(教师用书)高中物理 第七章第10节 能量守恒定律与能源导学案 新人教版必修2
高中物理 7.10能量守恒定律与能源导学案 新人教版必修2
高中物理必修二710能量守恒定律与能源导学案学习目标：1.自然界里存在着各种形式的能及其相互转化。
2.了解能量守恒定律的发现和确立过程。
3.理解能量守恒定律，知道能源和能量耗散。
4.能用能量守恒定律的观点解释、分析一些实际问题。
自主落实学案1能量(1)概念.一个物体能够对外 ,我们就说这个物体具有。
如:运动的物体可以推动与其接触的另一个物体一起向前运动,对被推动的物体做功,说明运动的物体具有能量。
又如流动的河水、被举高的重物、被压缩的弹簧、高温高压气体……都能对外做功.因此都具有能量。
(2〕形式：能量有各种不同的形式。
运动的物体具有 ;被举高的重物具有 ;发生弹性形变的物体具有 ;由大量粒子构成的系统具有。
另外自然界中还存在化学能、电能、光能、太阳能、风能、潮汐能、原子能等等不同形式的能。
不同的能与物体的不同运动形式相对应,如机械能对应 ;内能与大量微观粒子的相对应(3)能量的转化：各种不同形式的能量可以相互转化,而且在转化过程中保持不变。
也就是说当某个物体的能量时,一定存在其他物体的能量且减少量一定增加量;当的能量减少时,一定存在其他形式的能量增加,且减少量一定增加量。
（4）功是能量转化的量度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的过程。
且做了多少功,就有能量发生转化(或转移),因此,功是能量转化的。
2能量守恒定律(1)内容:能量既不会，也不会 ,它只会从一种形式为其地形式,或者从一个物体另一个物体,而在转化和转移过程中.能量的总量 ,这个规律叫做能量守恒定律.(2)定律的表达式：①②3.能源和能量耗散(1)能源是人类社会活动的物质基础.人类利用能源大致经历了三个时期,即，，。
(2)能量耗散:燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去,它就不会起来供人类重新利用;电池中的化学能转化为电能,它又通过灯泡转化为内能和光能,热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能,我们也无法把这些内能起来这种现象叫做能量的耗散。
人教版高一物理必修2：第七章第10节 能量守恒定律 导学案设计
第七章第10节能量守恒定律一、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____________为另一种形式，或者从一个物体____________，而在转化或转移的过程中，________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____________的特种背景下一种特殊表现形式．二、能源、能量耗散和能源危机1．常规能源：________、________、________，新能源：________能、________能、________能．2．能量耗散：燃料燃烧时把自己的热量释放出去，电池中的化学能转化为电能，它又通过灯泡转化成________和________，热和光被其他物体吸收之后变成周围环境的________，我们无法把这些散失的能量收集起来重新利用．3．能源危机的含义在能源的利用过程中，即使在能量的转化过程中，能量在数量上________，但在可利用的品质上________了，从便于利用的变成____________的了．4．能量转化的方向性与节约能源的必要性能量耗散反映了能量转化的方向性，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的，所以自然界的能量虽然守恒，但还是要节约能源．5.判断正误：(1)技术足够发达后，永动机就可以制成．()(2)机械能守恒定律是能量守恒定律的一种特殊形式．()(3)在利用能源的过程中，能量在数量上减少了．()(4)能量是守恒的，生产中不用节能降耗．()(5)能量不能创造，不能再生，能量只能进行转化或转移，但能量间的转化或转移具有方向性．()一、对功与能的理解（功是能量转化的量度）1. 如图所示，木块m放在光滑的水平面上，一颗子弹水平射入木块中，子弹受到的平均作用力为f，射入深度为d，此过程中木块移动了s，则(D)A．子弹损失的动能为fsB．木块增加的动能为f(s＋d)C．子弹动能的减少等于木块动能的增加D．子弹、木块系统总机械能的损失为fd2.质量为4 kg的物体被人由静止开始向上提升0.25 m后速度达到1 m/s，则下列判断正确的是(取g＝10 m/s2)(BC)A．人对物体传递的功是12 JB．合力对物体做功2 JC．物体克服重力做功10 JD．人对物体做的功等于物体增加的动能二、能量守恒定律3.如图所示，小球自高h处以初速度v0竖直下抛，正好落在弹簧上，把弹簧压缩后又被弹起．弹簧质量不计，空气阻力不计，则(BD)A．小球落到弹簧上后立即做减速运动，动能不断减小，但动能与弹性势能总和保持不变B．在碰到弹簧后的下落过程中，系统的弹性势能与重力势能之和先变小后变大C．在碰到弹簧后的下落过程中，重力势能与动能之和一直减小D．小球被弹起后，最高点仍是出发点4.如图所示，一质量为M＝1 kg的物块静止在桌面边缘，桌面离水平地面的高度为h＝1.8 m．一质量为m ＝20 g的子弹以水平速度v0＝20 m/s射入物块，在很短的时间内以水平速度v1＝10 m/s穿出，木块落地点离桌面边缘的水平距离为1.2 m，重力加速度取g＝10 m/s2.求：(1)子弹穿出木块时，木块获得的水平初速度v；(2)子弹穿过木块产生的热量Q.1. 质量为m 的物体在竖直向上的拉力F 的作用下从静止出发以2g 的加速度匀加速上升h ，则( AB )A ．物体的机械能增加3mghB ．物体的重力势能增加mghC ．物体的动能增加FhD ．物体在上升过程中机械能守恒2. 如图所示，木块A 放在木块B 的左端，用恒力F 将A 拉至B 的右端，第一次将B 固定在地面上，F 做功为W 1，产生的热量为Q 1；第二次让B 可以在光滑地面上自由滑动，F 做的功为W 2，产生的热量为Q 2，则应有( A )A ．W 1<W 2，Q 1＝Q 2B ．W 1＝W 2，Q 1＝Q 2C ．W 1<W 2，Q 1<Q 2D ．W 1＝W 2，Q 1<Q 23. 如图所示，一个质量为m 的物体(可视为质点)以某一速度由A 点冲上倾角为30°的固定斜面，做匀减速直线运动，其加速度的大小为g ，在斜面上上升的最大高度为h ，则在这个过程中，物体( A )A ．机械能损失了mghB ．动能损失了mghC ．动能损失了12mghD ．机械能损失了12mgh 4. 如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连．弹簧处于自然长度时物块位于O点(图中未标出)．物块的质量为m ，AB ＝a ，物块与桌面间的动摩擦因数为μ.现用水平向右的力将物块从O点拉至A 点，拉力做的功为W .撤去拉力后物块由静止向左运动，经O 点到达B 点时速度为零．重力加速度为g .则上述过程中( BC )A ．物块在A 点时，弹簧的弹性势能等于W －12μmga B ．物块在B 点时，弹簧的弹性势能小于W －32μmga C ．经O 点时，物块的动能小于W －μmgaD ．物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在B 点时弹簧的弹性势能5.如图所示，在粗糙的水平面上，质量相等的两个物体A 、B 间用一轻质弹簧相连组成系统．且该系统在水平拉力F 作用下以相同加速度保持间距不变一起做匀加速直线运动，当它们的总动能为2E k 时撤去水平力F ，最后系统停止运动．不计空气阻力，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，从撤去拉力F 到系统停止运动的过程中( D )A ．外力对物体A 所做总功的绝对值等于2E kB ．物体A 克服摩擦阻力做的功等于E kC ．系统克服摩擦阻力做的功可能等于系统的总动能2E kD ．系统克服摩擦阻力做的功一定等于系统机械能的减小量6. 如图所示，一小球从距竖直弹簧一定高度静止释放，与弹簧接触后压缩弹簧到最低点(设此点小球的重力势能为0)．在此过程中，小球重力势能和动能的最大值分别为E P 和E k ，弹簧弹性势能的最大值为E ′P ，则它们之间的关系为( A )A ．E P ＝E ′P ＞E kB ．E P ＞E k ＞E ′PC ．E P ＝E k ＋E ′PD ．E P ＋E k ＝E ′P7. 如图所示是全球最高的(高度为208米)北京朝阳公园摩天轮，一质量为m 的乘客坐在摩天轮中以速率v 在竖直平面内做半径为R 的匀速圆周运动，假设t ＝0时刻乘客在最低点且重力势能为零，那么，下列说法正确的是( AD )A ．乘客运动的过程中，重力势能随时间的变化关系为E p ＝mgR (1－cos v Rt ) B ．乘客运动的过程中，在最高点受到座位的支持力为m v 2R－mg C ．乘客运动的过程中，机械能守恒，且机械能为E ＝12mv 2 D ．乘客运动的过程中，机械能随时间的变化关系为E ＝12mv 2＋mgR (1－cos v Rt ) 8. 一质量m ＝0.6 kg 的物体以v 0＝20 m/s 的初速度从倾角α＝30°的斜坡底端沿斜坡向上运动，当物体向上滑到某一位置时，其动能减少了ΔE k ＝18 J ，机械能减少了ΔE ＝3 J ，不计空气阻力，重力加速度g ＝10 m/s 2，求：(1)物体向上运动时加速度的大小；(2)物体返回斜坡底端时的动能．9.如图所示，质量为m的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动，经距离l后以速度v飞离桌面，最终落在水平地面上．已知l＝1.4 m，v＝3.0 m/s，m＝0.10 kg，物块与桌面间的动摩擦因数μ＝0.25，桌面高h＝0.45 m．不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2.求：(1)小物块落地点距飞出点的水平距离s；(2)小物块落地时的动能E k；(3)小物块的初速度大小v0.10.如图所示，质量为1 kg的木块m在水平面上运动，经过A点时速度v0＝2 m/s，已知A、B之间距离L ＝0.5 m，且粗糙，其他部分均光滑，m与A、B间的动摩擦因数μ＝0.2，木块经过B点后将压缩右端固定的劲度系数较大的弹簧，g取10 m/s2，求：(1)弹簧能够具有的最大弹性势能？(2)木块m是否还能到达A点？11.如图所示，MNP为竖直面内一固定轨道，其圆弧段MN与水平段NP相切于N，P端固定一竖直挡板．M 相对于N的高度为h，NP长度为s.一木块自M端从静止开始沿轨道下滑，与挡板发生一次完全弹性碰撞后停止在水平轨道上某处．若在MN段的摩擦可忽略不计，物块与NP段轨道间的动摩擦因数为μ，求物块停止的位置与N点距离的可能值．。
高中物理第七章7.10能量守恒定律与能源导学案必修2
能量守恒定律与能源[学习目标]1.了解各种不同形式的能，知道能量转化和转移的方向性．2．理解能量守恒定律的内容，会用能量守恒的观点分析、解释一些实际问题．3．了解能量耗散与能源危机，增强节约能源和环境保护的意识．任务一：阅读课本，完成对能量守恒定律的研究。
一、对能量守恒定律的理解及应用1．表达式：E 初＝E 末或ΔE 减＝ΔE 增．2．含义(1)某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量一定和增加量相等．(2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等．3．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．【例1】 某地平均风速为5 m/s ，已知空气密度是1.2 kg/m 3，有一风车，它的风叶转动时可形成半径为12 m 的圆面．如果这个风车能将圆面内10%的气流动能转变为电能，则该风车带动的发电机功率是多大？答案 3.4 kW解析 在t 时间内作用于风车的气流质量m ＝πr 2v ·t ρ这些气流的动能为12mv 2， 转变成的电能E ＝12mv 2×10% 所以风车带动发电机的功率为P ＝E t ＝12πr 2ρv 3×10% 代入数据得P ＝3.4 kW.任务二：阅读课本，完成对摩擦生热及内能的研究。
二、摩擦生热及产生内能的有关计算1．系统内一对静摩擦力即使对物体做功，但由于相对位移为零而没有热能产生，只有物体间机械能的转移．2．作用于系统的滑动摩擦力和物体间相对滑动的距离的乘积，在数值上等于滑动过程产生的内能．即Q＝F滑s相对，其中F滑必须是滑动摩擦力，s相对必须是两个接触面的相对滑动距离(或相对路程)．【例2】如图7－10－1，质量为M、长度为l的小车静止在光滑的水平面上．质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端．现在一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动，物块和小车之间的摩擦力为f.经过时间t，小车运动的位移为s，物块刚好滑到小车的最右端( )图7－10－1A．此时物块的动能为(F－f)(s＋l)B．这一过程中，物块对小车所做的功为f(s＋l)C．这一过程中，物块和小车增加的机械能为FsD．这一过程中，物块和小车产生的内能为fl答案AD解析对物块分析，物块的位移为s＋l，根据动能定理得，(F－f)(s＋l)＝E k－0，所以物块到达小车最右端时具有的动能为(F－f)(s＋l)，故A正确；对小车分析，小车的位移为s，所以物块对小车所做的功为fs，故B错误；物块与小车增加的内能Q＝fx相对＝fl，故D正确；根据能量守恒得，外力F 做的功转化为小车和物块的机械能和摩擦产生的内能，则有：F(l＋s)＝ΔE＋Q，则ΔE＝F(l＋s)－fl，故C错误．故选AD.【例3】电动机带动水平传送带以速度v匀速传动，一质量为m的小木块由静止轻放在传送带上，若小木块与传送带之间的动摩擦因数为μ，如图7－10－2所示．传送带足够长，当小木块与传送带相对静止时．求：图7－10－2(1)小木块的位移；(2)传送带转过的路程；(3)小木块获得的动能；(4)摩擦过程中产生的内能；(5)因传动物体电动机多消耗的电能．答案(1)v22μg(2)v2μg(3)12mv2(4)12mv2(5)mv2解析 (1)由牛顿第二定律：μmg ＝ma ，得a ＝μg由公式v ＝at 得t ＝v μg ，小木块的位移s 1＝v 2t ＝v 22μg(2)传送带始终匀速运动，路程s 2＝vt ＝v 2μg(3)小木块获得的动能E k ＝12mv 2 (4)小木块在和传送带达到共同速度的过程中，相对传送带移动的距离s 相对＝s 2－s 1＝v 22μg ，产生的内能Q ＝μmg·s 相对＝12mv 2 (5)根据能量守恒定律电动机多消耗电能ΔE ＝Q ＋12mv 2＝mv 2 任务三：完成对功能关系的研究。
高中物理 第七章 机械能守恒定律 第十节 能量守恒定律与能源检测 新人教版必修2
第十节能量守恒定律与能源A级抓基础1．一个系统的机械能增大，究其原因，下列推测正确的是( )A．可能是重力对系统做了功B．一定是合外力对系统做了功C．一定是系统克服合外力做了功D．可能是摩擦力对系统做了功解析：只有重力做功时，物体的动能和重力势能相互转化，不影响物体的机械能的总和，故A错误；除重力、弹力以外的力做功时，物体的机械能才会变化，故B、C错误；如果摩擦力对系统做正功，系统的机械能可能增大，故D正确．答案：D2．对于正常工作的电风扇和电饭锅，下列说法中正确的是( )A．电风扇和电饭锅消耗的电能均大于各自产生的内能B．电风扇和电饭锅消耗的电能均等于各自产生的内能C．电风扇消耗的电能大于产生的内能，电饭锅消耗的电能等于产生的内能D．电风扇消耗的电能等于产生的内能，电饭锅消耗的电能大于产生的内能解析：电风扇消耗的电能转化为内能和风扇及空气的动能，电饭锅消耗的电能完全转化为内能，所以电风扇消耗的电能大于产生的内能，电饭锅消耗的电能等于产生的内能．选项C正确．答案：C3．关于功和能的关系，下列说法正确的是( )A．物体受拉力作用水平向右运动，拉力做的功是1 J，则物体动能的增加量也是1 J B．“神舟十号”载人飞船的返回舱在大气层以外向地球做无动力飞行的过程中，机械能增大C．一辆汽车的速度从10 km/h增加到20 km/h，或从50 km/h增加到60 km/h，两种情况下牵引力做的功一样多D．一个重10 N的物体，在15 N的水平拉力的作用下，分别在光滑水平面和粗糙水平面上发生相同的位移，拉力做的功相等解析：根据动能定理，合力做的功等于动能的变化，因拉力做的功不一定等于合力做的功，故动能增加量不一定是1 J，故选项A错误；“神舟十号”载人飞船的返回舱在大气层以外向着地球做无动力飞行的过程中，只有地球对飞船的引力做功，机械能守恒，故B错误；根据动能定理，可知W－W f＝12mv22－12mv21，所以速度从10 km/h加速到20 km/h，或从50 km/h加速到60 km/h的两种情况下牵引力做的功不同，故C错误；由W＝Fx知，拉力的大小相同，物体的位移也相同，所以拉力对物体做的功一样多，故D正确．答案：D4.(多选)在悬崖跳水比赛中，选手们从悬崖上一跃而下，惊险刺激的场景令观众大呼过瘾．如图所示为一选手从距离水面高为20 m的悬崖上跳下，选手受到的空气阻力与速度成正比(g取10 m/s2)，则以下说法正确的是( )A．选手在空中做匀加速运动B．选手从开始跳下到入水的时间大于2 sC．选手在空中下落过程合力做正功，入水后合力做负功D．选手在空中下落过程机械能增大，入水后机械能减少解析：选手向下运动的过程中速度增大，所以受到的阻力增大，则向下的合力逐渐减小，所以选手在空中做加速度减小的加速运动，故A错误；若选手做自由落体运动，则运动的时间t＝2hg＝2×2010s＝2 s，运动员向下运动的加速度小于g，所以在空中的时间大于2 s，故B正确；选手在空中下落过程中，合力的方向与速度的方向都向下，合力做正功，入水后合力的方向向上，做负功，故C正确；选手在空中下落过程中，空气阻力做负功，所以机械能减少，故D错误．答案：BC5.如图所示，一质量均匀、不可伸长的绳索，重为G，A、B两端固定在天花板上，现在最低点C处施加一竖直向下的力，将最低点缓慢拉至D点，在此过程中，绳的重心位置( )A．逐渐升高B．逐渐降低C．先降低后升高D．始终不变解析：外力对绳索做正功，绳索的机械能增加，由于绳索的动能不变，增加的必是重力势能，重力势能增加是重心升高的结果，故A正确．答案：A6．(多选)如图所示，一固定斜面倾斜为30°，一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度大小等于重力加速度的大小g.物块上升的最大高度为H，则此过程中，物块的( )A ．动能损失了2mgHB ．动能损失了mgHC ．机械能损失了mgHD ．机械能损失了12mgH解析：由于mg sin 30°＋F f ＝mg ，故F f ＝12mg ，由动能定理，得－mgH －F f ·2H ＝ΔE k ，故动能变化量ΔE k ＝－2mgH ，即动能减少了2mgH ，A 对，B 错；机械能的变化量ΔE ＝－F f ·2H ＝－mgH ，C 对，D 错．答案：ACB 级 提能力7.如图所示，一个粗细均匀的U 形管内装有同种液体，液体质量为m .在管口右端用盖板A 密闭，两边液面高度差为h ，U 形管内液体的总长度为4h ，先拿去盖板，液体开始运动，由于管壁的阻力作用，最终管内液体停止运动，则该过程中产生的内能为( )A.116mgh B.18mgh C.14mgh D.12mgh 解析：去掉管口右侧盖板之后，液体向左侧流动，最终两侧液面相平，液体的重力势能减少，减少的重力势能转化为内能．如图所示，最终状态可等效为右侧12h 的液柱移到左侧管中，即增加的内能等于该液柱减少的重力势能，则Q ＝18mg ·12h ＝116mgh ，故A 正确．答案：A8.(多选)小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于O 点，另一端与小球相连．现将小球从A 点由静止释放，它在下降的过程中经过了B 点，之后继续下降．已知A 、B 两点处，弹簧对小球的弹力大小相等，且∠OBA ＜∠OAB ＜π2，在小球从A 点运动到B 点的过程中，则( )A ．弹力对小球先做正功后做负功B ．弹簧弹力的功率为零的位置有两个C ．弹簧弹力对小球所做的正功等于小球克服弹簧弹力所做的功D ．小球到达B 点时的动能等于其在A 、B 两点的重力势能之差解析：由题可知，A 、B 两点处，弹簧对小球的弹力大小相等，则在运动过程中OA 为压缩状态，OB 为伸长状态，小球向下运动的过程中弹簧的长度先减小后增大，则弹簧的弹性势能先增大，后减小，再增大，所以弹力对小球先做负功再做正功，最后再做负功，故A 错误；A 处速度为零，弹力功率为零，下滑过程弹簧弹力与杆垂直时弹力功率为零，当弹簧处于原长时弹力为零，功率为零，故弹力功率为零的位置共有三处，故B 错误；因A 点与B 点弹簧的弹力大小相等，所以弹簧的形变量相等，弹性势能相同，弹力对小球做的总功为零，则弹簧弹力对小球所做的正功等于小球克服弹簧弹力所做的功，故C 正确；小球从A 到B 的过程中合外力做的功等于重力做的功，所以小球到达B 点时的动能等于其在A 、B 两点的重力势能之差，故D 正确．答案：CD9．两块完全相同的木块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v A 、v B ，在子弹穿透木块过程中因克服摩擦力产生的热分别为Q A 、Q B .设木块对子弹的摩擦力大小一定，则( )A ．v A ＞vB ，Q A ＞Q B B ．v A ＜v B ，Q A ＝Q BC ．v A ＝v B ，Q A ＜Q BD ．v A ＞v B ，Q A ＝Q B解析：设子弹的初速度为v 0，质量为m ，木块的厚度为d ，穿透过程中子弹所受阻力大小为f ，未固定的木块前进了x ，根据动能定理：fd ＝12mv 20－12mv 2A ，f (d ＋x )＝12mv 20－12mv 2B ，比较以上两式得v A ＞v B ，两种情况下产生的热量相等，Q A ＝Q B ＝fd ，故D 正确．答案：D10.如图所示，传送带与水平面之间的夹角为θ＝30°，其上A 、B 两点间的距离为x＝5 m ，传送带在电动机的带动下以v ＝1 m/s 的速度匀速运动，现将一质量为m ＝10 kg 的小物体(可视为质点)轻放在传送带的A 点，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数为μ＝32，在传送带将小物体从A 点传送到B 点的过程中，求(g 取10 m/s 2)：(1)传送带对小物体做的功； (2)电动机做的功．解析：(1)根据牛顿第二定律，知 μmg cos θ－mg sin θ＝ma ， 可得a ＝14g ＝2.5 m/s 2.当小物体的速度为1 m/s 时，位移为x ′＝v 22a＝0.2 m ，即小物体匀速运动了4.8 m ， ΔE k ＝12mv 2－0，ΔE p ＝mgx sin θ.由功能关系，可得W ＝ΔE k ＋ΔE p ＝255 J.(2)电动机做功使小物体机械能增加，同时小物体与传送带间因摩擦产生热量Q ， 而由v ＝at ，得t ＝0.4 s ， 相对位移为x ″＝vt －x ′＝0.2 m ， 摩擦生热Q ＝μmgx ″cos θ＝15 J ，W 电＝W ＋Q ＝255 J ＋15 J ＝270 J ，故电动机做的功为270 J. 答案：(1)255 J (2)270 J11．如图所示，从A 点以v 0＝4 m/s 的水平速度抛出一质量m ＝1 kg 的小物块(可视为质点)，当物块运动至B 点时，恰好沿切线方向进入光滑圆弧轨道BC ，经圆弧轨道后滑上与C 点等高、静止在粗糙水平面的长木板上，圆弧轨道C 端的切线水平，已知长木板的质量M＝4 kg ，A 、B 两点距C 点的高度分别为H ＝0.6 m 、h ＝0.15 m ，圆弧轨道半径R ＝0.7 m ，物块与长木板之间的动摩擦因数μ1＝0.5，长木板与地面间的动摩擦因数μ2＝0.2，g 取10 m/s 2.已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：(1)物块运动至B 点时的速度大小和方向；(2)物块滑动至C 点时，对圆弧轨道C 点的压力大小； (3)长木板至少为多长，才能保证物块不滑出长木板． 解析：(1)物块从A 点到B 点做平抛运动，有H －h ＝12gt 2，①到达B 点的竖直分速度v By ＝gt ，② 到达B 点的速度v B ＝v 20＋v 2By ，③ 联立①②③得v B ＝5 m/s.设到达B 点时物块的速度方向与水平面的夹角为θ，则 cos θ＝v 0v B＝0.8，即与水平方向成37°角斜向下．(2)设物块到达C 点的速度为v C ，从A 点到C 点由机械能守恒定律，得mgH ＝12mv 2C －12mv 20，④设物块在C 点受到的支持力为F N ，由牛顿第二定律，得F N －mg ＝m v 2CR，⑤解得F N ＝50 N.由牛顿第三定律，得物块对圆弧轨道C 点的压力大小为50 N ，方向竖直向下． (3)物块对长木板的摩擦力F f 1＝μ1mg ＝5 N ，长木板与地面间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，为F f 2＝μ2(M ＋m )g ＝10 N.由于F f 1小于F f 2，可判定物块在长木板上滑动时，长木板静止不动．物块在长木板上做匀减速运动，设木板至少长为l 时，物块不滑出长木板，此时到达木板最右端时速度恰好为零，则有v 2C ＝2al ，⑥μ1mg ＝ma ，⑦联立④⑥⑦解得l ＝2.8 m.答案：(1)5 m/s 与水平方向成37°角斜向下 (2)50 N (3)2.8 m。
人教版高一物理物理必修2第七章机械能导学案：7.10 能量守恒定律与能源
能量守恒定律与能源一、学习目标1．了解各种不同形式的能量，知道能量是一个重要的物理量。
2．知道能量守恒定律确立的两类重要事实。
3．能够叙述能量守恒定律的内容，会用能量守恒的观点分析、解释一些实际问题。
4．了解能量耗散，了解自然界中宏观过程中能量守恒以及能量转化和转移的方向性，认识提高效率的重要性。
5．增强节约能源和环境保护的意识。
二、重点、难点重点：能量守恒定律的概念。
难点：能量的转化。
三、学习方法自主探究、交流讨论、自主归纳四、学习过程1．能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，这个规律叫做能量守恒定律。
能量守恒定律的意义：能量守恒定律是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一。
2．能源和能量耗散：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，但在可利用的品质上降低了，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。
能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性。
能源的利用受这种方向性的制约，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的。
五、随堂检测1．滚摆上下摆动，而最高点高度越来越低。
下列说法正确的是（）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2．质量为4kg的物体被人由静止开始向上提升0.25m后速度达到1m/s，则下列判断正确的是（取g=10m/s2）（）A．人对物体做功12JB．合外力对物体做功2JC．物体克服重力做功10JD．人对物体做的功等于物体增加的动能3．风能和水能是某种能的间接形式，这种能是（）A．核能B．电能C．太阳能D．地热能4．下列能源中，给人类带来的污染较小的是（）A．煤B．石油C．天然气D．核能六、课后练习与提高1．如图，小球自高H的A点由静止开始沿光滑曲面下滑，到曲面底B点飞离曲面，B 点处曲面的切线沿水平方向。
高中物理第七章7.10能量守恒定律与能源导学案必修2
能量守恒定律与能源[学习目标]1.了解各种不同形式的能，知道能量转化和转移的方向性．2．理解能量守恒定律的内容，会用能量守恒的观点分析、解释一些实际问题．3．了解能量耗散与能源危机，增强节约能源和环境保护的意识．任务一：阅读课本，完成对能量守恒定律的研究。
一、对能量守恒定律的理解及应用1．表达式：E 初＝E 末或ΔE 减＝ΔE 增．2．含义(1)某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量一定和增加量相等．(2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等．3．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．【例1】 某地平均风速为5 m/s ，已知空气密度是1.2 kg/m 3，有一风车，它的风叶转动时可形成半径为12 m 的圆面．如果这个风车能将圆面内10%的气流动能转变为电能，则该风车带动的发电机功率是多大？答案 3.4 kW解析 在t 时间内作用于风车的气流质量m ＝πr 2v ·t ρ 这些气流的动能为12mv 2， 转变成的电能E ＝12mv 2×10% 所以风车带动发电机的功率为P ＝E t ＝12πr 2ρv 3×10% 代入数据得P ＝3.4 kW.任务二：阅读课本，完成对摩擦生热及内能的研究。
二、摩擦生热及产生内能的有关计算1．系统内一对静摩擦力即使对物体做功，但由于相对位移为零而没有热能产生，只有物体间机械能的转移．2．作用于系统的滑动摩擦力和物体间相对滑动的距离的乘积，在数值上等于滑动过程产生的内能．即Q＝F滑s相对，其中F滑必须是滑动摩擦力，s相对必须是两个接触面的相对滑动距离(或相对路程)．【例2】如图7－10－1，质量为M、长度为l的小车静止在光滑的水平面上．质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端．现在一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动，物块和小车之间的摩擦力为f.经过时间t，小车运动的位移为s，物块刚好滑到小车的最右端( )图7－10－1A．此时物块的动能为(F－f)(s＋l)B．这一过程中，物块对小车所做的功为f(s＋l)C．这一过程中，物块和小车增加的机械能为FsD．这一过程中，物块和小车产生的内能为fl答案AD解析对物块分析，物块的位移为s＋l，根据动能定理得，(F－f)(s＋l)＝E k－0，所以物块到达小车最右端时具有的动能为(F－f)(s＋l)，故A正确；对小车分析，小车的位移为s，所以物块对小车所做的功为fs，故B错误；物块与小车增加的内能Q＝fx相对＝fl，故D正确；根据能量守恒得，外力F 做的功转化为小车和物块的机械能和摩擦产生的内能，则有：F(l＋s)＝ΔE＋Q，则ΔE＝F(l＋s)－fl，故C错误．故选AD.【例3】电动机带动水平传送带以速度v匀速传动，一质量为m的小木块由静止轻放在传送带上，若小木块与传送带之间的动摩擦因数为μ，如图7－10－2所示．传送带足够长，当小木块与传送带相对静止时．求：图7－10－2(1)小木块的位移；(2)传送带转过的路程；(3)小木块获得的动能；(4)摩擦过程中产生的内能；(5)因传动物体电动机多消耗的电能．答案(1)v22μg(2)v2μg(3)12mv2(4)12mv2(5)mv2解析 (1)由牛顿第二定律：μmg＝ma ，得a ＝μg由公式v ＝at 得t ＝v μg ，小木块的位移s 1＝v 2t ＝v 22μg(2)传送带始终匀速运动，路程s 2＝vt ＝v 2μg(3)小木块获得的动能E k ＝12mv 2 (4)小木块在和传送带达到共同速度的过程中，相对传送带移动的距离s 相对＝s 2－s 1＝v 22μg ，产生的内能Q ＝μmg·s 相对＝12mv 2 (5)根据能量守恒定律电动机多消耗电能ΔE ＝Q ＋12mv 2＝mv 2 任务三：完成对功能关系的研究。
高中物理 第七章 机械能守恒定律 第十节 能量守恒定律与能源预习导航学案 新人教版必修2
第十节能量守恒定律与能源
预习导航
一、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，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
2．建立定律的两个事实：
(1)确认了永动机的不可能性；
(2)各种自然现象之间能量的相互联系和转化。
3．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的特种背景下一种特殊表现形式。
4．能量守恒定律的意义：
(1)它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一；
(2)它是大自然普遍和谐性的一种表现形式。
二、能源和能量耗散
1．常规能源：煤、石油、天然气；新能源：太阳能、风能、地热能。
2．能量耗散：燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，它就不会再次自动聚集起来供人类重新利用；电池中的化学能转化为电能，它又通过灯泡转化为内能和光能，热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能。
我们也无法把这些内能收集起来重新利用。
3．能源危机的含义：在能源利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上并未减少，但在利用的品质上降低了，从便于利用的变成不便于利用的了。
4．能量转化的方向性与节约能源的必要性：能量的耗散从能量转化的角度反映出了自然界中宏观过程的方向性。
能源的利用受这种方向性的制约，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的。
所以自然界的能量虽然守恒，但还是很有必要节约能源。
人教版高中物理必修2同步导学设计：第七章第10节 能量守恒定律和能源
b．不可再生能源石油、煤炭等能源物质，如果消耗完了就没有了，是不可再生能源。
③清洁能源和非清洁能源a．清洁能源为“绿色环保”能源。
太阳能的利用不污染环境，它是一种清洁能源b．非清洁能源（4）大量消耗常规能源带来的社会问题①能源枯竭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。
随着生产力的迅速发展，使得能源的消耗也急剧增长，研究人员估计：按照目前的石油开采速度，地球上的石油储藏将在几十年内全部产完，煤的储量稍多一些，但也将在二百多年的时间内采完。
所以常规能源不是取之不尽，用之不竭的。
②环境污染与此同时，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，改变了大气的分。
能源短缺和环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题。
例一：石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量，由此产生了温室效应，使得地面的气温上升，两极的冰雪熔化，海平面上升，淹没沿海城市，海水向河流倒灌、耕地盐碱化等.例二：常规能源的使用会产生有毒气体和浮尘，能引起人的多种疾病。
常规能源的短缺和由这类能源利用所带来的环境污染，使得新能源的开发成为当务之急。
（5）各种能源的内在联系大海中的水被太阳晒热、蒸发，变成云，变成雨，降落在高山上，汇成河流，所以宏观上也可以说：水力发电站输出的电能来自太阳。
有人说：煤和石油的能量也来自太阳，那么，太阳能通过什么途径变成了煤矿和石油中的化学能？地球上的各种能源中，太阳辐射能(简称太阳能)占着特别重要的地位。
除了人的食物中的能量是来源于太阳能外，草木燃料、化石燃料、风力、流水、海流、海洋热能的能量也来源于太阳能.尽管太阳向四面八方辐射的热量仅有二十二亿分之一到达地球大气的最高层，并且还有一部分被大气层反射和消耗在加热空气上，然而，每秒钟到达地面上的总量还高达80万亿千瓦.这一能量是很大的，如果用它来发电，就可以得到比现在全世界发电总量大约数万倍以上的电力.太阳能是地球上可以获得的、能连续供应的最大能源，真可谓“取之不尽，用之不竭”。
高中物理第七章机械能守恒定律第十节能量守恒定律与能源预习导航学案新人教版必修2(new)
第十节能量守恒定律与能源预习导航一、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，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体,在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。
2．建立定律的两个事实：（1)确认了永动机的不可能性;（2）各种自然现象之间能量的相互联系和转化。
3．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的特种背景下一种特殊表现形式.4．能量守恒定律的意义：（1）它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一；（2)它是大自然普遍和谐性的一种表现形式。
二、能源和能量耗散1．常规能源:煤、石油、天然气;新能源:太阳能、风能、地热能。
2．能量耗散：燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，它就不会再次自动聚集起来供人类重新利用；电池中的化学能转化为电能，它又通过灯泡转化为内能和光能，热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能。
我们也无法把这些内能收集起来重新利用。
3．能源危机的含义：在能源利用过程中,即在能量的转化过程中,能量在数量上并未减少，但在利用的品质上降低了，从便于利用的变成不便于利用的了。
4．能量转化的方向性与节约能源的必要性：能量的耗散从能量转化的角度反映出了自然界中宏观过程的方向性。
能源的利用受这种方向性的制约,所以能源的利用是有条件的，也是有代价的。
所以自然界的能量虽然守恒，但还是很有必要节约能源.尊敬的读者：本文由我和我的同事在百忙中收集整编出来，本文档在发布之前我们对内容进行仔细校对，但是难免会有不尽如人意之处，如有疏漏之处请指正，希望本文能为您解开疑惑,引发思考。
文中部分文字受到网友的关怀和支持，在此表示感谢！在往后的日子希望与大家共同进步，成长。
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人教版高中物理必修2第七章第10节能量守恒定律与能源教案
学
情
分
析
学生已知道功，能，动能，势能，重力势等概念。掌握了重力能变化与重力功的关系，合外力功与动能变化的关系等规律；会计算恒力的功，会用动能定理计算变力的功，会用动能定理计算描述变速运动的物理量。在能力方面已近学过许多物理规律的推导，具有一定的演绎推理能力。经过以往的多媒体教学，他们比较熟悉和习惯用计算机课件上课的方式。学生对物理学的研究方法已有一定的了解，在自主学习、合作探究等方面的能力有了一定提高。
过程与方法
通过指导学生分析事例，培养学生分析问题和理论联系实际的能力.
情感，态度与价值观
1．学生领略物理规律的和谐美和简洁美，发展对科学的好奇心与求知欲。
2.了解大量的能源消耗带来的全球性环境问题,树立环保意识.
3.感知我们周围能源的耗散，树立节能意识.
4．学生增强可持续发展的意识和为社会服务的责任感。
2．由于能源与每个人都息息相关，大家都想更深入地了解它，所以这一课的教学应该让学生更多地参与进来。
3．在教学中通过各种教学手段，激发学生探索和发现物理规律的动机和兴趣，其中系。
教
学
目
标
知识与技能
理解能量守恒定律，能用能量守恒的观点分析、解决实际问题。。
《能量守恒定律与能源》教学设计
课题
能量守恒定律与能源
课时
1课时
教
材
分
析
1．本节是对本章知识内容的总结和扩展。能量就是从千差万别的各种自然现象中抽象出来的概念。学生学习到这里，已经可以从机械能转化和守恒扩展到自然界各种能量的转化和守恒了。
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第10节 能量守恒定律与能源
◇学习目标◇
（1）理解能量守恒定律，知道能源和能量耗散
（2）通过对生活中能量转化的实例分析，理解能量守恒定律的确切含义
（3）感知我们周围能源的耗散，树立节能意识
◇重点◇
（1）能量守恒定律的内容
（2）应用能量守恒定律解决问题
◇难点◇
（1）理解能量守恒定律的确切含义
（2）能量转化的方向性
[新课预习]
1、机械能守恒定律的内容：
2、我们已学习了多种形式的能，请说出你所知道的能量形式。
[学习新课]
一、能量守恒定律
小实验：
1：在一个玻璃容器内放入沙子，拿一个小铁球从某一高度释放，使其落到沙子中。
2：在盛有水的玻璃容器中放一小木块，让小木块在水中上下浮动，过一段时间，小木
块停止运动。
思考：小球和小木块运动过程中机械能是否守恒？请说出小球运动过程中能量的转化情
况。请举出几个类似的例子。
阅读教材，讨论下列问题：
1． 导致能量守恒定律最终确立的重要事实有哪些？
2． 能量守恒定律是偶然的还是人类对自然认识发展到一定阶段的必然产物？
3． 有人曾经怀疑某种过程中“能量不守恒”，这种怀疑是否有价值？
4． 说出能量守恒定律的内容，并引用教材上的话，说明能量守恒定律的建立有何重大意
义？
[注意]能量守恒定律是贯穿整个物理学的基本规律之一，是学习物理的一条主线，在应用
中，要分清系统中有多少种形式的能，发生了哪些转化和转移。
二、能源和能量耗散
情景引导：
有些事情可以倒过来进行，但有些事情却是不可能倒过来进行的。你可以向前走路，也
可以倒退回来，但是，打碎的镜子不可能自动复原，冒起的煤烟和散开的炭灰不可能重新组
合成一块煤。
思考：自然界中自发的能量转化和转移是否也具有某种方向性？能否举出生活中关于这
种方向性的例子，并说明其中能量的变化。
阅读教材，讨论下列问题：
1．能源是人类社会的物质基础，人类利用能源大致经历了哪几个过程？
2．为什么说能源短缺和环境恶化已成为关系到人类社会能否持续发展的大问题？
3．既然能量是守恒的，不可能消灭，为什么我们还要节约能源？
4．什么叫能量耗散？你怎么看待能量耗散？
5．你怎么理解“能量的利用受方向性的制约”这句话？请举例说明。
[思考与讨论]
有人设计了这样一台“永动机”：距地面一定高度架设一个水槽，水从槽底的管中流出，
冲击一个水轮机，水轮机的轴上安装一个抽水机和一个砂轮．他指望抽水机把地面水槽里的
水抽上去，这样循环不已，机器不停地转动，就可以永久地用砂轮磨制工件做功了（下图）．
请你分析一下，高处水槽中水的势能共转变成哪几种形式的能，说明这个机器是否能够永远
运动下去．
[课堂训练]
1．下列对能的转化和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
2．有人设想在夏天用冰箱来降低房间内的温度，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，则开机后，室内的温度将……………………………( )
A 升高
B保持不变
C 开机时降低，停机后又升高
D 开机时升高，停机后降低
3．一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，斜面对滑块的作用力所做的功的大
小为B，重力做功的大小为G，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）等于多少？滑块的重力势能的
改变等于多少？滑块机械能（指动能与重力势能之和）的改变等于多少？
[课堂训练]参考答案
1.ABC 2.A 3.A+B+G-D G A+B -D