能量守恒定律 典型例题解析
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。
高中物理必修三第十二章电能能量守恒定律经典大题例题(带答案)
高中物理必修三第十二章电能能量守恒定律经典大题例题单选题1、利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻，要求尽量减小实验误差。
下列说法正确的是（）A．应选用较新的干电池作为被测电源，电池的电动势比较大易测量B．应选用内阻比较大旧电池，使得电压表示数变化大C．滑动变阻器的滑片初始时应放在电阻为零的地方，这样可以保护电压表D．根据实验记录的数据作U-I图像时，应连上所有的点。
答案：BAB．干电池用久了内阻会变大，为了使电池的路端电压变化明显，实验时应使用内阻较大的旧电池作为被测电源，使得电压表示数变化大，故A错误，B正确；C．滑动变阻器的滑片初始时应放在接入电路电阻最大的地方，这样可以保护电流表，故C错误；D．根据实验记录的数据作U-I图像时，应通过尽可能多的点并画一条直线，并使不在直线上的点大致均匀对称的分布在直线两侧，故D错误。
故选B。
2、某喷泉喷出的最高水柱约50m，喷管的直径约为10cm，已知水的密度ρ=1×103kg/m3。
据此估计喷管喷水的电动机的输出功率约为（）A．6.5×104WB．1.2×105WC．2.6×105WD．5.2×105W答案：B根据v2=2gℎ可得喷泉喷水的初速度为v0=√2gℎ=10√10m/st时间喷水的质量为m=ρV=ρπd24v0t则喷水消耗的功率大约为P=12mv02t=1.2×105W故选B。
3、一个铁块沿斜面匀速滑下，关于物体的机械能和内能的变化，下列判断中正确的是（）A．物体的机械能和内能都不变B．物体的机械能减少，内能不变C．物体的机械能增加，内能增加D．物体的机械能减少，内能增加答案：D铁块沿斜面匀速滑下时，除重力做功外还有摩擦力做负功，则铁块的机械能减小，减小的机械能转化为铁块的内能，使内能增加。
故选D。
4、关于能量和能源，下列说法正确的是（）A．化石能源是清洁能源，水能是可再生能源B．在能源的利用过程中，由于能量在数量上并未减少，所以不需要节约能源C．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造D．能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减少，但能量品质降低了答案：DA．化石能源在燃烧时放出二氧化硫、二氧化碳等气体，会形成酸雨和温室效应，破坏生态环境，不是清洁能源，水能是可再生资源，故A错误；BD．能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减少，但能量品质降低了；例如，内燃机燃烧汽油把化学能转化为机械能，最终机械能又会转化为内能，而最终的内能人们很难再重新利用，所以我们说能量的品质下降了；所以在能源的利用过程中，有一些能源是不可再生的，所以需要节约能源，故B错误D正确。
高考物理能量守恒题
高考物理能量守恒题能量守恒是物理学中的一个基本原理，它指出在一个封闭系统中，能量的总量是恒定的，即能量既不能被创造，也不能被毁灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
高考物理中，经常会出现涉及能量守恒的题目，考察学生对该原理的理解和运用能力。
下面将通过几道典型的高考物理能量守恒题目来详细讲解。
第一道题目是关于弹性碰撞的。
题目描述如下：一辆初速度为20m/s的小汽车以30°角度斜坡上爬行，小汽车质量为1000kg，爬升的高度为10m，求小汽车达到最高点时的速度。
解题思路如下：首先，我们可以利用重力势能转化为动能的原理来求解。
在小汽车达到最高点时，其动能为零，而它所具有的重力势能等于初始动能，即mgh=1/2mv^2，其中m为小汽车的质量，g为重力加速度，h为爬升的高度，v为小汽车达到最高点时的速度。
代入已知数据计算即可。
接下来是一道关于弹簧振子的题目。
题目描述如下：一根质量为m，劲度系数为k的一端固定的水平弹簧上挂着一个质量为M的重物，现在将重物初始位置拉到与弹簧伸长到原长的位置之间的某一位置，然后释放，求在振动过程中质点动能与势能的最大值。
解题思路如下：在弹簧振子的振动过程中，势能和动能不断地互相转化。
当质点通过平衡位置时，它的动能最大，此时势能为零；而当质点达到最大位移时，势能最大，动能为零。
所以，在振动过程中，质点的动能和势能会不断地在最大值和最小值之间交替变化。
最后来看一道关于机械能守恒的题目。
题目描述如下：一个滑雪者以一定初速度从斜坡的最高点滑下，斜坡高度为h，滑到底线水平路面的速度为v，求滑雪者在斜坡上的最高点与底线之间损失的机械能。
解题思路如下：在整个滑行过程中，滑雪者只受到重力做功，没有受到其他形式的外力。
根据机械能守恒定律可知，初位置的机械能等于滑到底线位置的机械能加上失去的机械能。
初位置的机械能等于重力势能，滑到底线位置的机械能等于动能，所以损失的机械能等于重力势能减去动能。
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。
高中物理最新-能量守恒定律的典型例题 精品
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℃。
2024高考物理能量守恒定律练习题及答案
2024高考物理能量守恒定律练习题及答案1. 在一个高处为10m的楼顶上有质量为2kg的物体A和质量为4kg的物体B。
物体A水平地以5m/s的速度被推出楼顶，物体B静止不动。
物体A与物体B发生完全弹性碰撞后，两者分别以多大的速度运动？假设重力加速度为10m/s²。
解析：根据能量守恒定律，弹性碰撞过程中动能守恒，即物体A在运动过程中的动能完全转移到物体B上。
根据公式KE = 0.5mv²，我们可以用以下公式计算物体A和物体B的速度：物体A的初始动能 = 物体B的动能 + 物体A的末速度²0.5 * 2 * (5)² = 0.5 * 4 * v² + 0.5 * 2 * v²解方程可得:50 = 2v² + 2v²50 = 4v²v² = 12.5v ≈ 3.54 m/s所以，物体A和物体B分别以3.54 m/s的速度运动。
2. 一个物体质量为0.5kg，初始速度为10m/s，经过一段时间后，物体的速度变为5m/s。
在这段时间内，物体所受到的净力是多少？根据动能定理，物体的初动能减去末动能等于物体所做的功，即：功 = 0.5 * m * (v² - u²)= 0.5 * 0.5 * (5² - 10²)= -37.5 J根据牛顿第二定律，力等于物体质量乘以加速度，即：净力 = m * a= 0.5 * (5 - 10)/t （由于物体速度减小，加速度为负值）解方程可得：净力 = -2.5/t因此，在这段时间内物体所受到的净力为-2.5/t 牛顿。
3. 一个质量为2kg的物体从高处落下，下落过程中逐渐失去了5m/s 的速度。
这段过程中物体所受到的净力是多少？解析：对于自由落体运动，物体所受到的净力等于重力，即 F = m * g。
根据动能定理，物体的初动能减去末动能等于物体所做的功，即：功 = 0.5 * m * (v² - u²)= 0.5 * 2 * (0² - (-5)²)因为物体逐渐失去了5m/s的速度，所以功为负值。
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。
高中物理必修三第十二章电能能量守恒定律知识总结例题(带答案)
高中物理必修三第十二章电能能量守恒定律知识总结例题单选题1、已知两电源的电动势分别为E1、E2（E1>E2），内阻分别为r1、r2。
当两电源分别与阻值为R的电阻连接时，外电路消耗的功率正好相等。
若电阻R减小一些，再与E1、E2分别连接时，对应的外电路消耗的功率分别是P1、P2。
则（）A．r1<r2，P1<P2B．r1<r2，P1>P2C．r1>r2，P1<P2D．r1>r2，P1>P2答案：C由外电路消耗的功率相等得(E1 R+r1)2R=(E2R+r2)2R又知E1>E2，则（R＋r1）2>（R＋r2）2故r1>r2；再大致画出UI图像如图所示可知R减小一些（对应图中虚线），在E2中电流增加量大，由P＝I2R可得P1<P2故选C。
2、某无人值守彩色电视中转站采用太阳能电源工作，转换设备电压为24 V，每天发射时间为15 h，功耗20 W，其余9小时为接收等候时间，功耗为5 W，则（）A．转换设备电流恒为56AB．转换设备负载每天耗电量约为14.375 A·hC．转换设备每天消耗电能为345度D．转换设备在等待过程中，工作电压小于24 V答案：BA．发射时间转换设备电流为I1=P1U=2024A=56A而在接收等候时间内，其电流为I2=P2U=524A=524A故A错误；B．转换设备负载每天耗电量约为q=I1t1+I2t2=56×15Ah+524×9Ah=34524Ah≈14.375Ah故B正确；C．转换设备每天消耗电能为W=P1t1+P2t2=20×15Wh+5×9Wh=345Wh=0.345kWh故C错误；D．转换设备在等待过程中，工作电压等于24V，他是恒定不变的，故D错误；故选B。
3、如图所示是根据某次实验记录数据画出的U-I图象，下列关于这个图象的说法中正确的是（）A．纵轴截距表示待测电源的电动势B．横轴截距表示短路电流C．根据r=EI短，计算出待测电源内电阻为12ΩD．电流为0.3A时的外电阻是1.8Ω答案：AA．根据闭合电路欧姆定律U=-Ir+E可知，纵轴截距表示待测电源的电动势。
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。
能量守恒定律与能源 典型例题解析
第7章第10课时能量守恒定律与能源基础夯实1．(2010·秦皇岛高一检测)关于能量和能源，下列说法中正确的是( )A．能量在转化和转移过程中，其总量有可能增加B．能量在转化和转移过程中，其总量会不断减少C．能量在转化和转移过程总量保持不变，故节约能源没有必要D．能量在转化和转移过程中具有方向性，且现有可利用的能源有限，故必须节约能源答案：D解析：根据能量转化和守恒定律，能量在转化过程中总量不变，故A、B均错；由于能量转化的方向性，可利用的能源有限，故必须节约能源，C错，D对．正确答案为D.2．出行是人们工作生活中必不可少的环节，出行的工具五花八门，使用的能源也各不相同．自行车、电动自行车、普通汽车消耗能量的类型分别是( )①生物能②核能③电能④太阳能⑤化学能A．①④⑤B．①③⑤C．①②③D．①③④答案：B解析：现代生活使用的煤、石油、天然气等常规能源，对空气环境的污染越来越严重，而利用太阳能、风能、氢能等新能源则可改善空气质量．此外，限制购买家用轿车可大量减少尾气的排放，提倡使用电动车也能改善空气环境质量，正确答案为B.3．(聊城模拟)我国人民有在房前种树的习惯，夏天大树长出茂密的叶子，为人们挡住炎炎烈日，冬天叶子又会全部掉光，使温暖的阳光照入屋内，可以起到冬暖夏凉的作用．炎热的夏天，我们在经过有树的地方时，也会感到很明显的凉意，关于树木周围比较凉爽的现象，下列说法中正确的是( ) A．树木把大部分太阳光反射出去，使地面温度降低B．树木吸收阳光，使自己温度升高，周围温度降低C．树木吸收阳光，将阳光的能量转化为化学能，使环境温度变低D．白天大树将热量存起来，晚上再将热量放出来，所以白天在树林里感觉凉爽而晚上感觉到热答案：C解析：植物发生光合作用，消耗掉太阳能转化成化学能，根据能量守恒，阳光的能量被转化成化学能，所以树木下会比较凉爽，故C正确．4．行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流．上述不同现象中所包含的相同的物理过程是( )A．物体克服阻力做功B．物体的动能转化为其他形式的能量C．物体的势能转化为其他形式的能量D．物体的机械能转化为其他形式的能量答案：AD解析：汽车制动受到摩擦阻力，动能转化为内能；流星在空中下坠受到空气阻力，动能和势能不断转化为内能；降落伞在空中匀速下降，受到空气阻力，势能转化为内能；条形磁铁在线圈中下落，在线圈中产生感应电流，该电流又阻碍磁铁下落(产生磁场)，机械能转化为电能，最终又转化为内能．上述现象中所包含的相同物理过程是A、D.注：不同的能与不同的运动形式相对应，做功的过程，就是能量的转化过程．5．人们为什么能够利用能量？能量是守恒的，为什么要节约能源？答案：利用能源的过程是一个做功的过程，做功的过程实现了一种形式的能向另一种形式能的转化，也就是说不同形式的能量可以相互转化，为人们利用能源提供了依据．能量耗散表明，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，但在可利用品质上降低了，从便于利用的变成不便于利用的了．这是能源危机更深层次的含意，也是“自然界的能量虽然守恒，但还是要节约能源”的根本原因．因此我们要节约能源，同时积极研究和开发利用新能源，如核能、太阳能．6．大规模开发利用太阳能，将会满足人类长期对大量能源的需求，太阳能的光—热转换是目前技术最为成熟、成本最低廉、应用最广泛的形式．如图(a)是太阳能热水器的构造示意图，下方是像日光灯管似的集热管，外层是透明的玻璃管，内层是黑色管子(管内蓄水)，由导热性能良好的材料制成，在黑色管和透明管之间有空隙，并抽成真空，集热管的下方是块光亮的铝合金板，做成凹凸的曲面，水箱在顶部．(1)试说明太阳能热水器这样构造的道理．(2)如图(b)中A是集热管，B是储水器，C是辅助加热器，在太阳光的照射下，水将沿________流动，(填“顺时针”或“逆时针”)并解释这种现象．答案：(1)集热管表面积较大，便于吸收较多的太阳能，透明玻璃管内有黑色管子，使阳光直射入玻璃管而不易被反射．将黑色管和透明管之间抽成真空，可减少两管间因空气对流损失的能量，减少热传导．集热管下方的铝合金板，做成凹凸的曲面(抛物面)，利用凹面镜将太阳光聚集在水管内，水箱装在顶部，是为了便于水的对流．(2)顺时针．因为集热管中的水被太阳晒热后密度变小受浮力作用将沿管向上运动．7．水从20m高处落下，如果水重力势能的20%用来使水的温度升高，水落下后的温度将升高多少？答案：9.5×10－3℃解析：设质量为m的水从高h＝20m高处落下，使水温度升高Δt，水的比热容为c，则：mgh×20%＝cmΔt得Δt＝9.5×10－3℃.能力提升1．(2011·集宁一中高一检测)如图(甲)所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后下落，如此反复．通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F 随时间t变化的图象如图(乙)所示，则( )A．t1时刻小球动能最大B．t2时刻小球动能最大C．t2～t3这段时间内，小球的动能先增加后减少D．t2～t3这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能答案：C解析：0～t1时间内小球做自由落体运动，落到弹簧上并往下运动的过程中，小球重力与弹簧对小球弹力的合力方向先向下后向上，故小球先加速后减速，t2时刻到达最低点，动能为0，A、B错；t2～t3时间内小球向上运动，合力方向先向上后向下，小球先加速后减速，动能先增加后减少，C对；t2～t3时间内由能量守恒知小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能减去小球增加的重力势能，D错．2．一小滑块放在如图所示的凹形斜面上，用力F沿斜面向下拉小滑块，小滑块沿斜面运动了一段距离．若已知在这过程中，拉力F所做的功的大小(绝对值)为A，斜面对滑块作用所做的功的大小为B，重力做功的大小为C，空气阻力做功的大小为D.当用这些量表达时，小滑块的动能的改变(指末态动能减去初态动能)等于________，滑块的重力势能的改变等于________；滑块机械能(指动能与重力势能之和)的改变等于________．答案：A－B＋C－D－C A－B－D解析：根据功能关系，动能的改变等于外力做功的代数和，其中做负功的有空气阻力，斜面对滑块的作用力的功(因弹力不做功，实际上为摩擦阻力的功)．因此ΔE k＝A－B＋C－D；重力势能的减少等于重力做的功，因此ΔE P＝－C；滑块机械能的改变等于重力之外的其他力做的功，因此ΔE ＝A －B －D .3．(2009·沈阳高一检测)如图所示，皮带的速度是3m/s ，两圆心距离s ＝4.5m ，现将m ＝1kg 的小物体轻放在左轮正上方的皮带上，物体与皮带间的动摩擦因数μ＝0.15，电动机带动皮带将物体从左轮运送到右轮正上方时，求：(1)小物体获得的动能E k ； (2)这一过程摩擦产生的热量Q ；(3)这一过程电动机消耗的电能E 是多少？(g ＝10m/s 2) 答案：(1)4.5J (2)4.5J (3)9J解析：(1)μmg ＝ma a ＝1.5m/s 2μmgs ′＝12mv 2所以s ′＝3m<4.5m ，即物体可与皮带达共同速度，E k ＝12mv 2＝12×1×32J ＝4.5J(2)v ＝at t ＝2sQ ＝μmg (vt －s ′)＝0.15×1×10×(6－3)J ＝4.5J(3)E 电＝E k ＋Q ＝4.5J ＋4.5J ＝9J.4．为了测量太阳的辐射功率，某人采取如下简单实验，取一个横截面积是3×10－2m 2的圆筒，筒内装水0.6kg ，用水测量射到地面的太阳能，某一天中午在太阳光直射2min 后，水的温度升高了1℃.求：(1)在阳光直射下，地球表面每平方厘米每分钟获得的能量．(2)假设射到大气顶层的太阳能只有43%到达地面，另外57%被大气吸收和反射，而未到达地面，你能由此估算出太阳辐射的功率吗？答案：(1)4.2J/min·cm 2(2)P ＝4.6×1026W解析：(1)圆筒内的水经过2min 照射后，增加的内能为：ΔE ＝Q ＝cm Δt 代入数据可得：ΔE ＝4.2×103×0.6×1J＝2.5×103J每分钟获得的能量为ΔE 2＝1.25×103J/min圆筒面积S ＝3×10－2m 2＝3×102cm 2地球上每分钟每平方厘米获得的能量为： ΔE 2S ＝1.25×1033×102J/(min·cm 2)＝4.2J/(min·cm 2) (2)上述能量也相当于以太阳为球心，以日地距离r 为半径的球面上每分钟每平方厘米获得的能量，设太阳辐射的功率为P ，则：P ×604πr ×43%＝ΔE 2S其中r ＝1.5×1013cm ，解得：P ＝4.6×1026W 5．风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源．风力发电机是将风能(气流的动能)转化为电能的装置，其主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等．如图所示．(1)风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积．设空气密度为ρ，气流速度为v ，风轮机叶片长度为r .求单位时间内流向风轮机的最大风能P m ；(2)已知风力发电机的输出电功率P 与P m 成正比．某风力发电机在风速v 1＝9m/s 时能够输出电功率P 1＝540kW.我国某地区风速不低于v 2＝6m/s 的时间每年约为5000小时．试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时．答案：(1)12πρr 2v 3 (2)8×105kW·h解析：(1)风垂直流向风轮机时，提供的风能功率最大． 单位时间内垂直流向叶片旋转面积的气体质量为ρvS ，S ＝πr 2风能的最大功率可表示为P ＝12(ρvS )v 2＝12ρv πr 2v 2＝12πρr 2v 3 (2)按题意，风力发电机的输出功率为P 2＝(v 2v 1)3·P 1＝(69)3×540kW＝160kW最小年发电量约为W ＝P 2t ＝160×5000kW·h＝8×105kW·h.7.10 能量守恒定律与能源 每课一练（人教版必修2）1．关于功和能，下列说法中正确的是( )A ．功和能的单位相同，物理意义也相同B．物体未对外做功，这个物体就不具有能量C．物体对外做功多，这个物体具有的能量就多D．功和能不能相互转化，是不同的两个物理量2．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3．下列关于能量守恒定律的认识正确的是( )A．某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加B．某个物体的能减少，必然有其他物体的能增加C．不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机不可能制成D．石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了4．有人设想在夏天用电冰箱来降低房间的温度．他的办法是：关好房间的门窗然后打开冰箱的所有门让冰箱运转，且不考虑房间内外热量的传递，则开机后，室内的温度将( )A．逐渐有所升高B．保持不变C．开机时降低，停机时又升高D．开机时升高，停机时降低5．行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流．上述不同现象中所包含的相同的物理过程是( )A．物体克服阻力做功B．物体的动能转化为其他形式的能量C．物体的势能转化为其他形式的能量D．物体的机械能转化为其他形式的能量6.图2一质量均匀且不可伸长的绳索，重为G，A、B两端固定在天花板上，如图2所示．今在最低点C施加一竖直向下的力将绳缓慢拉至D点，在此过程中，绳索AB的重心位置( )A．逐渐升高B．逐渐降低C．先降低后升高D．始终不变7．如图3所示，图3轻质弹簧长为L，竖直固定在地面上，质量为m的小球，在离地面高度为H处，由静止开始下落，正好落在弹簧上，使弹簧的最大压缩量为x.在下落过程中，小球受到的空气阻力为F阻，则弹簧在最短时具有的弹性势能为( )A．(mg－F阻)(H－L＋x)B．mg(H－L＋x)－F阻(H－L)C．mgH－F阻(H－L)D．mg(L－x)＋F阻(H－L＋x)8．如图4所示，图4在抗洪救灾中，一架直升机通过绳索用恒力F竖直向上拉起一个漂在水面上的木箱，使其由水面开始加速上升到某一高度，若考虑空气阻力而不考虑空气浮力，则在此过程中，以下说法正确的有( )A．力F所做的功减去克服阻力所做的功等于木箱重力势能的增量B．木箱克服重力所做的功等于木箱重力势能的增量C．力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于木箱动能的增量D．力F和阻力的合力所做的功等于木箱机械能的增量9.图5如图5所示，一块长木板B放在光滑的水平面上，在B上放一物体A，现以恒定的外力拉B，由于A、B间摩擦力的作用，A将在B上滑动，以地面为参照物，A、B都向前移动一段距离．在此过程中( )A．外力F做的功等于A和B动能的增量B．B对A的摩擦力所做的功，等于A的动能增量C．A对B的摩擦力所做的功，等于B对A的摩擦力所做的功D．外力F对B做的功等于B的动能的增量与B克服摩擦力所做的功之和10．一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．关于这一过程，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11．水平传送带以速度v匀速转动，图6一质量为m的小木块A由静止轻放在传送带上，若小木块与传送带间的动摩擦因数为μ，如图6所示，在小木块与传送带相对静止时，转化为内能的能量为( )A．mv2B．2mv2C.14mv2D.12mv212.图7如图7所示，在光滑的水平面上，有一质量为M的长木块以一定的初速度向右匀速运动，将质量为m的小铁块无初速度地轻放到木块右端．小铁块与木块间的动摩擦因数为μ，当小铁块在木块上相对木块滑动L时与木块保持相对静止，此时长木块对地位移为l.求这个过程中：(1)小铁块增加的动能；(2)木块减少的动能；(3)系统机械能的减少量；(4)系统产生的热量．参考答案1．D 2.D3．ABC4．A [压缩机电机有电流流过，会产生热量，即消耗电能，产生了内能，且房间与外界没有能量交换，所以房内温度会升高，A正确．]5．AD [四个现象中物体运动过程中都受到阻力，汽车主要是制动阻力，流星、降落伞是空气阻力，条形磁铁下落受磁场阻力，因而物体都克服阻力做功，A对；四个物体运动过程中，汽车是动能转化成了内能，流星、降落伞、条形磁铁是重力势能转化成其他形式的能，总之是机械能转化为其他形式的能，D 对．]点拨本题考查综合分析能力，从若干不同的现象中分析找出相同的规律，正确分析理解四种现象中的能量及能量间的相互转化是解决问题的关键．6．A [当用力将绳上某点C拉到D时，外力在不断做功，而物体的动能不增加．因此外力做的功必定转化为物体的重力势能．重力势能增加了，则说明物体的重心升高了，外力不断地做功，重心就会不断地升高，正确选项为A.]点拨重心位置不好判断，可以从重力做功与重力势能的关系判断重力势能的变化从而推出重心的位置变化．7．A [设物体克服弹力做功为W弹，则对物体应用动能定理得(mg－F阻)(H－L＋x)－W弹＝ΔE k＝0，所以，W弹＝(mg－F阻)(H－L＋x)，即为弹簧在最短时具有的弹性势能．]8．BCD [木箱运动过程中，有力F、重力、阻力三个力对木箱做功，合力做功决定着物体动能的改变量，C正确；重力做功决定着重力势能的改变量，B正确，A错误；除重力做功以外，其他力做功的代数和等于物体机械能的改变量，D正确．]9．BD [A物体所受的合外力等于B对A的摩擦力，对A物体运用动能定理，则有B对A的摩擦力所做的功等于A的动能增量，即B对．A对B的摩擦力与B对A的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，但是由于A在B上滑动，A、B对地的位移不等，故二者做功不等，C错．对B应用动能定理，W F －W F f＝ΔE k B，即W F＝ΔE k B＋W F f就是外力F对B做的功，等于B的动能增量与B克服摩擦力所做的功之和，D 对．由上述讨论知B 克服摩擦力所做的功与A 的动能增量(等于B 对A 的摩擦力所做的功)不等，故A 错．]10．BD [由能量守恒定律可知对子弹来讲，减少的机械能一是用于增加木块动能，二是用于增加木块和子弹的内能，D 对．对子弹和木块来讲减少的机械能只用来增加它们的内能，B 对，A 、C 错．]11．D [相对滑动时木块的加速度a ＝μg ，从放上至相对静止所用时间t ＝v a ＝v μg.此过程中传送带对地的位移x 1＝vt ＝v 2μg .木块对地位移为x 2＝v 2t ＝v 22μg.摩擦力对木块做的功等于木块动能的增加，E 1＝W 1＝μmgx 2＝12mv 2.传送带克服摩擦力做的功W 2＝μmgx 1＝mv 2.此过程中传送带克服摩擦力做功将传送带能量转化为木块的动能及内能，由能量守恒定律，内能为ΔE ＝W 2－W 1＝μmg (x 1－x 2)＝12mv 2，故D 正确．] 12．见解析解析 画出这一过程两物体的位移示意图，如图所示．(1)小铁块与长木块相对静止时的速度为v ，则根据动能定理有μmg (l －L )＝12mv 2－0，其中(l －L )为小铁块相对地面的位移，从上式可看出ΔE k m ＝μmg (l －L )．说明摩擦力对小铁块做的正功等于小铁块动能的增量．(2)摩擦力对长木块做负功，根据功能关系ΔE k M ＝－μmgl ，即木块减少的动能等于其克服摩擦力做的功，为μmgl .(3)系统机械能的减少量等于木块减小的动能减去小铁块增加的动能ΔE ＝μmgl －μmg (l －L )＝μmgL(4)m 、M 间相对滑动的位移为L ，根据能量守恒定律，知Q ＝μmgL ，即摩擦力对系统做的总功等于系统产生的热量．。
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.。
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。
专题19 能量守恒中考考题(解析版)
D.煤、石油、天然气提供的能量源自地球本身
【答案】A
【解析】A．能量既不会消灭，也不会创生，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。因此做功过程实质上是能量的转化和转移的过程，故A正确；
B．根据能量守恒定律可知，在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，但能量的转化和转移具有方向性，不能反过来转化，故B错误；
【答案】机械不变电磁波
【解析】根据能量转化可知，火箭升空时，燃料燃烧过程中，将化学能转化为燃气的内能，释放的内能又转化为火箭的机械能。
质量是物体所含物质的多少，不随位置的改变而改变，因此载人飞船的质量不变。
15.（2023辽宁抚顺）2023年5月30日，如图是搭载神舟十六号载人飞船的长征二号运载火箭点火发射时的情景。火箭在加速上升过程中，燃料燃烧释放的内能转化为火箭的______能，所搭载的载人飞船的质量_______（填“变大”“不变”或“变小”）。神舟十六号载人飞船与核心舱通过______（填“超声波”或“电磁波”）进行联系，自主完成对接。
A.甲是“电能”B.乙是“太阳能”C.丙是“电能”D.丁是“机械能”
【答案】C
【解析】由题意可知整个过程是太阳能通过太阳能电池将太阳能转化为电能，电能通过蓄电池将电能转化为化学能储存在蓄电池中，晚上蓄电池对外放电，将化学能转化为电能供应路灯工作，路灯工作时将电能转化为光能，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。
【答案】化学52
【解析】给电动汽车的电池充电时要消耗电能，是将电能转化为化学能储存在电池以备使用。
充满电后它存储的电能为
5.（2023四川成都）我们生活在能量的世界，社会的进步和发展离不开能量。对于能量、能源的认识，下列说法正确的是（）
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。
高中物理必修三第十二章电能能量守恒定律题型总结及解题方法(带答案)
高中物理必修三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、一个竞速四驱车模型的电动机，额定电压为3 V，电流为2 mA，线圈阻值R=5 Ω，当它正常工作时（）A．电动机的输出功率为6×10-3 WB．电动机的发热功率为6×10-3 WC．电动机的输入功率为5.98×10-3 WD．电动机输出的机械功率为5.98×10-3 W答案：D电动机输入功率P入=UI=6×10-3 W线圈发热功率为P热=I2R=2×10-5 W输出功率P出=UI-I2R=5.98×10-3 W即输出的机械功率为5.98×10-3 W。
故选D。
2、为了测出电源的电动势和内阻，除待测电源和开关、导线以外，配合下列哪组仪器，不能达到实验目的（）A．一个电流表和一个电阻箱B．一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器C．一个电压表和一个电阻箱D．一个电流表和一个滑动变阻器答案：DA．根据E=I(R+r)，由电流表测出电流，用电阻箱读出外电阻的阻值，可以求出E、r，故A能达到实验目的，不符合题意；B．根据E=U+Ir，由电流表测出电流，由电压表测出电压，可以求出E、r，故B能达到实验目的，不符合题意；C．根据E=U+URr，由电压表测出电压，用电阻箱读出外电阻的阻值，可以求出E、r，故C能达到实验目的，不符合题意；D．因为滑动变阻器不能读出电阻的数值，所以只有一个电流表和一个滑动变阻器，测不出电动势和内阻，D 不能达到实验目的，符合题意。
故选D。
3、某一电源的电动势为E，内阻为r，外电路（纯电阻电路）的电阻为R，此电路（）A．短路电流为ER B．短路电流为ErC．正常工作时的电流为Er D．正常工作时的电流为ER答案：BAB．短路是指外电路电阻为零，则短路电流为I 短= Er选项A错误，B正确；CD．根据闭合电路的欧姆定律，知此电路正常工作时的电流为I=E R+r选项C、D错误。
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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。