/s的速度与铁块接触，打击以后铁锤的速度立即变为零。
设每次打击产生的热量中有η=50%被铁块吸收，共打击n=50次，则铁块温度升高多少？已知铁的比热C=460J/kg℃。
高中物理能量守恒题解析
高中物理能量守恒题解析在高中物理学习中，能量守恒是一个非常重要的概念。
能量守恒原理指出，在一个封闭系统中，能量总量是不变的，只能从一种形式转化为另一种形式。
这个原理在解决各种物理问题时经常被用到，特别是在能量转化和转移的题目中。
本文将通过具体的题目举例，分析解题方法和考点，帮助高中学生更好地理解和应用能量守恒原理。
题目一：一个小球从A点自由下落到B点，求小球在下落过程中的机械能变化。
解析：在这个题目中，机械能指的是小球的动能和势能的总和。
小球从A点自由下落到B点，只有重力做功，没有其他外力做功，所以机械能守恒。
在A点，小球的机械能只有势能，为mgh，其中m为小球的质量，g为重力加速度，h为A点的高度。
在B点，小球的机械能只有动能，为1/2mv^2，其中v为小球在B点的速度。
因此，小球在下落过程中的机械能变化为mgh - 1/2mv^2。
题目二：一个弹簧常数为k的弹簧被拉伸了x距离，求弹簧的势能和弹簧的弹性势能。
解析：在这个题目中，弹簧的势能指的是弹簧由于被拉伸或压缩而具有的能量。
根据弹簧的势能公式，弹簧的势能等于1/2kx^2，其中k为弹簧的弹性系数，x为弹簧的变形距离。
弹簧的弹性势能即为弹簧的势能。
题目三：一个小球从A点沿斜面下滑到B点，求小球在下滑过程中的机械能变化。
解析：在这个题目中，小球的机械能在A点和B点分别由势能和动能组成。
在A点，小球的机械能只有势能，为mgh，其中m为小球的质量，g为重力加速度，h为A点的高度。
在B点，小球的机械能只有动能，为1/2mv^2，其中v为小球在B点的速度。
由于小球沿斜面下滑，有一部分势能转化为了动能，所以小球在下滑过程中的机械能变化为mgh - 1/2mv^2。
通过以上题目的解析，我们可以看出，能量守恒原理在物理题目中的应用非常广泛。
在解题过程中，关键是要识别出系统的边界，确定能量的转化和转移方式。
同时，要注意使用能量守恒原理列出方程，并结合题目给出的条件进行求解。
专题12 机械能及能量守恒定律(解析版)(第1期)
专题12 机械能及能量守恒定律（解析版）（第1期）一、选择题1.（2022·四川自贡）在2022年北京冬奥会自由式滑雪比赛中，我国运动员谷爱凌获得冠军，她在雪道上自由下滑的过程中，如果不计雪道阻力和空气阻力，下列说法中正确的是（）。
A. 动能不变，重力势能不变，机械能不变；B. 动能增大，重力势能增大，机械能不变；C. 动能增大，重力势能减少，机械能不变；D. 动能减少，重力势能减少，机械能减少【答案】C。
【解析】运动员在雪道上自由下滑时，不计雪道阻力和空气阻力，只有动能和势能的相互转化，机械能守恒。
下滑过程，质量不变，速度变大，高度降低，所以动能增大，重力势能减少。
故选C。
2.（2022·四川南充）掷实心球是南充中考体育项目之一，如图所示是某同学掷出的实心球的运动轨迹，O点是实心球刚离开手的位置，A点是实心球运动到最高点的位置，B点是实心球落地前瞬间的位置，不计空气阻力，下列说法正确的是（）。
A. 实心球离开手后受到重力和惯性力的作用；B. 实心球在最高点A时处于平衡状态；C. 实心球从O运动到B的动能先减小后增大；D. 实心球在O点的机械能大于在B点的机械能【答案】C。
【解析】A．实心球离开手后只受到重力作用，它能继续前进，是由于球具有惯性，而不能说是受到惯性力的作用，因为惯性不是力，故A错误；B．实心球从O点运动到B点，运动的方向和速度都在发生变化，整个过程小球均处于非平衡状态，因此实心球在最高点A时处于非平衡状态，故B错误；C．实心球从O点运动到A点，小球的动能转化为重力势能，则动能减小；实心球从A点运动到B点，小球的重力势能转化为动能，则动能增加。
因此实心球从O运动到B的动能先减小后增大，故C正确；D．小球在整个运动的过程中，忽略空气阻力则只受到重力作用，则机械能守恒，因此实心球在试卷第2页，总7页O 点的机械能等于在B 点的机械能，故D 错误。
故选C 。
3.（2022·安徽省）如图，在2022年北京冬奥会开幕式上，质量约为3t 的奥运五环缓缓升起。
高中物理能量守恒定律例题解析 鲁科版 必修2
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1 / 1 能量守恒定律-例题解析
[例1] 在高为h 的地方以速度v 竖直向上运动的物体,如果只受重力作用,那么它的动能是重力势能2倍时的高度是多少？
解析：物体只受重力作用,那么机械能守恒.那么就有E 1＝E 2
物体的初始位置在h 高处,在此处物体既有动能也有重力势能.即E 1=mgh +2
1mv 2. 物体的末位置在新高处,此处物体的动能恰好是重力势能的2倍.那么此时物体具有的机械能是：E 2=mgh 2+2
1mv 22. 动能是重力势能的2倍,可写成代数式：
2
1mv 22=2mgh 2 所以h 2=h /3+v 2
/6g .
点评：运用机械能守恒定律解决问题时,初、末状态机械能的确定成为关键.
[例2] 一人站在高为H 的悬崖边上,向斜上方抛出一个小球,抛出的速度为v 0,那么物体落到地面上的速度大小为多少?
解析：物体和地球组成的系统机械能守恒,以地面水平线为零重力势能点,有:
mgH +mv 02/2=mv t 2/2
解得：v t =gH v 22
0 .
点评：利用机械能守恒定律时,要注意选取合适的零势能面.利用机械能守恒定律求解,不需要考虑速度的方向,物体在悬崖上不管其速度方向如何,最后落地的速度都是一样的.这也是机械能守恒定律应用的优点之一.。
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能量守恒定律例题解析
例 1 在摩擦生热的现象中________能转化为________能；在气体膨胀做功的现象中________能转化为________能；在热传递的过程中，高温物体的内能________，低温物体的内能________，内能从________转移到________，而能的总量________．
策略分析此题的关键在于如何理解“能量守恒定律”中的“转化”、“转移”和“守恒”这几个关键的词，当能量发生转化时一定表现为：一种形式的能减少而变化成另一种形式的能，则另一种形式的能增大．而“转移”则是指一种形式的能在物体与物体间，或同一物体的不同部分间发生了数量的变化，即增加与减少，而没有形式的变化．但能的总量却保持不变．所以无论在摩擦生热现象中，气体膨胀做功的过程中及热传递的过程中，都服从“能量守恒”定律．
解答机械能；内；内；机械；减少；增加；高温物体；低温物体；保持不变．
总结1．易错分析：对能量守恒定律理解不深，不善于考察题中各种情况的能量转化或转移．
2．同类变式：利用做功的方法改变物体内能的实质是________和________间的相互________过程．利用热传递改变物体内能的实质是________在物体之间相互________的过程
答案：机械能，内能，转化，内能，转移3．思维延伸：下列各种现象中，只有能的转移而不发生能的转化的过程是
[ ] A．冬天用手摸户外的东西感到冷
B．植物吸收太阳光进行光合作用
C．水蒸气顶起壶盖
D．电灯发光发热
答案：A 例2 下列现象中，能量转化正确的是
[ ] A．子弹打入墙壁的过程中，机械能转化为内能
B．电流通过电炉时，电能转化为内能
C．暖水瓶中的水蒸气把瓶塞冲起，内能转化为机械能
D．给蓄电池充电的过程中，化学能转化为电能
策略判断这四个现象中的能的转化的关键，是理解好“转化”的含意．即“转移、变化”的意思，这里既有数量的变化．同时还有形式的变化，在给蓄电池充电时消耗的是电能，得到的是化学能，即电能减少，化学能增大，所以应是电能转化成化学能，而不是化学能转成电能．所以D选项错误，其余三项正确．
解答A、B、C
总结1．易错分析：不能把握实例中物体最初具有什么能．后来又转化成了什么形式的能．漏选A是对转化成的内能这个结果不清楚．漏选B是由于疏忽而认为是内能转化为电能．而选D是误认为充电过程是
化学能转化为电能，或正好理解反了．
2．同类变式：下面关于能量转化的说法正确的是
[ ] A．用砂轮磨刀时，有内能转化为动能
B．陨石进入大气层成为流星时，是内能转化为机械能
C．壶中的水沸腾时壶盖不停地跳动，是水的势能转化为壶盖的动能
D．用打气筒给轮胎打气，打气筒发热是机械能转化为内能
答案：D 3．思维延伸：指出下面几个过程中，哪些是能的转移，哪些是能的转化，如果是能的转化，指出是什么能转化为什么能．
(1)电炉丝通电发红________
(2)流星拖着发光的亮尾巴________
(3)烧开水，水先变热后沸腾________
(4)太阳能电池________
(5)水平面上运动的小球撞动静止的小球________
答：(1)电能转化为内能；(2)机械能转化为内能；(3)内能转移；(4)太阳能转化为电能；(5)机械能转移。