教科版 (2019)必修 第二册3 动能 动能定理授课ppt课件

      6．能源的开发与利用

【填空】

1．能量的转化

自然界存在着各种不同形式的能量—机械能(动能和势能)、    、    、      、     等，各种不同形式的能量可以相互     ．

2．能量守恒定律

(1)定律内容

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

(2)机械能守恒定律与能量守恒定律的关系

机械能守恒定律是普遍的能量守恒定律在特种背景下一种特殊表现形式．

【判断】

1．当一个物体的能量减少时，一定有其他物体的能量增多．(  )

2．做功越多，能量的转化也越多．(  )

3．物体做了多少功，就有多少能量消失．(  )

1．功与能量的转化

不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的．做功的过程就是各种形式的能量之间转化(或转移)的过程，且做了多少功，就有多少能量发生转化(或转移)．因此，功是能量转化的量度．

2．功与能的关系

某种力做功往往与某一种具体形式的能量转化相联系，具体功能关系如下：

1．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光；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

2．(多选)在体育比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项．质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F，那么在他减速下降高度为h的过程中，下列说法正确的是(g为当地的重力加速度)(　　)

图4­6­3

A．他的动能减少了Fh－mgh

B．他的重力势能增加了mgh

C．他的机械能减少了(F－mg)h

D．他的机械能减少了Fh

3．如图4­6­4所示，某人乘雪橇从雪坡经A点滑至B点，接着沿水平路面滑至C点停止．人与雪橇的总质量为70 kg.表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据，请根据图表中的数据解决下列问题：

(1)人与雪橇从A到B的过程中，产生的热量是多少？

(2)设人与雪橇在BC段所受阻力恒定，求阻力大小．(g取10 m/s2)

利用能量守恒定律解题的基本思路

(1)分清有哪几种形式的能(如机械能、内能等)在变化．

(2)分别列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式．

(3)列等式ΔE减＝ΔE增求解．

【填空】

1．能源的利用

(1)能源：是指能够提供某种形式能量的        ．

(2)人类利用能源的历史主要分为：柴草时期、煤炭时期和石油时期．

(3)煤、石油和天然气为    燃料，这些能源不可再生，也不可重复使用，所以又称为     能源，能源的大量使用也引起了    问题．

2．新能源的开发

目前，正在开发的新能源有风能、海洋能、     、地热能、氢能、生物质能及      等．

【判断】

1．煤、石油、天然气属于常规能源．(  )

2．既然能量守恒，所以不必担心会发生能源危机．(  )

1．人类与能源的关系

(1)有利方面：能源的利用给人类的生活带来了极大的改善，人类社会每一次重大的经济飞跃和生产革命，都与新的能源和动力机械的利用密切相关，能源消耗的多少已经成为一个国家和地区经济发展水平的重要标志．

(2)不利方面：能源的大量使用会给环境带来极大的破坏，如大气污染、温室效应、酸雨等，对人类造成很大的危害．

2．常规能源和新能源的转化途径

4．煤、石油、天然气和生物质能作为能源的共同特点是(　　)

A．都为可再生能源，取之不尽，用之不竭

B．都为不可再生能源，用一点，少一点

C．都为来自太阳辐射的能量

D．都为污染环境的能源

5．关于能源的利用，下列说法中不正确的是(　　)

A．由于我国煤和石油的储量无限，所以太阳能和核能的开发在我国根本没有必要

B．能源的利用过程，实质是能的转化和转移过程

C．现在人类社会使用的能源主要是煤、石油和天然气

D．煤、石油和天然气的化学能归根到底来自太阳能

6．能源短缺和环境恶化指的是(　　)

①煤炭和石油的开采与技术有关，在当前技术条件下，煤炭和石油的开采是有限的，这叫能源短缺．

②煤炭和石油资源是有限的，以今天的开采和消耗速度，石油储藏将在百年内用尽，煤炭资源也不可能永续，这叫能源短缺．

③煤炭和石油具有很大的气味，在开采、存放和使用过程中这些气味会聚集在空气中污染空气，使环境恶化．

④大量煤炭和石油产品在燃烧时排出的有害气体污染了空气，改变了大气成分，使环境恶化．

A．①③　　　　　　 B．①④

C．②③   D．②④

1能源的开发和利用要以人为本，要以可持续发展为前提.

2应优先使用新能源，新能源的共同特点：可再生、取之不尽、绿色无污染.

课后作业提升

一、选择题

1.关于能的转化和守恒定律,下列说法错误的是(　　)

A.能量能从一种形式转化为另一种形式,但不能从一个物体转移到另一个物体

B.能量的形式多种多样,它们之间可以相互转化

C.一个物体能量增加了,必然伴随着别的物体能量减少

D.能的转化和守恒定律证明了第一类永动机是不可能存在的

2.从地面竖直向上抛出一个质量为m的小球,小球上升的最大高度为H,设上升过程中空气阻力f恒定.在小球从抛出到上升至最高处的过程中,下列说法正确的是(　　)

A.小球的动能减少mgH

B.小球的动能减少fH

C.小球的机械能减少fH

D.小球的机械能减少(mg+f)H

3.一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损失的机械能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和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

4.滚摆上下摆动,而能达到的最大高度越来越低,说明(　　)

A.滚摆的机械能守恒

B.能量正在消失

C.只有动能和势能的相互转化

D.减少的机械能转化为内能,但总能量守恒

5.如图所示,在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道,半径OA水平、OB竖直,一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落,小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力.已知AP=2R,重力加速度为g,则小球从P到B的运动过程中(　　)

A.重力做功2mgR

B.机械能减少mgR

C.合外力做功mgR

D.克服摩擦力做功mgR

二、非选择题

6.高20m的瀑布,1 min内流下的水冲击水轮后,其水流的功率有20%转化为电能,若发电的功率为200 kW,则水流的功率为　　　　,1 min内流下的水质量是　　　　.(g取10m/s2) 

7.一质量为2kg的物块从离地80m的高处自由落下,测得落地速度为30m/s,求下落过程中产生的内能(g取10m/s2).

8.用铁锤打击铁钉,设打击时有80%的机械能转化为内能,内能的50%用来使铁钉的温度升高.问打击20次后,铁钉的温度升高多少?已知铁锤的质量为1.2 kg,铁锤打击铁钉时的速度是10 m/s,铁钉质量是40 g,铁的比热容是5.0×102 J/(kg·℃).

学业分层测评(十六)

(建议用时：45分钟)

1．下列说法正确的是(　　)

A．随着科技的发展，永动机是可以制成的

B．太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了

C．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，因而是不可能的

D．有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生

2．市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子(如图4­6­7所示)．在阳光的照射下，小电扇快速转动，能给炎热的夏季带来一丝凉爽．该装置的能量转化情况是(　　)

图4­6­7

A．太阳能→电能→机械能

B．太阳能→机械能→电能

C．电能→太阳能→机械能

D．机械能→太阳能→电能

3．(多选)为了探究能量转化和守恒，小明将小铁块绑在橡皮筋中部，并让橡皮筋穿入铁罐，两端分别固定在罐盖和罐底上，如图4­6­8所示．让该装置从不太陡的斜面上A处滚下，到斜面上B处停下，发现橡皮筋被卷紧了，接着铁罐居然从B处自动滚了上去．下列关于该装置能量转化的判断正确的是(　　)

图4­6­8

A．从A处滚到B处，主要是重力势能转化为动能

B．从A处滚到B处，主要是重力势能转化为弹性势能

C．从B处滚到最高处，主要是动能转化为重力势能

D．从B处滚到最高处，主要是弹性势能转化为重力势能

4．下列关于能源开发和利用的说法中正确的是(　　)

A．能源利用的过程是内能转化成机械能的过程

B．要合理开发和节约使用核能、太阳能、风能、地热能、海洋能等常规能源

C．能源利用的过程是一种形式的能向其他形式的能转化的过程

D．无论是节约能源还是开发能源，我国都需要外国支援

5．下列对能的转化和守恒定律的认识错误的是(　　)

A．某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加

B．某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加

C．不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机是不可能制成的

D．石子从空中落下，最后静止在地面上，说明机械能消失了

6．(多选)如图4­6­9所示，高h＝2 m的曲面固定不动．一个质量为1 kg的物体，由静止开始从曲面的顶点滑下，滑到底端时的速度大小为4 m/s.g取10 m/s2.在此过程中，下列说法正确的是(　　)

图4­6­9

A．物体克服摩擦力做功20 J

B．物体的动能增加了8 J

C．物体的重力势能减少了20 J

D．曲面对物体的支持力对物体不做功

7．(多选)如图4­6­10所示，一木块放在光滑水平面上，一子弹水平射入木块中，射入深度为d，平均阻力为f.设木块滑行距离为s时开始匀速前进，下列判断正确的是(　　)

图4­6­10

A．子弹损失的动能等于fd

B．子弹损失的动能等于f(s＋d)

C．总机械能的损失等于fs

D．总机械能的损失等于fd

8．在质量为0.5 kg的重物上安装一极轻的细棒(设细棒足够长)，如图所示的那样，用手在靠近重物处握住细棒，使重物静止，握细棒的手不动，稍稍减小握力，使手和细棒间保持一定的摩擦力，让重物和细棒保持一定的加速度下落，在起初的1.0 s的时间里，重物落下了0.50 m．在此过程中手和细棒之间所产生的热量是多少？(g取10 m/s2)

9．足够长的传送带以v匀速传动，一质量为m的小物块A由静止轻放于传送带上，若小物块与传送带之间的动摩擦因数为μ，如图4­6­12所示，当小物块与传送带相对静止时，转化为内能的能量为(　　)

图4­6­12

A．mv2　　　　　　　　 B．2mv2

C.mv2   D.mv2

10．两块完全相同的木块A、B，其中A固定在水平桌面上，B放在光滑的水平桌面上，两颗同样的子弹以相同的水平速度射入两木块，穿透后子弹的速度分别为vA、vB，在子弹穿透木块过程中因克服摩擦力产生的热量分别为QA、QB，设木块对子弹的摩擦力大小一定，则(　　)

A．vA＞vB，QA＞QB

B．vA＜vB，QA＝QB

C．vA＝vB，QA＜QB

D．vA＞vB，QA＝QB

11．如图4­6­13所示，AB与CD为两个对称斜面，其上部足够长，下部分别与一个光滑的圆弧面的两端相切，圆弧圆心角为120°，半径R为2.0 m．一个物体在离弧底E高度为h＝3.0 m处，以初速度4.0 m/s沿斜面运动．若物体与两斜面的动摩擦因数为0.02，则物体在两斜面上(不包括圆弧部分)一共能走多长路程？(g取10 m/s2)

图4­6­13

12．如图4­6­14所示，在光滑水平地面上放置质量M＝2 kg的长木板，木板上表面与固定的光滑弧面相切．一质量m＝1 kg的小滑块自弧面上高h处由静止自由滑下，在木板上滑行t＝1 s后，滑块和木板以共同速度v＝1 m/s匀速运动，g取10 m/s2.求：

图4­6­14

(1)滑块与木板间的摩擦力大小Ff；

(2)滑块下滑的高度h；

(3)滑块与木板相对滑动过程中产生的热量Q.