高三物理能量转化与守恒定律.ppt

能量转化与守恒定律 在中学物理中 涉及到许多形式的能 如 动能 势能 电能 内能 核能等 这些形式的能可以互相转化 并且遵循能量转化和守恒定律 能量的概念及其有关规律 如动能定理 功能关系 机械能守恒定律 能量守恒定律 贯穿于中学物理学习的始终 是联系各部分知识的主线 是我们分析和解决物理问题的重要依据 是方法教育与能力培养的重要方面 因此在每年的高考物理试卷中都会出现考查有关能量的试题 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另一个物体 在转化和转移的过程中 能量的总量保持不变 能量转化和守恒定律 能量是状态量 不同的状态有不同数值的能量 能量的变化是通过做功或热传递两种方式来实现的 力学中功是能量转化的量度 热学中功和热量是内能变化的量度 表现形式 克服安培力所做的功等于感应电能的增加 功是能量转化的量度 功能关系 重力所做的功等于重力势能的减少 电场力所做的功等于电势能的减少 弹簧的弹力所做的功等于弹性势能的减少 合外力所做的功等于动能的增加 只有重力和弹簧的弹力做功 机械能守恒 重力和弹簧的弹力以外的力所做的功等于机械能的增加 克服一对滑动摩擦力所做的净功等于机械能的减少 025 上海市黄浦区08年1月期终测评卷1B 1B 以初速v0水平抛出的物体 质量为m 下落高度为h 则重力做功为 这过程中物体动能变化量为 质量为m的带电物体 在仅有电场力作用的情况下由静止开始加速 获得速率v 则电场力做的功为 从上面这些例子可归纳出结论 功是 能量变化的量度 mgh mgh mv2 2 044 盐城市2008届六所名校联考试题9 9 下列有关能量的说法正确的是 A 重力对物体做的功与物体的运动路径无关 重力做的功等于物体重力势能的减少量B 重力势能 弹性势能 电势能 动能都属于机械能C 能量的耗散现象从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性 也告诫了我们 自然界的能量虽然守恒 但还是要节约能源D 电场力做的功等于电荷电势能的变化量 AC 024 上海市徐汇区07年第一学期期末试卷12 12 雷雨天的闪电是雷暴云中正电荷区与负电荷区的电场大到一定程度 空气被击穿形成的火花放电 假设两带电的云团某一时刻相距600m发生闪电 两云团间的电场可视作场强为2 106N C的匀强电场 则此时两云团间的电势差为 V 若这次闪电通过的电量为20C 则释放的电能为 J 设闪电的火花路径为直线 2 4 1010 1 2 109 025 上海市黄浦区08年1月期终测评卷2A 2A 闪电是一种常见的自然现象 发生闪电时会释放出大量能量 已知某次闪电放电电压大约为1 0 109V 放电通过的电量约为30C 一所希望小学每天消耗的电能为20kW h 此次闪电释放的电能如果都能储存起来并加以利用 那么这些电能够这所小学使用 天 416 7 gk008 2008年高考理综重庆卷17 17 下列与能量有关的说法正确的是 A 卫星绕地球做圆周运动的半径越大 动能越大B 从同种金属逸出的光电子的最大初动能随照射光波长的减小而增大C 做平抛运动的物体在任意相等时间内动能的增量相同D 在静电场中 电场线越密的地方正电荷的电势能一定越高 B 025 上海市黄浦区08年1月期终测评卷7 7 如图所示 O点代表磁场源 其周围分布有强磁场 磁感强度大小与其间距x的关系为B B0 kx 方向与x轴平行 在该磁场中有一沿x轴方向的固定水平直槽 现将质量为m小磁体放入槽内的P点由静止开始水平滑动 最后停在与P相距为s的Q点 滑块与水平面间的动摩擦因数为 P Q间的磁感强度的变化 B 现用一个水平外力把小磁体沿水平面缓慢沿原路推回到P点 则水平外力需做的功W 2 mgs ks 053 08年3月临沂市教学质量检查考试 一 6 6 如图所示 某点O处固定点电荷 Q 另一带电 q的粒子以O为焦点做椭圆轨道运动 运动过程中经过最近点a和最远点b 下述说法不正确的是 A 粒子在a点运动速率大于在b点速率B 粒子在a点运动加速度大于在b点加速度c 粒子在a点电势能大于在b点电势能D Q所产生的电场中 a点电势高于b点 C 058 08年苏 锡 常 镇四市教学情况调查 二 8 8 如图所示 在水平绝缘平面上固定足够长的平行光滑金属导轨 电阻不计 导轨左端连接一个阻值为R的电阻 质量为m的金属棒 电阻不计 放在导轨上 金属棒与导轨垂直且与导轨接触良好 整个装置放在匀强磁场中 磁场方向与导轨平面垂直 在用水平恒力F把金属棒从静止开始向右拉动的过程中 下列说法正确的是 A 恒力F与安培力做的功之和等于电路中产生的电能与金属棒获得的动能和B 恒力F做的功一定等于克服安培力做的功与电路中产生的电能之和C 恒力F做的功一定等于克服安培力做的功与金属棒获得的动能之和D 恒力F做的功一定等于电路中产生的电能与金属棒获得的动能之和 CD 036 江苏泰州市07 08学年度第二学期期初联考14 14 本题10分 如图所示 质量m 1kg的滑块 可看成质点 被压缩的弹簧弹出后在光滑的水平桌面上滑行一段距离后 落在水平地面上 落点到桌边的水平距离S 0 4m 桌面距地面的高度h 0 8m 求 g 10m s2 空气阻力不计 1 滑块落地时速度的大小 2 弹簧释放的弹性势能 解 1 2 根据能量转化与守恒 gk013 2008年高考上海理综卷46 46 电动车所需能量由它所携带的蓄电池供给 右图为某类电动车与汽油车性能的比较 通常车用电动机的质量是汽油机的4倍或5倍 为促进电动车的推广使用 在技术上主要应对电动车的 等部件加以改进 蓄电池 电动机 给电动车蓄电池充电的能量实际上来自于发电站 一般发电站燃烧燃料所释放出来的能量仅30 转化为电能 在向用户输送及充电过程中又损失了20 这意味着使用电动车时能量转化的总效率约为 解 电动车储存能量转化为动能的百分比为70 总效率 30 1 20 70 16 8 16 8 036 江苏泰州市07 08学年度第二学期期初联考16 16 某游乐场中有一种叫 空中飞椅 的游乐设施 其基本装置是将绳子上端固定在转盘的边缘上 绳子下端连接座椅 人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋 若将人和座椅看成是一个质点 则可简化为如图所示的物理模型 其中P为处于水平面内的转盘 可绕竖直转轴OO 转动 设绳长l 10m 质点的质量m 60kg 转盘静止时质点与转轴之间的距离d 4m 转盘逐渐加速转动 经过一段时间后质点与转盘一起做匀速圆周运动 此时绳与竖直方向的夹角 370 不计空气阻力及绳重 绳子不可伸长 sin370 0 6 cos370 0 8 g 10m s2 求 1 质点与转盘一起做匀速圆周运动时转盘的角速度及绳子的拉力 2 质点从静止到做匀速圆周运动的过程中 绳子对质点做的功 解 1 如图所示 对质点受力分析可得 绳中的拉力 根据几何关系可得 代入数据得 2 转盘从静止启动到转速稳定这一过程 绳子对质点做的功等于质点机械能的增加量 代入数据解得W 3450J 题目 031 上海市静安区07 08学年第一学期期末检测22 22 环保汽车将为2008年奥运会场馆服务 某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车 总质量m 3 103kg 当它在水平路面上以v 36km h的速度匀速行驶时 驱动电机的输入电流I 50A 电压U 300V 在此行驶状态下 1 求驱动电机的输入功率 2 若驱动电机能够将输入功率的90 转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机 求汽车所受阻力与车重的比值 3 设想改用太阳能电池给该车供电 其他条件不变 求所需的太阳能电池板的最小面积 结合计算结果 简述你对该设想的思考 已知太阳辐射的总功率 太阳到地球的距离 太阳光传播到达地面的过程中大约有30 的能量损耗 该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15 解 1 驱动电机的输入功率 2 在匀速行驶时 P机 0 9P电 P机 Fv fv 所以 汽车所受阻力与车重之比 3 地球表面单位面积接收太阳能最大功率为 设 所需太阳能电池板的最小面积为S 则 所以 分析可行性并提出合理的改进建议 题目