专题7.10 能量守恒定律与能源

第七章机械能守恒定律

第10节能量守恒定律与能源

一、能量守恒定律

1．内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从________为另一种形式，或者从一个物体________，在转化或转移的过程中，________保持不变。

2．建立定律的两个重要事实

（1）确认了________的不可能性；

（2）各种自然现象之间能量的相互联系与转化。

二、能源和能量耗散

1．能源：能源是人类社会活动的物质基础，人类对能源的利用大致经历了三个时期，即________、________、石油时期。

2．能量耗散：燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，就不会再次自动聚集起来供人类重新利用。如电池中的化学能转化为电能，电能又通过灯泡转化成________，热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的________，我们无法把这些内能收集起来重新利用。这种现象叫做能量的________。

3．能量转化的方向性：能量的耗散从________的角度反映出自然界中宏观过程的方向性。

4．能源危机的含义：在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上________了，从便于利用的变成________的了。

一种形式转化转移到别的物体能量的总量永动机

柴薪时期煤炭时期内能和光能内能耗散能量转化降低不便利用

对应不同形

不同的力做功

定量关系

式能的变化

合外力做功动能变化W合=E k2–E k1=∆E k

重力做功

重力势能变

化

重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加，W G=

–∆E p= E p1–E p2

弹簧弹力做功

弹性势能变

化

弹力做正功，弹性势能减少；弹力做负功，弹性势能增加，W F=

–∆E p= E p1–E p2

只有重力、弹力做功

不引起机械

能变化

机械能守恒，∆E=0

除重力和弹力之外

的力做功

机械能变化

除重力和弹力之外的力做多少正功，物体的机械能就增加多少；除重力

和弹力之外的力做多少负功，物体的机械能就减少多少，W=∆E

一对相互作用的滑

动摩擦力做的总功

内能变化作用于系统的一对滑动摩擦力一定做负功，系统内能增加Q=fs相对注意：功和能的关系可以从以下三个层次来理解和把握：

（1）能量有多种不同的形式，且不同形式的能量可以相互转化；

（2）不同形式的能量之间的转化通过做功来实现，即做功的过程就是能量转化的过程；学科*网

（3）做了多少功就有多少能量从一种形式转化为另一种形式，即能量转化的多少可用做功的多少来量度。

【例题】如图所示，卷扬机的绳索通过定滑轮用力F拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移动，在移动过程中，下列说法正确的是

A．F对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和

B．F对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和

C．木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力势能

D．F对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和

参考答案：CD

1．（2018·福建省华安一中、长泰一中等四校联考）习总书记反复强调“绿水青山就是金山银山”，请问下述做法能改善空气质量的是

A．以煤等燃料作为主要生活燃料

B．利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源

C．鼓励私人购买和使用普通汽车

D．用纯电动车汽车代替燃油公交车

2．关于能量和能源，下列说法中正确的是

A．能量在转化和转移的过程中，其总量有可能增加

B．能量在转化和转移的过程中，其总量会不断减少

C．能量在转化和转移的过程中总量保持不变，故节约能源没有必要

D．能量的转化和转移具有方向性，且现有可利用的能源有限，故应节约能源

3．下列说法中正确的是

A．能量的耗散从能量的转化角度反映出自然界中宏观过程的方向性

B．能量守恒表明，节约能源是无意义的

C．随着科技的发展，永动机是可以制成的

D．机械能守恒是自然界遵循的普遍规律

4．某节能运输系统装置的简化示意图如图所示。小车在轨道顶端时，自动将货物装入车中，然后小车载着货物沿不光滑的轨道无初速度下滑，并压缩弹簧，当弹簧被压缩至最短时，立即锁定并自动将货物卸下。

卸完货物后随即解锁，小车恰好被弹回到轨道顶端，此后重复上述过程。则下列说法中正确的是

A．小车上滑的加速度小于下滑的加速度

B．小车每次运载货物的质量必须是确定的

C．小车上滑过程中克服摩擦阻力做的功小于小车下滑过程中克服摩擦阻力做的功

D．小车与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能

5．如图所示，倾角θ=30°的粗糙斜面固定在地面上，长为l 、质量为m 、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平。用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面（此时物块未到达地面），在此过程中

A ．物块的机械能逐渐增加

B ．软绳重力势能共减少14mgl

C ．物块重力势能的减少量等于软绳克服摩擦力所做的功

D ．软绳重力势能的减少等于其动能的增加与克服摩擦力所做功之和

6．将小球以某一初速度从地面竖直向上抛出，取地面为零势能面，小球在上升过程中的动能k E ，重力势能

p E 与其上升高度h 间的关系分别如图中两直线所示，取210m/s g ，下列说法正确的是

A ．小球的质量为0.2 kg

B ．小球受到的阻力（不包括重力）大小为0.25 N

C ．小球动能与重力势能相等时的高度为2013

D ．小球上升到2 m 时，动能与重力势能之差为0.5 J

7．（2018·广西南宁三中收网试题）如图所示，竖直平面内四分之一圆弧轨道AP 和水平传送带PC 相切于P 点，圆弧轨道的圆心为O ，半径为R =2 m 。小耿同学让一质量为m =1 kg 的小物块从圆弧顶点A 由静止开始沿轨道下滑，再滑上传送带PC ，传送带以速度v =4 m/s 沿逆时针方向的转动。小物块与传送带间