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1、第六节第六节 能量转化与守恒能量转化与守恒知识点及考查角度知识点及考查角度 系统学习系统学习知识点知识点 1 1：各种各样的能量：各种各样的能量 知识解读：知识解读：1. 各种各样的能量：对应于不同的运动形式，能的形式也是多种多样的.常见的能量形式：机械能、内能、电能、太阳能、化学能、生物能、原子能等具体见下表：易错提示易错提示：分子的动能、势能与机械运动的动能、势能不同。内能是分子动能和分子势能的总和。这里的分子动能和势能与机械能能中的动能和势能是不一样的，前者是组成物体的分子具有的，属于微观领域，而机械能是宏观物体具有的，属于宏观领域。2.能量之间的转化（1）不同形式的能之间可以在一定条件
2、下相互转化（2）做功的过程是能的转化的过程我们所消耗的能量，无论是食物还是电，大部分是太阳能辐射到地球后转化而来的。如下图所示。能量形式涵 义实 例机械能机械能是与物体的运动或位 置的高度、形变相关的能量， 表现为动能和势能。流动的河水、被拉开的弓、声音等内能内能是组成物体的分子的无 规则运动所具有的动能和势 能的总和一切由分子构成的物质电能电能是与电有关的能量电器设备所消耗的能量都是电能电磁能电磁能是以各种各样的电磁 波的形式传播的能量可见光、紫外线、微波和红外线等核能核能是一种储存在原子核内 部的能量，原子核发生核反 应时，会释放出巨大的能量核潜艇、核电站、核武器等化学能化学能是指储存在化
3、合物的 化学键里的能量巧克力、燃料等都储存着化学能太阳能与其他形式的能量转化关系图（3）大量的事实证明，自然界中各种形式的能量都不是孤立的，不同形式的能量会发生相互转化，能量也会在不同的物体间相互转移。典例解读典例解读考查角度考查角度 1 1：能量及能量转化：能量及能量转化【例例 1】1】3汽车沿一段坡面向下行驶，通过刹车使速度逐渐减小，在刹车过程中( )A重力势能增加 B动能增加C重力做负功 D机械能不守恒解析：向下运动，高度在降低，重力势能在减小，选项 A 错误向下运动，重力做正功，选项 C 错误已知刹车时速度在减小，所以动能减小，选项 B 错误刹车过程，摩擦力做负功，发热了，所以机械能减
4、小，选项 D 正确答案：D举一反三：举一反三：1 1指出下列现象中能量的转化或转移情况：（1）人在跑步时，身体发热;（2）风吹动帆船前进;（3）放在火炉旁的冷水变热;（4）电流通过灯泡，灯泡发光;（5）植物进行光合作用.点拨：（1）化学能转化为内能；（2）风的机械能转移到帆船上；（3）内能由火炉转移给水；（4）电能转化为光能；（5）光能转化为化学能。答案：见点拨知识点知识点 2 2：能量守恒定律：能量守恒定律知识解读知识解读1、内容： 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会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，在转化或转移的过程中其总量保持不变2、定律的表达式：E初E
5、终 ；E增E减3、理解（1）能量守恒定律是最基本、最普遍、最重要的自然规律之一。任何形式的能量之间都可以转化，但转化过程并不减少它们的总量。(2)能量转化与守恒定律反映了自然现象的普遍联系，揭示了自然科学是相互联系、相互统一的(3)能量转化与守恒定律的建立，揭示了自然界各种运动形式不仅具有多样性，而且具有统一性，宣布了“第一类永动机”是不可能制成的（4）分析物理过程、求解实际问题时，对减少的某种能量，要追踪它的去向；对增加的能量，要查寻它的来源。可以按照“总的减少量=总的增加量”列出数学方程。（5）能源利用实际就是不同形式能量之间的转换，把不便于人们利用的能量形式转变成便于利用的形式。学科思想
6、：守恒的思想。守恒是物理学的重要思想，也是解决物理问题的重要方法和技巧，其特点是抓住物理过程的初始状态和末状态，不纠缠过程与细节，利用不变量建立关系式，从而简化思路。4第一类永动机历史上曾有人设想制造一种不需要消耗任何能源就可以不断做功的机器，即第一类永动机，这样的机器能不能制成。第一类永动机不可能实现的原因是违反了能量守恒定律。典例解读典例解读考查角度考查角度 1：机械能守恒定律的理解：机械能守恒定律的理解【例例 2】(2014安康高一检测)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
7、而持续对外做功的机械永动机可能制成D石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能转化为内能解析：根据能量守恒定律可知，能量既不会消灭，也不会创生能量只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，A、B、D 对，永动机违背了能量守恒定律，故它不可能制造出来，C 错答案：ABD举一反三：举一反三：2NBA 篮球赛非常精彩，吸引了众多观众经常有这样的场面：在终场前 0.1 s，运动员把球投出且准确命中，获得比赛的胜利如果运动员投篮过程中对篮球做功为 W，出手高度(相对地面)为 h1，篮筐距地面高度为 h2，球的质量为 m，空气阻力不计，则篮球进筐时的动能表达式是( )AWmgh1mgh
8、2 BWmgh2mgh1Cmgh1mgh2W Dmgh2mgh1W答案：A点拨：由能量守恒，人做的功(W)转化为球进筐时的动能和势能设进筐时球的动能为 Ek.则有：WEkmgh2mgh1，故 EkWmgh1mgh2.A 项正确考查角度考查角度 2：第一类：第一类“永动机永动机”【例例 3】下列说法正确的是( )A随着科技的发展，永动机是可能制成的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，说明能量是可能凭空产生的解析：
9、永动机是指不消耗或少消耗能量而可以大量对外做功的装置，历史上曾出现过各式各样的所谓永动机的发明，结果都以失败告终，原因就是违背了能量转化和守恒定律人类只能发现规律、利用规律，但绝不可以创造规律、改变规律、违背规律行事，即使以后科技再发达，也要受自然规律的制约，所以永动机是永远不可能制成的，A 错太阳辐射大量的能量，地球只吸收了极小的一部分，就形成了风、云、雨、雪，使万物生长，但辐射到星际空间的能量也没有消失，一定是转化成了别的能量，B 错马和其他动物，包括人，要运动，必须消耗能量，运动的能量来源是食物中储存的化学能，C 对所谓“全自动”手表内部还是有能量转化装置的，一般是一个摆锤，当人戴着手表
10、活动时，摆锤不停摆动，给游丝弹簧补充能量，维持手表的走动，如果把这种表放在桌面上静置多天，它一定会停摆的，D 错答案：C举一反三：举一反三：3下述设想中，符合能量转化和守恒定律的是( )A利用永磁铁和软铁的相互作用，做成一架机器，永远地转动下去B制造一架飞机，不携带燃料，只需利用太阳能就能飞行C做成一只船，利用流水的能量，逆水行驶，不用其他动力D利用核动力使地球离开太阳系答案：BD点拨：A、C 项不消耗任何其他能量，而维持转动或行驶，违背能量守恒定律，是错误的B、D 利用太阳能或核能，不违背能量守恒定律，所以 B、D 项正确知识点知识点 3：能量转化和转移的方向性：能量转化和转移的方向性知识解
11、读知识解读1能量转化与守恒定律表明各种形式的能量是可以相互转化的，且在转化或转移的过程中其总量不变但实际上，能量转化和转移也不是任意的，涉及内能的转化和转移都是有方向的主要表现在以下两个方面：(1)机械能可以全部转化为内能，但内能不能全部转化为机械能而不引起其他变化(2)内能总是自发地从高温物体向低温物体转移，而不能自发地从低温物体向高温物体转移(3)内能可以从低温物体向高温物体转移，但会引起其他变化2第二类永动机(1)定义：能自发从低温热源吸收热量向高温热源释放，而高温热源将得到的能量通过另一台做功装置对外做功，这样，不需要任何其他动力机械，不消耗任何其他能源，整个循环可永远进行下去这样的机
12、器称为第二类永动机(2)第二类永动机违背了能量转化和转移的不可逆性(即方向性)，所以第二类永动机不可能制成易错提示：易错提示：1自发进行的能量转移和转化都具有方向性2热机的效率都小于 100 %.3.与温度有关的现象叫热现象凡是与热现象有关的物理过程都是有方向的，不可逆。典例解读典例解读考查角度考查角度 1：能量转化的方向性：能量转化的方向性 第二类第二类“永动机永动机”【例例 4】设想在一间与外界绝热的房间里，有一台正在工作的电冰箱，如果电冰箱的门是开着的，那么室内的温度将( )A升高 B降低C不变 D都有可能审题：(1)能量在转化和转移过程中守恒；(2)电流做功的过程是把电能转化为压缩机的
13、机械能和内能解析：电冰箱是利用制冷剂如氟利昂从箱内蒸发器处吸热而汽化后，到箱外冷凝器中放热液化，然后又到蒸发器中吸热汽化如此循环而制冷的由于蒸发器温度低，冷凝器温度高，制冷过程中，全靠压缩机将蒸发器中的氟利昂抽出再压缩到冷凝器中，以实现热量从低温物体传递到高温物体其中压缩机对氟利昂蒸汽做了功，电能转化为内能，所以制冷剂从蒸发器吸收的热量比整台冰箱放出的热量要少，故室内温度升高故 A 正确，B、C、D 均错答案：A举一反三：举一反三：4-1.下列说法正确的是( ）A热量能自发地从高温物体传给低温物体B热量不能从低温物体传给高温物体C热传导是具有方向的D能量耗散说明能量是不守恒的答案：AC点拨：热
14、量能自发地从高温物体传给低温物体，但不能自发地从低温物体传给高温物体能量可以从低温物体传给高温物体，但要引起其他变化，故选项 A、C 正确，选项 B 错误能量耗散是有部分能量转化为内能，但能量是守恒的，选项 D 错误举一反三：举一反三：4-2对于“第二类永动机” ，下列说法正确的是( ）A.违背了能量转化与守恒定律及热现象宏观过程的方向性B.违背了能量转化与守恒定律，不违背热现象宏观过程的方向性C.不违背能量转化与守恒定律，违背了热现象宏观过程的方向性D.不违背能能转化与守恒定律及热现象宏观过程的方向的性答案：C点拨：第二类永动机不违背能量转化与守恒定律，但是违背了能量转化和转移的不可逆性(即
15、方向性)综合综合 应用应用 探究探究 培优拔尖培优拔尖典例解读典例解读拔尖角度拔尖角度 1 1：功能关系的理解与应用（拓展）：功能关系的理解与应用（拓展）培优精析培优精析：自然界中有许多不同形式的能量，如机械能、内能、光能、化学能、原子能等，各种形式的能之间是相互转化的。各种能相互转化是通过做功来实现的，并且能转化的多少通过做功的多少来量度，物体对外做多少功，它就等量地转化多少能量，即 WE.能在转化或转移的过程中，总量不变。1.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
16、是能量转化的量度。2.功与能的关系由于功是能量转化的量度，某种力做功往往与某一种具体形式的能量转化相联系，即功能关系。3.搞清不同的力做功对应不同形式的能的改变不同的力做功对应不同形式能的变化定量的关系合外力的功（所有外力的功）动能变化合外力对物体做功等于物体动能的增量 W合Ek2Ek1重力的功重力势能变化重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加 WGEpEp1Ep2弹簧弹力的功弹性势能变化弹力做正功，弹性势能减少；弹力做负功，弹性势能增加 W弹EpEp1Ep2“摩擦生热”机械能减小机械能E内=Q= Wf1+Wf2=f s滑 相对除重力和弹力之外的力做的功机械能变化除重力和弹力之外的力做多少正功，物体
