2019-2020年高一物理人教版必修2教學(xué)案：第七章 第10節(jié) 能量守恒定律與能源(含解析).doc

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一、能量守恒定律┄┄┄┄┄┄┄┄① 1．建立能量守恒定律的兩類(lèi)重要事實(shí) (1)確認(rèn)了永動(dòng)機(jī)的不可能性。 (2)發(fā)現(xiàn)了各種自然現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系與轉(zhuǎn)化。 2．定律內(nèi)容 能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量保持不變。 3．機(jī)械能守恒定律與能量守恒定律的關(guān)系 機(jī)械能守恒定律是普遍的能量守恒定律在特定背景下的一種特殊表現(xiàn)形式。 [說(shuō)明] 能量守恒定律的建立，是人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然的一次重大飛躍。它是最普遍、最重要、最可靠的自然規(guī)律之一，而且是大自然普遍和諧性的一種表現(xiàn)形式。 ①[填一填] 指出下列現(xiàn)象中能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移情況： (1)植物的光合作用； ________________________________________________________________________ (2)雨天時(shí)出現(xiàn)雷電； ________________________________________________________________________ (3)人在跑步時(shí)，身體發(fā)熱； ________________________________________________________________________ (4)手搖發(fā)電機(jī)發(fā)電使燈泡發(fā)光； ________________________________________________________________________ (5)風(fēng)吹動(dòng)帆船前進(jìn)。 ________________________________________________________________________ 解析：(1)植物利用太陽(yáng)光進(jìn)行化學(xué)合成，是光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；(2)出現(xiàn)雷電時(shí)，發(fā)出震耳欲聾的響聲、耀眼的強(qiáng)光并放出熱量，是電能變?yōu)槁暡堋?nèi)能和光能；(3)人跑步時(shí)身體發(fā)熱，是身體劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速人體內(nèi)新陳代謝的生理機(jī)能，是人體內(nèi)儲(chǔ)存的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；(4)發(fā)電機(jī)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，電能使燈泡發(fā)光，是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，電能轉(zhuǎn)化為燈絲的光能和內(nèi)能；(5)空氣的流動(dòng)形成風(fēng)，風(fēng)具有機(jī)械能，帆船前進(jìn)具有的仍是機(jī)械能，是風(fēng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)移給帆船，是機(jī)械能的轉(zhuǎn)移。 答案：見(jiàn)解析 二、能源和能量耗散┄┄┄┄┄┄┄┄② 1．能源與人類(lèi)社會(huì) 人類(lèi)對(duì)能源的利用大致經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)期，即柴薪時(shí)期、煤炭時(shí)期、石油時(shí)期。自工業(yè)革命以來(lái)，煤和石油成為人類(lèi)的主要能源。 2．能量的耗散 燃料燃燒時(shí)把自己的熱量釋放出去，電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，電能又通過(guò)燈泡轉(zhuǎn)化成內(nèi)能和光能，熱和光被其他物質(zhì)吸收之后變成周?chē)h(huán)境的內(nèi)能，我們無(wú)法把這些內(nèi)能收集起來(lái)重新利用，這種現(xiàn)象叫做能量的耗散。 3．能源危機(jī)的含義 在能源的利用過(guò)程中，即在能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程中，能量在數(shù)量上雖未減少，但在可利用的品質(zhì)上降低了，從便于利用的變成不便于利用的了。 [說(shuō)明] 能量的耗散反映了能量轉(zhuǎn)化的方向性，所以能源的利用是有條件的，也是有代價(jià)的，所以自然界的能量雖然守恒，但還是很有必要節(jié)約能源。 ②[判一判] 1．煤自古至今都是人類(lèi)的主要能源() 2．能量耗散表明能量正在逐漸消失() 3．自然界總能量雖然不變，但我們?nèi)孕枰泄?jié)能意識(shí)(√) 1.對(duì)能量守恒定律的理解 (1)某種形式的能量減少，一定存在另外形式的能量增加，且減少量和增加量相等。 (2)某個(gè)物體的能量減少，一定存在別的物體的能量增加，且減少量和增加量相等。 (3)初狀態(tài)的各種能量總和等于末狀態(tài)的各種能量總和。 2．解題步驟 (1)分清共有多少種形式的能(如動(dòng)能、勢(shì)能、電能、內(nèi)能等)在變化。 (2)明確哪種形式的能量增加，哪種形式的能量減少。 (3)減少的總能量一定等于增加的總能量，據(jù)此列出方程：ΔE減＝ΔE增。 3．注意 因?yàn)槟芰渴睾愣傻膶挿盒?，在不涉及機(jī)械能之外的內(nèi)能、電能、光能、核能等能量的轉(zhuǎn)化時(shí)，一般不用能量守恒定律解題，而是用動(dòng)能定理或機(jī)械能守恒定律。 2019-2020年高一物理人教版必修2教學(xué)案：第七章 第10節(jié) 能量守恒定律與能源(含解析) 例1.下列說(shuō)法正確的是(　　) A．隨著科技的發(fā)展，永動(dòng)機(jī)是可以制成的 B．太陽(yáng)照射到地球上的光能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能量，但輻射到宇宙空間的能量都消失了 C．“既要馬兒跑，又不讓馬兒吃草”違背了能量守恒定律，因而是不可能的 D．有種“全自動(dòng)”手表，不用上發(fā)條，也不用任何形式的電源，卻能一直走動(dòng)，說(shuō)明能量可以憑空產(chǎn)生 [解析]　永動(dòng)機(jī)違背了能量守恒定律，所以永動(dòng)機(jī)是永遠(yuǎn)不可能制成的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；太陽(yáng)輻射到宇宙空間的能量并沒(méi)有消失，而是轉(zhuǎn)化成了其他形式的能量，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，馬和其他動(dòng)物，包括人要運(yùn)動(dòng)，必須消耗能量，動(dòng)物的能量來(lái)源是食物中儲(chǔ)存的生物質(zhì)能，選項(xiàng)C正確；所謂“全自動(dòng)”手表，其內(nèi)部是有能量轉(zhuǎn)化裝置的，一般是一個(gè)擺錘，當(dāng)人戴著手表活動(dòng)時(shí)，使擺錘不停擺動(dòng)，給游絲(彈簧)補(bǔ)充能量，才會(huì)維持手表的走動(dòng)，如果把這種表放在桌面上靜置幾天，它也是會(huì)停的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 [答案]　C 例2.如圖所示，滑塊從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿曲面下滑，過(guò)O點(diǎn)后滑至右邊曲面B點(diǎn)時(shí)的速度恰好等于0，O點(diǎn)附近光滑，滑塊經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)不發(fā)生碰撞。若滑塊從B點(diǎn)以某一速度v沿原路徑往回滑，到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的速度也恰好為0。求A、B兩點(diǎn)間的高度差。(假設(shè)滑塊從A點(diǎn)到B點(diǎn)與從B點(diǎn)到A點(diǎn)因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能相同) [解析] [答案]　 [點(diǎn)評(píng)] (1)能量守恒定律是貫穿整個(gè)物理學(xué)的基本規(guī)律之一，是學(xué)習(xí)物理的一條主線。 (2)要分清系統(tǒng)中有多少種形式的能量，發(fā)生哪些轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化。 [即時(shí)鞏固] 1．在質(zhì)量為0.5 kg的重物上安裝一極輕的細(xì)棒(設(shè)細(xì)棒足夠長(zhǎng))，如圖所示，用手在靠近重物處握住細(xì)棒，使重物靜止，握細(xì)棒的手不動(dòng)，稍稍減小握力，使手和細(xì)棒間保持一定的摩擦力，讓重物和細(xì)棒保持一定的加速度下落，在起初的1.0 s的時(shí)間里，重物落下了0.50 m。在此過(guò)程中手和細(xì)棒之間所產(chǎn)生的熱量是多少？(g取10 m/s2) 解析：由h＝at2 a＝＝1 m/s2 由v＝at＝11 m/s＝1 m/s 由能量守恒mgh＝mv2＋Q熱 Q熱＝0.5100.5 J－0.512 J＝2.25 J。 答案：2.25 J 1.功與能的區(qū)別 (1)功是力在空間上的積累，是過(guò)程量。 (2)能反映了物體能夠?qū)ν庾龉Φ囊环N本領(lǐng)，與物體所處的狀態(tài)相對(duì)應(yīng)，是狀態(tài)量。 2．功能關(guān)系 功是能量轉(zhuǎn)化的量度。不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化是通過(guò)做功實(shí)現(xiàn)的，做功的過(guò)程就是各種形式的能量之間轉(zhuǎn)化(或轉(zhuǎn)移)的過(guò)程，而且做了多少功，就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化(或轉(zhuǎn)移)。 3．幾種常見(jiàn)的力做功與能量轉(zhuǎn)化的對(duì)應(yīng)關(guān)系 不同的力做功 對(duì)應(yīng)不同形式能的轉(zhuǎn)化 合外力做的功 動(dòng)能變化 重力做的功 重力勢(shì)能變化 彈簧彈力做的功 彈性勢(shì)能變化 只有重力、彈簧彈力做功 不引起機(jī)械能的變化 除重力和彈力之外的力做功 機(jī)械能變化 一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做的總功 內(nèi)能變化 [典型例題] 例3.(xx廉江高一檢測(cè))質(zhì)量為4 kg的物體被人由靜止開(kāi)始向上提升0.25 m后速度達(dá)到1 m/s，則下列判斷錯(cuò)誤的是(g取10 m/s2)(　　) A．人對(duì)物體做的功為12 J B．合外力對(duì)物體做的功為2 J C．物體克服重力做的功為10 J D．人對(duì)物體做的功等于物體增加的動(dòng)能 [解析]　人對(duì)物體做的功等于物體機(jī)械能的增加量，即W人＝mgh＋mv2＝12 J，選項(xiàng)A正確，D錯(cuò)誤；合外力對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能的增加量，即W合＝mv2＝2 J，選項(xiàng)B正確；物體克服重力做的功等于物體重力勢(shì)能的增加量，即W＝mgh＝10 J，選項(xiàng)C正確。 [答案]　D [即時(shí)鞏固] 2．下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．能就是功，功就是能 B．做功越多，物體的能量就越大 C．外力對(duì)物體不做功，這個(gè)物體就沒(méi)有能量 D．能量轉(zhuǎn)化的多少可以用做功來(lái)量度 解析：選D　功和能是兩個(gè)不同的概念，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；做功的多少只能說(shuō)明能量轉(zhuǎn)化的多少，而不能說(shuō)明能量的多少，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；外力做功與否不能說(shuō)明物體能量的有無(wú)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；功是能量轉(zhuǎn)化的量度，選項(xiàng)D正確。 1.比熱容公式：Q＝cmΔt(c是比熱容，m 是質(zhì)量，Δt 是溫差)。 2．水流量：指單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)某一橫截面積的水的體積。 3．在確定能量轉(zhuǎn)化的方向時(shí)，可以從消耗什么能，得到什么能進(jìn)行比較來(lái)確定。 [典型例題] 例4.某一圓筒橫截面積為310－2 m2，筒內(nèi)裝水0.6 kg，用水測(cè)量射到地面的太陽(yáng)能，某一天中午在太陽(yáng)光直射2 min 后，筒內(nèi)水的溫度升高了1 ℃。已知水的比熱容c＝4.2103 J/(kg ℃)。求： (1)在陽(yáng)光直射下，地球表面每平方厘米每分鐘獲得的能量； (2)假設(shè)射到大氣頂層的太陽(yáng)能只有43% 到達(dá)地面，另外57% 被大氣吸收和反射而未到達(dá)地面，你能由此估算出太陽(yáng)輻射的功率嗎(日地距離r＝1.51013 cm)? [解析]　(1)圓筒內(nèi)的水經(jīng)過(guò)2 min照射后，增加的內(nèi)能ΔE＝Q＝cmΔt 解得ΔE＝2.52103 J 每分鐘獲得的能量為 ＝1.26103 J/min 圓筒橫截面積 S＝310－2 m2＝3102 cm2 地球上每平方厘米每分鐘獲得的能量為 ＝4.2 J/(min cm2) (2)上述能量也相當(dāng)于以太陽(yáng)為球心，以日地距離r為半徑的球面上每分鐘每平方厘米獲得的能量，設(shè)太陽(yáng)輻射的功率為P，則43%＝， 其中r＝1.51013 cm解得 P＝4.61026 W [答案]　(1)4.2 J/(min cm2) (2)4.61026 W [即時(shí)鞏固] 3．(xx莒縣高一檢測(cè))一水電站，水流的落差為20 m，水流沖擊水輪發(fā)電機(jī)后，水流的能有20%轉(zhuǎn)化為電能，若發(fā)電機(jī)的功率為200 kW，則每分鐘的水流量是多少？(g取10 m/s2) 解析：設(shè)1分鐘水的流量為Q， 則在1分鐘內(nèi)水流的質(zhì)量m＝Qρ， 在1分鐘內(nèi)水流減少的重力勢(shì)能 ΔEp＝mgh＝Qρgh 由題意可知：發(fā)動(dòng)機(jī)的功率 P＝ 整理得Q＝，代入數(shù)據(jù)得： Q＝300 m3。 答案：300 m3  1．(xx銀川高一檢測(cè))如圖所示，一小孩從公園中粗糙的滑梯上自由加速滑下，其能量的變化情況是(　　) A．重力勢(shì)能減小，動(dòng)能不變，機(jī)械能減小 B．重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，機(jī)械能減小 C．重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，機(jī)械能增加 D．重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，機(jī)械能守恒 解析：選B　由于摩擦力做負(fù)功，機(jī)械能不守恒，D錯(cuò)誤；下滑過(guò)程中重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和內(nèi)能，所以機(jī)械能減小，B正確，A、C錯(cuò)誤。 2．關(guān)于能源的利用中，下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．自然界的能量守恒，所以不需要節(jié)約能源 B．一座城市的能量耗散使其環(huán)境溫度略高于周?chē)r(nóng)村的環(huán)境溫度 C．煤炭和石油產(chǎn)品燃燒會(huì)造成空氣污染和溫室效應(yīng) D．能量耗散表明能源的利用是有條件的，也是有代價(jià)的 解析：選A　自然界的能量守恒，但能量在利用過(guò)程中，可利用的品質(zhì)在逐漸降低，因此，必須節(jié)約能源，A錯(cuò)誤，C、D正確；城市工業(yè)、交通急劇發(fā)展使得城市接收了過(guò)多耗散的能量，使城市溫度升高，B正確。 3．水流從高處落下，對(duì)水輪機(jī)做3108 J的功，對(duì)這句話理解正確的是(　　) A．水流在對(duì)水輪機(jī)做功前，具有3108 J的能量 B．水流在對(duì)水輪機(jī)做功時(shí)，具有3108 J的能量 C．水流在對(duì)水輪機(jī)做功后，具有3108 J的能量 D．水流在對(duì)水輪機(jī)做功的過(guò)程中，3108 J的能量轉(zhuǎn)化為水輪機(jī)的動(dòng)能 解析：選D　功不是能量，功是能量轉(zhuǎn)化的量度。水流在對(duì)水輪機(jī)做功的過(guò)程中，水流的能量減少了，減少的能量，一部分轉(zhuǎn)化成水輪機(jī)的動(dòng)能，一部分轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，系統(tǒng)總能量是不變的，D正確。 4．[多選]關(guān)于“能量耗散”的下列說(shuō)法中，正確的是(　　) A．能量在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，有一部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，我們無(wú)法把這些內(nèi)能收集起來(lái)重新利用，這種現(xiàn)象叫做能量的耗散 B．能量在轉(zhuǎn)化過(guò)程中變少的現(xiàn)象叫做能量的耗散 C．能量耗散表明，在能源的利用過(guò)程中，即在能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程中，能量的總量并未減少，但在可利用的品質(zhì)上降低了，從便于利用的變成不便于利用的了，而自然界的能量是守恒的 D．能量耗散表明，各種能量在不轉(zhuǎn)化時(shí)是守恒的，但在轉(zhuǎn)化時(shí)是不守恒的 解析：選AC　由“能量耗散”定義知道，能在轉(zhuǎn)化過(guò)程中品質(zhì)下降，總量不變，A、C正確；B、D違背了能量守恒定律，B、D錯(cuò)誤。 5．(xx福建月考)某海灣共占面積1.0107 m2，漲潮時(shí)水深20 m，此時(shí)關(guān)上水壩閘門(mén)，可使水位保持20 m不變，退潮時(shí)，壩外水位降至18 m，假如利用此水壩建水力發(fā)電站，且重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為10%，每天有兩次漲潮，問(wèn)該電站一天能發(fā)出多少電能(g＝10 m/s2) 解析：設(shè)Δh為退潮時(shí)水減少的深度，S為海灣的面積。利用潮汐發(fā)電，就是水的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能，水能轉(zhuǎn)化為電能的效率是10%，一次漲潮，退潮后水壩內(nèi)水的勢(shì)能增加： W水＝GΔh＝mgΔh＝ρ水VgΔh ＝ρ水SΔhgΔh＝ρ水SgΔh2 則水的勢(shì)能可轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽篧電＝ηW水 每天2次漲潮，則該電站一天能發(fā)電 W＝2W電＝2ηW水 ＝2ηρ水SgΔh2 ＝10%1.01031.01071022 J＝41010 J 答案：電站一天能發(fā)出41010J電能。 　　　　　　　　　　　　　　　 [基礎(chǔ)練] 一、選擇題 1．下列現(xiàn)象屬于能量的耗散的是(　　) A．利用水流能發(fā)電產(chǎn)生電能 B．電能在燈泡中變成光能 C．電池的化學(xué)能變成電能 D．火爐把屋子烤暖 解析：選D　能量耗散主要指其他形式的能量最終轉(zhuǎn)化成環(huán)境的內(nèi)能后，不能再次被收集起來(lái)重新利用，D正確。 2．關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．舉重運(yùn)動(dòng)員舉起重物，體內(nèi)的一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 B．電流通過(guò)電阻絲使電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 C．內(nèi)燃機(jī)做功的過(guò)程是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過(guò)程 D．做功過(guò)程是能量轉(zhuǎn)化過(guò)程，某過(guò)程做了10 J的功，一定有10 J的能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化 解析：選C　運(yùn)動(dòng)員舉高重物過(guò)程中，消耗了體內(nèi)存儲(chǔ)的化學(xué)能，通過(guò)對(duì)重物做功使重物的機(jī)械能增加，A正確；電流通過(guò)電阻絲時(shí)，電流做功，使電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，B正確；內(nèi)燃機(jī)中燃料燃燒膨脹，對(duì)外做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，C錯(cuò)誤；功是能量轉(zhuǎn)化的量度，D正確。 3．[多選]一質(zhì)量為m的物體，在距地面高h(yuǎn)處以g的加速度由靜止豎直下落到地面，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．物體的重力勢(shì)能減少mgh B．物體的機(jī)械能減少mgh C．物體的動(dòng)能增加mgh D．物體的重力做的功為mgh 解析：選BCD　物體從高h(yuǎn)處落到地面的過(guò)程中，重力做的功為mgh，重力勢(shì)能減少mgh，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，D正確；物體的加速度為g，故合外力為mg，合外力做的功為mgh，根據(jù)動(dòng)能定理，物體的動(dòng)能增加mgh，選項(xiàng)C正確；物體的重力勢(shì)能減少mgh，動(dòng)能增加mgh，故機(jī)械能減少了mgh，選項(xiàng)B正確。 4．將小球豎直上拋，經(jīng)一段時(shí)間落回拋出點(diǎn)，若小球所受的空氣阻力大小不變，對(duì)其上升過(guò)程和下降過(guò)程損失的機(jī)械能進(jìn)行比較，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．上升過(guò)程損失的機(jī)械能大于下降過(guò)程損失的機(jī)械能 B．上升過(guò)程損失的機(jī)械能小于下降過(guò)程損失的機(jī)械能 C．上升過(guò)程損失的機(jī)械能等于下降過(guò)程損失的機(jī)械能 D．無(wú)法比較 解析：選C　上升過(guò)程和下降過(guò)程中空氣阻力均做負(fù)功，Wf＝－Ffh，因此上升損失的機(jī)械能與下降損失的機(jī)械能大小相等，C正確。 5．一質(zhì)量均勻不可伸長(zhǎng)的繩索，重為G，A、B兩端固定在天花板上，如圖所示。今在最低點(diǎn)C施加一豎直向下的力，將繩索緩慢拉至D點(diǎn)。在此過(guò)程中，繩索AB的重心位置將(　　) A．升高 B．降低 C．先降低后升高 D．始終不變 解析：選A　物體的重心不一定在物體上，對(duì)于一些不規(guī)則的物體要確定重心是比較困難的，本題繩索的重心是不容易標(biāo)出的，因此，要確定重心的變化，只有通過(guò)別的途徑確定。當(dāng)用力將繩索緩慢地從C點(diǎn)拉到D點(diǎn)，外力在不斷的做功，而繩索的動(dòng)能不增加，因此外力做功必定使繩索的重力勢(shì)能增加，故繩索的重心位置將升高，A正確。 二、非選擇題 6．風(fēng)力發(fā)電是一種環(huán)保的電能獲取方式。圖為某風(fēng)力發(fā)電機(jī)外觀圖，現(xiàn)設(shè)計(jì)的每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率為40 kW。實(shí)驗(yàn)測(cè)得風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率約為20%，空氣的密度是1.29 kg/m3，當(dāng)?shù)厮斤L(fēng)速約為10 m/s。問(wèn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片長(zhǎng)度約為多少時(shí)才能滿足設(shè)計(jì)要求？ 解析：設(shè)葉片長(zhǎng)度為r，則葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的面積S＝πr2。取時(shí)間t內(nèi)作用到面積為S的葉片上的空氣流為研究對(duì)象，如圖所示。 這部分空氣流的質(zhì)量m＝ρV＝ρSvt， 空氣流的動(dòng)能Ek＝mv2， 電功率P＝＝ρπr2v3， 得r＝ ≈9.94 m。 答案：9.94 m [提能練] 一、選擇題 1．(xx酒泉高一檢測(cè))有人設(shè)想在夏天用電冰箱來(lái)降低房間的溫度。他的辦法是：關(guān)好房間的門(mén)窗，然后打開(kāi)冰箱的所有門(mén)讓冰箱運(yùn)轉(zhuǎn)，且不考慮房間內(nèi)外熱量的傳遞。則開(kāi)機(jī)后，室內(nèi)的溫度將(　　) A．升高 B．保持不變 C．開(kāi)機(jī)時(shí)降低，停機(jī)時(shí)又升高 D．開(kāi)機(jī)時(shí)升高，停機(jī)時(shí)降低 解析：選A　電冰箱的壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)，一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，室內(nèi)的溫度將升高，故A正確。 2．[多選]一顆子彈以某一水平速度擊中了靜止在光滑水平面上的木塊，并從中穿出。對(duì)于這一過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的機(jī)械能 B．子彈和木塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能的損失量等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量 C．子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的動(dòng)能和內(nèi)能之和 D．子彈減少的動(dòng)能等于木塊增加的動(dòng)能與子彈和木塊系統(tǒng)增加的內(nèi)能之和 解析：選BD　由于子彈穿過(guò)木塊的過(guò)程中，子彈與木塊有相對(duì)位移，由能量守恒定律可得，子彈減少的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為木塊的動(dòng)能和子彈與木塊系統(tǒng)增加的內(nèi)能，A、C錯(cuò)誤，B、D正確。 3．[多選]質(zhì)量為m1、m2的兩物體，靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的人站在m1上用恒力F拉連接著m2的繩子，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，兩物體的速度大小分別為v1和v2，位移分別為x1和x2，如圖所示，則這段時(shí)間內(nèi)此人所做的功的大小等于(　　) A．Fx2 B．F(x1＋x2) C.m2v＋(m＋m1)v D.m2v 解析：選BC　根據(jù)能量守恒可知，人通過(guò)做功消耗的化學(xué)能將全部轉(zhuǎn)化為物體m1和m2的動(dòng)能以及人的動(dòng)能，所以人做的功的大小等于F(x1＋x2)＝m2v＋(m＋m1)v，B、C正確。 4．[多選]構(gòu)建和諧、節(jié)約型社會(huì)的思想深得民心，也體現(xiàn)在生活的方方面面。自動(dòng)充電式電動(dòng)車(chē)就是很好的一例：電動(dòng)車(chē)的前輪裝有發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)與蓄電池連接，當(dāng)電動(dòng)車(chē)滑行時(shí)，就可以向蓄電池充電，將其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能儲(chǔ)存起來(lái)?，F(xiàn)有某人騎車(chē)以500 J的初動(dòng)能在粗糙的水平路面上滑行，第一次關(guān)閉充電裝置，讓車(chē)自由滑行，其動(dòng)能隨位移的變化關(guān)系如圖線①所示；第二次啟動(dòng)充電裝置，其動(dòng)能隨位移的變化關(guān)系如圖線②所示，則(　　) A．電動(dòng)車(chē)受到的摩擦阻力為50 N B．電動(dòng)車(chē)受到的摩擦阻力為83 N C．第二次啟動(dòng)充電裝置，向蓄電池所充的電能是200 J D．第二次啟動(dòng)充電裝置，向蓄電池所充的電能是300 J 解析：選AC　當(dāng)關(guān)閉充電裝置，讓車(chē)自由滑行時(shí)，電動(dòng)車(chē)的動(dòng)能全部用來(lái)克服摩擦力做功，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，有Ek＝Ffx1，解得Ff＝50 N，A正確；當(dāng)啟動(dòng)充電裝置滑行時(shí)，電動(dòng)車(chē)的動(dòng)能一部分克服摩擦力做功，另一部分轉(zhuǎn)化為蓄電池的電能，根據(jù)能量守恒有Ek＝Ffx2＋E電，故E電＝Ek－Ffx2＝200 J，C正確。 二、非選擇題 5．(xx黃浦區(qū)高一檢測(cè))節(jié)能混合動(dòng)力車(chē)是一種可以利用汽油及所儲(chǔ)存電能作為動(dòng)力來(lái)源的汽車(chē)。有一質(zhì)量m＝1 000 kg的混合動(dòng)力轎車(chē)，在平直公路上以v1＝90 km/h 勻速行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為P＝50 kW。當(dāng)駕駛員看到前方有80 km/h的限速標(biāo)志時(shí)，保持發(fā)動(dòng)機(jī)功率不變，立即啟動(dòng)利用電磁阻尼帶動(dòng)工作的發(fā)電機(jī)給電池充電，使轎車(chē)做減速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)L＝72 m后，速度變?yōu)関2＝72 km/h。此過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)功率的用于轎車(chē)的牽引，用于供給發(fā)電機(jī)工作，發(fā)動(dòng)機(jī)輸送給發(fā)電機(jī)的能量最后有50%轉(zhuǎn)化為電池的電能。假設(shè)轎車(chē)在上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力保持不變。求 (1)轎車(chē)以90 km/h在平直公路上勻速行駛時(shí)，所受阻力F阻的大??； (2)轎車(chē)從90 km/h減速到72 km/h過(guò)程中，獲得的電能E電； (3)轎車(chē)僅用其在上述減速過(guò)程中獲得的電能E電維持72 km/h勻速運(yùn)動(dòng)的距離L′。 解析：(1)汽車(chē)牽引力與輸出功率的關(guān)系P＝F牽v， 將P＝50 kW，v1＝90 km/h＝25 m/s， 代入得F牽＝＝2103 N， 當(dāng)轎車(chē)勻速行駛時(shí)，牽引力與阻力大小相等，有 F阻＝2103 N。 (2)在減速過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)只有P用于汽車(chē)的牽引，根據(jù)動(dòng)能定理有 Pt－F阻L＝mv－mv， 代入數(shù)據(jù)得Pt＝1.575105 J， 電池獲得的電能為 E電＝0.5Pt＝6.3104 J。 (3)根據(jù)題設(shè)，轎車(chē)在平直公路上勻速行駛時(shí)受到的阻力仍為F阻＝2103 N。此過(guò)程中，由能量守恒定律可知，僅有電能用于克服阻力做功E電＝F阻L′，代入數(shù)據(jù)得L′＝31.5 m。 答案：(1)2103 N　(2)6.3104 J　(3)31.5 m