广水一中 郭建

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1、广水一中 郭建1功和能一、功是能转化的量度,各种形式“力”所做 的功往往伴随着相应形式的能量变化，功 与能之间有着密切的关系；二、高中物理中的所有涉及功与能的有关 知识点；三、高中物理各知识块中涉及能量的具体 问题2势能是物体间由于相互作用而具有的能；严格地说势能是相互作用的物体共同 拥有的。高中物理中有以下势能概念：重力地球与物体重力势能（物体与地球共有）弹力弹性形变弹性势能（弹性物体间共有）分子力分子之间分子势能（两个分子共有）电场力带电体与带电体电势能（两个带电体共有）机械能（势能、动能）、内能、电磁能（电势能、磁场能）、光能（光子）、 化学能、核能各种形式的能可以相互转化，同一种形式的

2、能可以相互转移1、高中物理所涉及的主要的能的形式2、需要指出的是3功能机械能内能电磁能光能核能动 能势 能分 子 动 能分 子 势 能弹 性 势 能重 力 势 能动 能 定 理电 场 能磁 场 能光 电 效 应 方 程原 子 能原 子 核 能机械能守 恒定律理想气 体内能热力学 第一定 律能的转 化和守 恒定律电 磁 波电 势 能电 势电 势 差电 功电 热焦 耳 定 律电 动 势闭合 电路 能量 关系能级 质 能 方 程功能关系能的转化和守恒定律44、力学中的功能问题3、热学中的功能问题5、电学中的功能问题2、光学中的能量问题1、原子、原子核物理中的能量问题END5能级概念 核能爱因斯坦质能

3、方程各种射线具有能量1、原子、原子核物理中的能量问题6例1 估算制作一个地球需多少能量？某同学观看了一部科幻电影，电影剧院中的男主角利用自 已所驾驶的太空飞船将“敌方”的能量吸收，并制造出原已消 失的地球同学们试估算制作一个地球需多少能量（只要求估 算出数量级即可）？已知中国领土最北端在黑龙江省漠河以北 的黑龙江主航道中心线上（53N），中国领土最南端在南海 的南沙群岛中的曾母暗沙（4N附近），中国领土南北距离约 为5500公里7第一步估算地球的质量 A、计算地球半径 可以算出地球的半径约为6300km，那么地球的体积大小我們就可以算出來了! 我们成功的估计出地球的大小(但这只是粗略的估计).

4、 知道地球的大小之后我们要怎么估计地球的质量呢?想象一下, 地球是由 哪些东西所构成的呢地球是由岩石(密度23), 以 及金属(613), 其中有很多 是铁（7)构成的. 地球 还有 水(密度1).作些平均吧(1+2.5+7+6+13 )/5 =5.98第二步计算所需的能量 这么大的能量是个什么概念呢？与常规炸药相比， 需多少质量这样的炸药呢？1kgTNT爆炸时产生的能量约为107J5.3 1041J相当于5.31034吨的TNT爆炸时产生的能量，而 地球质量的数量级也只有1024kg，那么也就是说相当于5.31010个地球质量的TNT炸药爆炸时产生的能量9建设中的江苏连云港 田湾核电站运行中

5、的秦山核电站 运行中的广东大亚湾核电站 即将动工建设的 浙江三门核电站 10运行中的反应应堆 在建反应应堆 2000年供应应核电电 机组组数 目 容量/MWe 机组组数目 容量/ MWe TWh 份额额/% 加拿大 14 9998 68.68 11.80 中国 3 2167 8 6420 16.00 1.19 法国 59 63073 395.00 76.40 德国 19 21122 159.60 30.57 印度 14 2503 14.21 3.14 日本 53 43491 3 3190 304.87 33.82 韩韩国 16 12990 4 3820 103.50 40.74 巴基斯坦 2

6、425 1.08 1.65 俄罗罗斯 29 19843 3 2825 119.65 14.95 斯洛伐克 6 2408 2 776 16.49 53.43 西班牙 9 7512 59.30 27.63 瑞典 11 9432 54.80 39.00 瑞士 5 3192 24.95 38.18 英国 35 12968 78.30 21.94 乌乌克兰兰 13 11207 4 3800 72.40 47.28 美国 104 97411 - - 753.90 19.83 合计计* 438 351327 31 27756 2447.53 11中子的发现121930年，德国物理学家博特和贝贝克尔利用钋发钋

7、发 射的粒子去轰击铍轰击铍 、硼和其 它轻轻元素时时，他们们用尖端式盖革计计数管(一种对对即伽玛玛射线线灵敏的探测测器)探测测 到了有一种穿透力异常大的射线发线发 生。法国物理学家约约里奥居里夫妇妇，利用一 个强得多的钋钋源进进一步研究了受到粒子射击击后的铍铍的辐辐射现现象。他们们把铍发铍发 射 出来的射线线解释为释为 “射线线”， 把从含氢氢物质质中打出的质质子解释释成“射线线”在氢氢核 上的“散射”。由于他们们没有足够够地重视视理论论，这这就使他们错过们错过 了完成一项项重大 发现发现 的机会。他们误认为们误认为 是“射线线”的，正是人们长们长 期寻寻找的中子流，并不是 射线线。他们们走到

8、了“中子”的门门口，而没有发现发现 它。1932年，查德威克对此进行了反复实验，每次他都得到了相同的结果。他进 一步查觉这些射线像射线和X射线一样不会被磁场偏折，可见是中性的。然而 ，这种射线的运动速度却与射线大不相同，只为光速的1/10，比起几乎以光速前 进的射线来说，简直太慢了。查查德威克继续继续 研究这这些射线线，发现发现 当这这种射线线被笔直地引向氮气时时，偶而 会有个别别以极大的力量打进进氮原子。如果是射线线，则则没有这这种现现象发发生。查查德 威克对这对这 种新射线进线进 行了多次试验试验 和能量测测定，发现发现 在不同情况下，新射线线的 能量也不同。他想，这这种新射线显线显 然与

9、射线线不相同，它是由粒子组组成的。为为了 确定粒子的大小，他用这这种粒子轰击轰击 氢原子和氮原子，结果打出了氢核和氮核， 查德威克认为速度最大的氢核和氮核，是由于未知射线中的粒子与它们正碰的结 果，由此测出算出了未知粒子的质质量与质质子大致相等。查查德威克在卢卢瑟福的领领 导导下，长长期从事寻寻找中子的研究，理论论思维维帮助了他从现现象中抓到本质质，终终于 悟出：这这种新射线线正是长长期寻寻找的中子流。这样这样 ，他惊人地发现发现 了人们预们预 言的 中子。这这是科学预预言的又一个胜胜利。 他获得了1935年诺贝尔奖物理学奖 1314Y查德威克用Y射线中的粒子去轰击氢原子、氮原子，实验测得氢核

10、的最大 速度是3.3107m/s，氮核的最大速度是4.7106m/s.又知道氮核的质量是氢核的 14倍.由此可以算出未知粒子的质量.H原子YvYvN原子N原子核YvNv2Yv1mH原子核vHmHmNm正碰15质子质量中子质量后来精确的实验测定，中子的质时非常接近于质 子的质量。16（1）光是一种电磁波，电磁波是具有能量的物质，即光具 有能量；（2）由爱因斯坦光子说，光是由一份一份光子组成，每一 份光子的能量是E=h.因此从这方面来说光具有能量2、光学中的能量问题17问题1相应的光子能量也依次增大；在同一种介质中的折射率也依次增大；在同一种介质中的传播速度依次减小；可见光中，红、橙、黄、绿、蓝、

11、靛、紫七种单色光的频率依次增大18问题2 如下四个图表示普通平板玻璃、蓝色吸热玻璃、单面膜热反射玻璃 、双面反射膜吸热玻璃四种不同的玻璃热阻挡的综合效果，根据图中提供的 信息，读图选出隔热效果最佳的是哪一种玻璃（ ）4.9ACD12.2B14.1D19例 当日光垂直照射地球时, 每平方米地面接收到的可见 光功率为1.410 3 W , 若可见光的平均波长为6.010 -7m, 则 垂直于太阳光的地面上每平方米每秒钟接收到的可见光光 子数为 个. (结果取2位有效数字） 4.210 2120ABfAB12fAB11fAB22fAB21r0r0分子力分子势能有关物体分子势能问题3、热学中的功能问题

12、21例 一定质量的理想气体，在压强不变的条件下，体积 增大。则（ ）A、气体分子的平均动能增大B、气体分子的平均动能减少C、气体分子的平均动能不变D、条件不够，无法判定气体分子平均动能的变化A22例 有关物体分子势能与体积的关系说法正确的是（ ）A、物体的体积增大，则分子势能一定增大B、物体的体积增大，则分子势能可能减小C、物体的体积减小，则分子势能一定减小D、物体的体积减小，则分子势能一定增大B23如图所示，两个完全相同的金属小球A、B，A球放于 绝热的水平面上，B球用一绝热细线悬挂。试问，当A、B 两球吸收相同的热量后，A、B两球的温度是否相同。AB244、力学中的功能问题弹簧的弹力做正功

13、弹性势能减小 弹簧的弹力做正功弹性势能增大重力（万有引力）做正功物体的重力（引力）势能减小 重力（万有引力）做负功物体的重力（引力）势能增大A、摩擦力也仅仅是一种力而已，它可以对物体做正功、也可以做负功和不做功； B、摩擦力可以使物体的机械能减小，也可使物体的机械能增加可不变。 C、摩擦力做功特点与能量转化(1).特点:大小不变的滑动摩擦力做的功与物体发生的相对路径成正比(2).滑动摩擦力的大小等于系统机械能转化为内能的数值（1）势能（3）关于摩擦力做功（4）有关例题（2）关于物体动能的增量物体动能的增量仅决定于合外力对物体所做的功实为动能定理25例1 如图所示，桌面高度为h，质量为m的小球从

14、离地 面高H处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处重力势能 为零，则小球落到地面前瞬间的机械能为：A、mgh B、mgH C、mg(H+h) D、mg(H-h)D26例2 一质量为m的小球,用长为L的轻绳悬挂于O点,小球 在水平外力F作用下从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点,如 图所示,则力F所做的功为 AmgLcos BFLsin CmgL(1-cos) DFLcos（若为恒力F作用呢？）OFQPC27例3 一轻质弹簧，上端悬挂于天花板，下端系一质量为M的 平板，处在平衡状态，一质量为M的均匀环套在弹簧外，与平 板的距离为h，如图所示，让环自由下落，撞击平板，已知碰后 环与板以相同的速度向下运动

15、，使弹簧伸长。（ ） A、若碰撞时间极短，则碰撞过程中环与板的总动量不守恒 B、若碰撞时间极短，则碰撞过程中环与板的总机械能守恒 C、环撞击板后，板的新的平衡位置与h的大小无关 D、在碰后板和环一起下落的过程中，它们减少的动能等于克服 弹簧力所作的功C28例4 一质量为M的箱子,箱高为H,中间有一轻杆,杆长为 L(LR D.无法判断C44 ABE例5 一个固定的无限长轨道处在相互垂直的匀强磁场和匀强 电场中,方向分别如图所示,E和B均为已知.物块A的质量为m,带 电量为+q,A与轨道两侧的动摩擦因素都为,求A从静止开始下 滑到具有最大速度而滑行距离S的过程中,滑动摩擦力所做的功45例6 一个电源电动势为,内电阻为r=2R/3,有 三个阻值均为R的电阻.由有 接法.在这几 种接法中,总电流最大的接法是 ;电源的 输出功率最大的接法是 ;电源效率最大 的接法是 电源内部消耗功率最大的接 法是