1、第六节 能量的转化与守恒 1.1.了解各种不同形式的能。了解各种不同形式的能。2.2.明确做功与能量转化的关系。明确做功与能量转化的关系。3.3.理解能量守恒定律的内容，会用能量守恒的观点分析实际问理解能量守恒定律的内容，会用能量守恒的观点分析实际问题。题。4.4.知道能量转移和转化的方向性。知道能量转移和转化的方向性。 重点：重点：1 1能量守恒定律的理解。能量守恒定律的理解。2 2应用能量守恒定律解决问题。应用能量守恒定律解决问题。难点：难点：1 1各种功能关系的理解。各种功能关系的理解。2 2能量转化方向性的理解。能量转化方向性的理解。一、能量的多样性及相互转化一、能量的多样性及相互转化
2、1.1.能量的多样性：自然界中能量的形式多种多样，例如，机械能量的多样性：自然界中能量的形式多种多样，例如，机械能、能、_、电能、电磁能、电能、电磁能、_、化学能等。、化学能等。2.2.能量的转化：不同形式的能量可以能量的转化：不同形式的能量可以_，我们所消耗，我们所消耗的能量，大部分是的能量，大部分是_辐射到地球后转化而来的。辐射到地球后转化而来的。 内能内能核能核能相互转化相互转化太阳能太阳能【判一判【判一判】（1 1）节日里点燃的）节日里点燃的“冲天爆竹冲天爆竹”腾空而起，是内能转化为机腾空而起，是内能转化为机械能的过程。械能的过程。 （ ）（2 2）冬天，人们在太阳光下晒太阳取暖，是太
3、阳能转化为机）冬天，人们在太阳光下晒太阳取暖，是太阳能转化为机械能的过程。械能的过程。 （ ）（3 3）潮汐具有能量，但我们无法利用它。）潮汐具有能量，但我们无法利用它。 （ ）提示：提示：（1 1）节日里点燃的）节日里点燃的“冲天爆竹冲天爆竹”是火药燃烧将内能转是火药燃烧将内能转化为爆竹的机械能，（化为爆竹的机械能，（1 1）正确。）正确。（2 2）晒太阳取暖是太阳能转化为内能，（）晒太阳取暖是太阳能转化为内能，（2 2）错误。）错误。（3 3）可以利用潮汐推动机械发电，实现海水能量向电能的转）可以利用潮汐推动机械发电，实现海水能量向电能的转化，（化，（3 3）错误。）错误。 二、能量转化与
4、守恒定律二、能量转化与守恒定律1.1.内容：能量既不会凭空内容：能量既不会凭空_，也不会凭空消失，它只能从，也不会凭空消失，它只能从一种形式一种形式_为另一种形式，或者从一个物体为另一种形式，或者从一个物体_到另一个到另一个物体，在转化或转移过程中其物体，在转化或转移过程中其_不变。不变。2.2.意义：意义：(1)(1)揭示了自然界各种运动形式不仅具有揭示了自然界各种运动形式不仅具有_性，而且具有性，而且具有_性。性。(2)(2)宣布宣布“_”_”不可能制成。不可能制成。产生产生转化转化转移转移总量总量多样多样统一统一第一类永动机第一类永动机【判一判【判一判】（1 1）任何能量之间的转化都遵循
5、守恒定律。）任何能量之间的转化都遵循守恒定律。 （ ）（2 2）能量永远不会增加或减少，只能转化或转移。（）能量永远不会增加或减少，只能转化或转移。（ ）（3 3）能量守恒，我们不需要节能。）能量守恒，我们不需要节能。 （ ）提示：提示：根据能量守恒定律知（根据能量守恒定律知（1 1）、（）、（2 2）两说法是正确的；能）两说法是正确的；能量守恒是指自然界的总能量守恒，但人类生活需要的可利用能量守恒是指自然界的总能量守恒，但人类生活需要的可利用能量不断减少，需要节能，（量不断减少，需要节能，（3 3）错。）错。 三、能量转移和转化的方向性三、能量转移和转化的方向性化学能通过燃烧转化为内能，但是
6、内能不会化学能通过燃烧转化为内能，但是内能不会_地重新转化地重新转化为化学能；热水中的内能通过热传递可以为化学能；热水中的内能通过热传递可以_地转移到冷水地转移到冷水中去，但是内能不能中去，但是内能不能_地再从冷水传递给原来的热水；能地再从冷水传递给原来的热水；能量在利用过程中总存在一定的量在利用过程中总存在一定的_，不可能，不可能100%100%的被利用。的被利用。自发自发自发自发自发自发损失损失【想一想【想一想】能否设计这样一种汽车，它能将汽油的化学能百分之百地转化能否设计这样一种汽车，它能将汽油的化学能百分之百地转化为汽车行驶的机械能？为汽车行驶的机械能？提示：提示：不能。由于能量转化、
7、转移的方向性，不可能将内能完不能。由于能量转化、转移的方向性，不可能将内能完全转化为机械能而不引起其他变化。所以热机的效率不可能达全转化为机械能而不引起其他变化。所以热机的效率不可能达到到100%100%，也就造不出将化学能百分之百转化为机械能的汽车。，也就造不出将化学能百分之百转化为机械能的汽车。 对功与能关系的理解对功与能关系的理解【探究导引【探究导引】 如图，小朋友正在高兴地滑滑梯，请思考以下问题：如图，小朋友正在高兴地滑滑梯，请思考以下问题：（1 1）小朋友沿滑梯下滑时，他们的重力做什么功，重力势能）小朋友沿滑梯下滑时，他们的重力做什么功，重力势能怎么变化？怎么变化？（2 2）小朋友沿
8、滑梯下滑时，他们的机械能是否守恒？若不守）小朋友沿滑梯下滑时，他们的机械能是否守恒？若不守恒，是增加还是减少？恒，是增加还是减少？ 【要点整合【要点整合】1.1.功与能量的转化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是各种形式的能量之间转化( (或转移或转移) )的过程，且做了多少功，的过程，且做了多少功，就有多少能量发生转化就有多少能量发生转化( (或转移或转移) )。因此，功是能量转化的量度。因此，功是能量转化的量度。2.2.功与能的关系功与能的关系由于功是能量转化的量度，某种力做功往
9、往与某一种具体形式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，具体功能关系如下：的能量转化相联系，具体功能关系如下：功功能量转化能量转化关系式关系式重力做功重力做功弹力做功弹力做功合外力做功合外力做功除重力、系统内弹力除重力、系统内弹力以外的其他力做功以外的其他力做功重力势能的改变重力势能的改变弹性势能的改变弹性势能的改变动能的改变动能的改变机械能的改变机械能的改变W WG G=-=-E Ep pW WF F=-=-E Ep pW W合合= =E Ek kW=W=E E机机【特别提醒【特别提醒】功与能是两个不同的概念，功是力在空间上的积功与能是两个不同的概念，功是力
10、在空间上的积累，做功需要一个过程，能反映了物体对外做功的本领。二者累，做功需要一个过程，能反映了物体对外做功的本领。二者有本质的区别，且功与能不能相互转化，但物体的能量转化是有本质的区别，且功与能不能相互转化，但物体的能量转化是通过做功来实现的。通过做功来实现的。【典例【典例1 1】(2012(2012安徽高考安徽高考) )如图所示，在如图所示，在竖直平面内有一半径为竖直平面内有一半径为R R的圆弧轨道，半径的圆弧轨道，半径OAOA水平、水平、OBOB竖直，一个质量为竖直，一个质量为m m的小球自的小球自A A的正上方的正上方P P点由静止开始自由下落，小球沿点由静止开始自由下落，小球沿轨道到
11、达最高点轨道到达最高点B B时恰好对轨道没有压力。时恰好对轨道没有压力。已知已知AP=2R,AP=2R,重力加速度为重力加速度为g g，则小球从，则小球从P P到到B B的运动过程中（的运动过程中（ ）A.A.重力做功重力做功2mgR B.2mgR B.机械能减少机械能减少mgRmgRC.C.合外力做功合外力做功mgRmgR D. D.克服摩擦力做功克服摩擦力做功 mgRmgR12【思路点拨【思路点拨】解答本题时要注意以下三点：解答本题时要注意以下三点：【关键点【关键点】（1 1）小球在）小球在B B点所受重力等于向心力，由此可求出小球在点所受重力等于向心力，由此可求出小球在B B点点的动能。
12、的动能。（2 2）根据功能关系求出重力的功、合外力的功。）根据功能关系求出重力的功、合外力的功。（3 3）根据能量的转化与守恒求出摩擦力的功、机械能的变化）根据能量的转化与守恒求出摩擦力的功、机械能的变化量。量。 【规范解答【规范解答】重力做功与路径无关，所以重力做功与路径无关，所以W WG G=mgR=mgR，选项，选项A A错；错；小球在小球在B B点时所受重力等于向心力，即：点时所受重力等于向心力，即：mg=m mg=m ，所以，所以v=v=从从P P点到点到B B点，由动能定理知：点，由动能定理知：W W合合= mv= mv2 2= mgR= mgR，故选项，故选项C C错；错；根据能
13、量的转化与守恒知：机械能的减少量为根据能量的转化与守恒知：机械能的减少量为|E|=|E|E|=|EP P|-|-|E|Ek k|= mgR|= mgR，故选项，故选项B B错；克服摩擦力做的功等于机械能的错；克服摩擦力做的功等于机械能的减少量，故选项减少量，故选项D D对。对。答案：答案：D D2vRgR，121212【总结提升【总结提升】应用功能关系解题的关键应用功能关系解题的关键应用功能关系解题的关键是深刻理解不同功能关系的含义：应用功能关系解题的关键是深刻理解不同功能关系的含义：（1 1）重力做功是物体重力势能改变的原因，重力做多少功，）重力做功是物体重力势能改变的原因，重力做多少功，重
14、力势能就减少多少；重力势能就减少多少；（2 2）弹簧弹力做功是弹性势能改变的原因，弹簧弹力做多少）弹簧弹力做功是弹性势能改变的原因，弹簧弹力做多少功，弹性势能就减少多少；功，弹性势能就减少多少；（3 3）合力做功是物体动能改变的原因，动能的变化量总等于）合力做功是物体动能改变的原因，动能的变化量总等于合力对物体所做的功；合力对物体所做的功；（4 4）除重力和系统弹力外，其他力做功是机械能改变的原因，）除重力和系统弹力外，其他力做功是机械能改变的原因，机械能的变化量总等于其他力所做的总功。机械能的变化量总等于其他力所做的总功。【变式训练【变式训练】如图所示，在水平桌面的如图所示，在水平桌面的边角
15、处有一轻质光滑的定滑轮边角处有一轻质光滑的定滑轮K K，一条不，一条不可伸长的轻绳绕过可伸长的轻绳绕过K K分别与物块分别与物块A A、B B相连，相连，A A、B B的质量分别为的质量分别为m mA A、m mB B。开始时系统处。开始时系统处于静止状态。现用一水平恒力于静止状态。现用一水平恒力F F拉物块拉物块A A，使物块使物块B B上升。已知当上升。已知当B B上升距离为上升距离为h h时，速度为时，速度为v v。求此过程中。求此过程中物块物块A A克服摩擦力所做的功（重力加速度为克服摩擦力所做的功（重力加速度为g g）。）。【解析【解析】由于连结由于连结A A、B B的绳子在运动过程
16、中一直绷紧，故的绳子在运动过程中一直绷紧，故A A、B B的速度大小一定相同。对的速度大小一定相同。对ABAB系统，由功能关系有系统，由功能关系有: :FhFhW Wf fm mB Bghgh= (m= (mA A+m+mB B)v)v2 2求得求得W Wf f =Fh =Fhm mB Bghgh (m(mA A+m+mB B)v)v2 2答案：答案：FhFhm mB Bghgh (m(mA A+m+mB B)v)v2 2121212【变式备选【变式备选】一质量为一质量为1 kg1 kg的物体被人用手以的物体被人用手以2 m/s2 m/s的速度竖的速度竖直向上匀速提升直向上匀速提升1 m1 m
17、，则下列说法正确的是（，则下列说法正确的是（g g取取10 N/kg10 N/kg）（ ）A.A.物体上升过程中机械能守恒物体上升过程中机械能守恒B.B.物体的机械能增加物体的机械能增加10 J10 JC.C.合外力对物体做功合外力对物体做功2 J2 JD.D.物体克服重力做功物体克服重力做功2 J2 J【解析【解析】选选B B。物体匀速上升，动能不变，重力势能增加，机械。物体匀速上升，动能不变，重力势能增加，机械能增加，能增加，A A错；由力的平衡条件可知手对物体的力的大小等于物错；由力的平衡条件可知手对物体的力的大小等于物体的重力体的重力10 N10 N，故人手对物体做功，故人手对物体做功
18、10 J10 J，机械能增加，机械能增加10 J10 J，B B对；对；合外力做功为零，合外力做功为零，C C错；重力做功为错；重力做功为-10 J-10 J，即人克服重力做功，即人克服重力做功10 J10 J，D D错。错。 能量守恒定律的应用能量守恒定律的应用【探究导引【探究导引】风力发电以其清洁、可再生、装机风力发电以其清洁、可再生、装机周期短等优点而受到关注，发展前周期短等优点而受到关注，发展前景广阔。请思考以下问题：景广阔。请思考以下问题：（1 1）风力发电的大致原理是什么？）风力发电的大致原理是什么？（2 2）风力发电装置的风车叶片为何做得又大又高？）风力发电装置的风车叶片为何做得
19、又大又高？（3 3）风力发电装置应安放在什么位置较为合适？）风力发电装置应安放在什么位置较为合适？ 【要点整合【要点整合】1.1.表达式表达式E E初初=E=E末末或或EE减减=E=E增增。2.2.含义含义(1)(1)某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量一定和增加量相等。量一定和增加量相等。(2)(2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且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。减少量和增加量一定相等。3.3.应用步骤应用步骤(1)(1)分清哪些形式的能分清哪些形式的能( (如机械能
20、、热能、电能等如机械能、热能、电能等) )在变化。在变化。(2)(2)分别列出减少的能量分别列出减少的能量EE减减和增加的能量和增加的能量EE增增的表达式。的表达式。(3)(3)依据能量守恒列式求解。依据能量守恒列式求解。【特别提醒【特别提醒】（1 1）能量守恒定律是个普遍规律，它不受条件）能量守恒定律是个普遍规律，它不受条件约束，是自然科学的基本规律之一。约束，是自然科学的基本规律之一。（2 2）应用能量守恒定律解题时，一定要分清系统中有哪些形）应用能量守恒定律解题时，一定要分清系统中有哪些形式的能，什么能发生了转化或转移。式的能，什么能发生了转化或转移。【典例【典例2 2】如图所示，质量为
21、如图所示，质量为m m的小铁块的小铁块A A以水平速度以水平速度v v0 0从左侧从左侧冲上质量为冲上质量为M M、长为、长为l置于光滑水平面置于光滑水平面C C上的木板上的木板B B，刚好不从木，刚好不从木板上掉下，已知板上掉下，已知A A、B B间的动摩擦因数为间的动摩擦因数为，此时木板对地位移，此时木板对地位移为为s,s,求这一过程中：求这一过程中：（1 1）木板增加的动能；）木板增加的动能；（2 2）小铁块减少的动能；）小铁块减少的动能；（3 3）系统机械能的减少量。）系统机械能的减少量。【思路点拨【思路点拨】求解该题应注意以下三点：求解该题应注意以下三点：【关键点【关键点】 （1 1
22、）木板增加的动能等于它受到的合外力做的功。）木板增加的动能等于它受到的合外力做的功。（2 2）小铁块减少的动能等于它克服合外力做的功。）小铁块减少的动能等于它克服合外力做的功。（3 3）系统机械能的减少量等于系统克服摩擦力做的总功。）系统机械能的减少量等于系统克服摩擦力做的总功。 【规范解答【规范解答】（1 1）对）对B B根据动能定理得：根据动能定理得：mgsmgs= Mv= Mv2 2-0,-0,从上式可知：从上式可知：EEkBkB=mgs=mgs。（2 2）滑动摩擦力对小铁块）滑动摩擦力对小铁块A A做负功，根据功能关系可知：做负功，根据功能关系可知： EEkAkA=-mg(s+=-mg
23、(s+l) )。即小铁块减少的动能为。即小铁块减少的动能为-E-EkAkA= mv= mv0 02 2- mv- mv2 2=mg(s+=mg(s+l) )。（3 3）系统机械能的减少量为系统克服摩擦力做的总功，）系统机械能的减少量为系统克服摩擦力做的总功，即即EE减减F Ff fl=mg=mgl。答案：答案：（1 1）mgsmgs (2)mg(s+ (2)mg(s+l) (3)mg) (3)mgl121212【变式训练【变式训练】（双选）（双选）（20122012广州高一检测）如图所示，一广州高一检测）如图所示，一块长木板块长木板B B放在光滑的水平面上，在放在光滑的水平面上，在B B上放一
24、物体上放一物体A A，现以恒定的外力拉，现以恒定的外力拉B B，由于由于A A、B B间摩擦力的作用，间摩擦力的作用，A A将在将在B B上上滑动，以地面为参照物，滑动，以地面为参照物，A A、B B都向前移动一段距离。在此过程都向前移动一段距离。在此过程中（中（ ）A.A.外力外力F F做的功等于做的功等于A A和和B B动能的增量动能的增量B.BB.B对对A A的摩擦力所做的功等于的摩擦力所做的功等于A A的动能增量的动能增量C.AC.A对对B B的摩擦力所做的功等于的摩擦力所做的功等于B B对对A A的摩擦力所做的功的摩擦力所做的功D.D.外力外力F F对对B B做的功等于做的功等于B
25、B的动能的增量与的动能的增量与B B克服摩擦力所做的功克服摩擦力所做的功之和之和【解析【解析】选选B B、D D。A A物体所受的合外力等于物体所受的合外力等于B B对对A A的摩擦力，对的摩擦力，对A A物体运用动能定理，则有物体运用动能定理，则有B B对对A A的摩擦力所做的功等于的摩擦力所做的功等于A A的动能的动能的增量，的增量，B B对。对。A A对对B B的摩擦力与的摩擦力与B B对对A A的摩擦力是一对作用力与的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，但是由于反作用力，大小相等，方向相反，但是由于A A在在B B上滑动，上滑动，A A、B B对地的位移不等，故二者做功不
26、等，对地的位移不等，故二者做功不等，C C错。对错。对B B应用动能定理，应用动能定理，W WF F-W-Wf f= =EEkBkB，即，即W WF F=W=Wf f+E+EkBkB就是外力就是外力F F对对B B做的功，等于做的功，等于B B的动能的动能增量与增量与B B克服摩擦力所做的功之和，克服摩擦力所做的功之和，D D对。由上述讨论知对。由上述讨论知B B克服克服摩擦力所做的功与摩擦力所做的功与A A的动能增量的动能增量( (等于等于B B对对A A的摩擦力所做的功的摩擦力所做的功) )不等，故不等，故A A错。错。 对能量转化和转移方向性的理解对能量转化和转移方向性的理解【探究导引【
27、探究导引】观察上面两幅图片，思考以下问题：观察上面两幅图片，思考以下问题：(1)(1)热量能否从低温物体向高温物体传递？热量能否从低温物体向高温物体传递？(2)(2)内能能否全部转化为机械能？内能能否全部转化为机械能？(3)(3)若忽略摩擦、漏气、机体的热量散失等因素，热机的效率若忽略摩擦、漏气、机体的热量散失等因素，热机的效率能否达到能否达到100%100%？【要点整合【要点整合】1.1.关于方向性的理解关于方向性的理解能量守恒定律指明各种形式的能量可以相互转化，并且能量在能量守恒定律指明各种形式的能量可以相互转化，并且能量在转化或转移过程中总和不变。但是能量的转化和转移并不是任转化或转移过
28、程中总和不变。但是能量的转化和转移并不是任意的，而是具有方向性的，具体表现在：意的，而是具有方向性的，具体表现在：(1)(1)机械能与内能转化的方向性机械能与内能转化的方向性机械能可以全部转化为内能，但内能不可能自动地、并不引起机械能可以全部转化为内能，但内能不可能自动地、并不引起任何变化地全部转化为机械能。机械能转化为内能不需要专门任何变化地全部转化为机械能。机械能转化为内能不需要专门的装置，而内能要转化为机械能必须通过热机才能实现。的装置，而内能要转化为机械能必须通过热机才能实现。 (2)(2)热传递的方向性热传递的方向性在热传递过程中在热传递过程中, ,热量可以自发地从高温物体向低温物体
29、转移热量可以自发地从高温物体向低温物体转移, ,但不能自发地从低温物体向高温物体转移。自然界中能量的转但不能自发地从低温物体向高温物体转移。自然界中能量的转化和转移具有方向性。化和转移具有方向性。例如例如: :热量可以自动地从高温物体传递给低温物体热量可以自动地从高温物体传递给低温物体, ,但不能自动但不能自动地从低温物体传递给高温物体；热量要从低温物体传到高温物地从低温物体传递给高温物体；热量要从低温物体传到高温物体体, ,必须要通过做功的方式来进行必须要通过做功的方式来进行, ,如电冰箱、空调制冷等。散如电冰箱、空调制冷等。散失到周围环境中的内能不能回收再重新利用。失到周围环境中的内能不能
30、回收再重新利用。 2.2.热现象热现象凡是与温度有关的现象都被称为热现象。实际上，凡是与热现凡是与温度有关的现象都被称为热现象。实际上，凡是与热现象有关的物理过程都具有方向性，是不可逆的。象有关的物理过程都具有方向性，是不可逆的。3.3.对于对于“自发自发”的理解的理解“自发自发”是指不需要任何第三者的介入、不会对任何第三者产是指不需要任何第三者的介入、不会对任何第三者产生任何影响，也就是指没有任何外界的影响或帮助。热量会从生任何影响，也就是指没有任何外界的影响或帮助。热量会从高温物体传向低温物体，这就是高温物体传向低温物体，这就是“自发自发”的方向。机械能可以的方向。机械能可以全部转化为内能
31、，这个过程是全部转化为内能，这个过程是“自发自发”的方向，但相反的过程的方向，但相反的过程不可能自发地进行而不引起任何变化。不可能自发地进行而不引起任何变化。4.4.热机的效率热机的效率任何热机都不可能把从高温热源吸收的热量全部用来对外做功，任何热机都不可能把从高温热源吸收的热量全部用来对外做功，总要向低温热源放出一部分热量，因此热机的效率一定小于总要向低温热源放出一部分热量，因此热机的效率一定小于100%100%。 【特别提醒【特别提醒】能量的转化和转移需要遵循两个条件：能量的转化和转移需要遵循两个条件：(1)(1)能量守恒定律，即总能量不变。能量守恒定律，即总能量不变。(2)(2)与热现象
32、有关的能量的转化和转移都具有方向性。与热现象有关的能量的转化和转移都具有方向性。【典例【典例3 3】设想在一间与外界绝热的房间里，有一台正在工作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，那么室内的温度将的电冰箱，如果电冰箱的门是开着的，那么室内的温度将（ ）A.A.升高升高 B.B.降低降低 C.C.不变不变 D.D.都有可能都有可能【思路点拨【思路点拨】解答本题时应注意以下两点：解答本题时应注意以下两点：【关键点【关键点】 （1 1）能量在转化和转移过程中守恒。）能量在转化和转移过程中守恒。（2 2）电流做功的过程是把电能转化为压缩机的机械能和内能。）电流
33、做功的过程是把电能转化为压缩机的机械能和内能。【规范解答【规范解答】电冰箱是利用制冷剂如氟利昂从箱内蒸发器处吸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热汽化如此循环而制冷的。由于蒸发器温度低，冷凝器温如此循环而制冷的。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
34、，电能转化为内能，所以制冷剂从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，房间又是绝热蒸发器吸收的热量比整台冰箱放出的热量要少，房间又是绝热的，故室内温度升高。故的，故室内温度升高。故A A正确，正确，B B、C C、D D均错。均错。答案：答案：A A【总结提升【总结提升】利用能量转化与转移解题的思路方法利用能量转化与转移解题的思路方法(1)(1)能量既可通过做功的方式实现不同形式的能量之间的转化能量既可通过做功的方式实现不同形式的能量之间的转化, ,也可在同一物体的不同部分或不同物体间进行转移。也可在同一物体的不同部分或不同物体间进行转移
35、。(2)(2)自发进行的能量转移和转化都具有方向性。自发进行的能量转移和转化都具有方向性。(3)(3)热机的效率总小于热机的效率总小于100%100%。(4)(4)能量在转化与转移过程中能量在转化与转移过程中, ,能量的总量保持不变能量的总量保持不变, ,即遵循能即遵循能量守恒定律。建立模型是分析解决问题的根本出发点。量守恒定律。建立模型是分析解决问题的根本出发点。【变式训练【变式训练】（双选）下列过程中，可能实现的是（双选）下列过程中，可能实现的是（ ）A.A.水的温度自动下降时释放的内能全部转化为机械能水的温度自动下降时释放的内能全部转化为机械能B.B.利用不同深度的海水温度不同来制造一种
36、机器，把海水的内利用不同深度的海水温度不同来制造一种机器，把海水的内能转化为机械能能转化为机械能C.C.粗糙水平面上运动的物体，它的动能转化为内能，使物体温粗糙水平面上运动的物体，它的动能转化为内能，使物体温度升高度升高D.D.静止在光滑水平面上的物体，温度降低时释放的内能可以转静止在光滑水平面上的物体，温度降低时释放的内能可以转化为物体的动能，使物体运动起来化为物体的动能，使物体运动起来【解析【解析】选选B B、C C。根据能量转化和转移的方向性可知，物体温。根据能量转化和转移的方向性可知，物体温度下降释放的内能不可能在不引起其他变化的情况下完全转化度下降释放的内能不可能在不引起其他变化的情
37、况下完全转化为机械能，因此选项为机械能，因此选项A A、D D是错误的，而选项是错误的，而选项B B、C C都是可实现的都是可实现的过程。过程。【变式备选【变式备选】思考下列三个问题，探究能量的转化和转移是否思考下列三个问题，探究能量的转化和转移是否具有方向性。具有方向性。（1 1）汽车由飞驰到静止，其动能转化为内能散发到周围的空）汽车由飞驰到静止，其动能转化为内能散发到周围的空间去，那么散发出去的内能能不能自动地全部聚集起来，使汽间去，那么散发出去的内能能不能自动地全部聚集起来，使汽车重新开动起来呢？车重新开动起来呢？（2 2）夏天天气炎热，小朋友们喜欢吃冰激凌降温，连动物园）夏天天气炎热，
38、小朋友们喜欢吃冰激凌降温，连动物园中的北极熊也喜欢吃大冰块降温。由于冰块的温度比小朋友、中的北极熊也喜欢吃大冰块降温。由于冰块的温度比小朋友、北极熊的体温低，在吃冰块的时候，自身的热量就会传递给冰北极熊的体温低，在吃冰块的时候，自身的热量就会传递给冰块，那么，他们在吃冰块的时候，冰块中的热量能不能传递给块，那么，他们在吃冰块的时候，冰块中的热量能不能传递给他们，使他们越来越热呢？他们，使他们越来越热呢？（3 3）在大型的庆典活动中，人们往往会开香槟庆祝，香槟在）在大型的庆典活动中，人们往往会开香槟庆祝，香槟在振荡后会从瓶中喷出，那么喷出的香槟能不能自动地回到瓶中？振荡后会从瓶中喷出，那么喷出的
39、香槟能不能自动地回到瓶中？【解析【解析】（1 1）根据生活经验，汽车散发出去的内能不能自动）根据生活经验，汽车散发出去的内能不能自动聚集，使汽车重新开动；聚集，使汽车重新开动；（2 2）冰激凌或冰块的热量不可能自发地传递给比它们温度高）冰激凌或冰块的热量不可能自发地传递给比它们温度高的小朋友和北极熊；的小朋友和北极熊；（3 3）喷出的香槟不可能自动回到瓶中。）喷出的香槟不可能自动回到瓶中。由此可见，自然界中能量的转化具有方向性，机械能可以自发由此可见，自然界中能量的转化具有方向性，机械能可以自发地转化为内能，内能却不能自发地转化为机械能；热量只能自地转化为内能，内能却不能自发地转化为机械能；热
40、量只能自发地从高温物体传递到低温物体，却不能自发地从低温物体传发地从高温物体传递到低温物体，却不能自发地从低温物体传到高温物体。自然界中的物理过程都是有方向性的。到高温物体。自然界中的物理过程都是有方向性的。答案：答案：见解析见解析【温馨提示【温馨提示】能量转化现象非常普遍，应用能量守恒定律解题能量转化现象非常普遍，应用能量守恒定律解题的关键是明确研究问题涉及哪些类型能量，哪些能量减少，哪的关键是明确研究问题涉及哪些类型能量，哪些能量减少，哪些能量增加，能量的总减少量一定等于其他形式能量的总增加些能量增加，能量的总减少量一定等于其他形式能量的总增加量。量。【典例【典例】某地平均风速为某地平均风
41、速为5 m/s5 m/s，已知空气密度是，已知空气密度是1.2 kg/m1.2 kg/m3 3，有一风车，它的车叶转动时可形成半径为有一风车，它的车叶转动时可形成半径为12 m12 m的圆面。如果这的圆面。如果这个风车能将圆面内个风车能将圆面内10%10%的气流动能转化为电能，则该风车的发的气流动能转化为电能，则该风车的发电机功率是多大？电机功率是多大？【思路点拨【思路点拨】该题可按以下思路求解：该题可按以下思路求解： 确定时间确定时间t t内内通过风车的空通过风车的空气的动能气的动能计算获计算获得的得的电能电能计算风车计算风车发电机的发电机的功率功率考查内容考查内容能量守恒定律在实际问题中的
42、应用能量守恒定律在实际问题中的应用【规范解答【规范解答】在在t t时间内作用于风车的气流质量时间内作用于风车的气流质量m=rm=r2 2vtvt，这些气流的动能为这些气流的动能为E Ek k= mv= mv2 2，转化成的电能为，转化成的电能为E= mvE= mv2 210%10%所以风车带动发电机的功率为所以风车带动发电机的功率为P= = rP= = r2 2v v3 310%10%代入数据得代入数据得P3.4 kWP3.4 kW。答案：答案：3.4 kW3.4 kW1212Et12摩擦力做功与机械能的变化摩擦力做功与机械能的变化1.1.摩擦力做功特点摩擦力做功特点（1 1）无论是静摩擦力还
43、是滑动摩擦力，它们都可以做负功或）无论是静摩擦力还是滑动摩擦力，它们都可以做负功或做正功，也可以不做功。做正功，也可以不做功。（2 2）一对相互作用的静摩擦力对物体所做的总功为零；而一）一对相互作用的静摩擦力对物体所做的总功为零；而一对相互作用的滑动摩擦力对物体所做的总功不为零，且一定为对相互作用的滑动摩擦力对物体所做的总功不为零，且一定为负值。负值。 2.2.摩擦力做功与机械能摩擦力做功与机械能（1 1）静摩擦力做功不会引起系统机械能的变化。静摩擦力做）静摩擦力做功不会引起系统机械能的变化。静摩擦力做功的过程是系统中物体间的机械能发生转移的过程。功的过程是系统中物体间的机械能发生转移的过程。
44、（2 2）滑动摩擦力做功一定会引起系统机械能的变化。滑动摩）滑动摩擦力做功一定会引起系统机械能的变化。滑动摩擦力做功，一是会引起系统中物体间机械能的转移，二是会引擦力做功，一是会引起系统中物体间机械能的转移，二是会引起系统总机械能的减少。起系统总机械能的减少。【案例展示【案例展示】（20122012泰州高一检测）足够长的传送带以速度泰州高一检测）足够长的传送带以速度v v匀速传动，一质量为匀速传动，一质量为m m的小物体的小物体A A由静止轻放于传送带上，若由静止轻放于传送带上，若小物体与传送带之间的动摩擦因数为小物体与传送带之间的动摩擦因数为，如图所示，当物体与，如图所示，当物体与传送带相对
45、静止时，转化为内能的能量为（传送带相对静止时，转化为内能的能量为（ ）A.mvA.mv2 2 B.2mv B.2mv2 2C. mvC. mv2 2 D. mv D. mv2 21412【规范解答【规范解答】物体物体A A被放于传送带上即做匀加速直线运动，加被放于传送带上即做匀加速直线运动，加速度速度a= =ga= =g，匀加速过程前进的距离，匀加速过程前进的距离x x1 1= =该时间内传送带前进的距离该时间内传送带前进的距离x x2 2=vt=vt=v=v所以物体相对传送带滑动距离所以物体相对传送带滑动距离xx=x=x2 2-x-x1 1= =故产生的内能故产生的内能Q=mgQ=mgx=m
46、gx=mg = mv = mv2 2，D D正确。正确。答案：答案：D Dmgm22vv2a2 g。2vvgg。2v2 g。2v2 g12【名师点评【名师点评】滑动摩擦力做功时，系统的机械能一定减少，减滑动摩擦力做功时，系统的机械能一定减少，减少的机械能转化为内能，所以滑动摩擦力做功过程中产生的内少的机械能转化为内能，所以滑动摩擦力做功过程中产生的内能能Q=FQ=Ff fx x相相，其中，其中F Ff f指滑动摩擦力大小，指滑动摩擦力大小，x x相指发生相对滑动相指发生相对滑动的物体间的相对位移。的物体间的相对位移。1 1（20122012眉山高一检测）如图所示，一小孩从公园中粗糙眉山高一检测
47、）如图所示，一小孩从公园中粗糙的滑梯上自由加速滑下，其机械能的变化情况是（的滑梯上自由加速滑下，其机械能的变化情况是（ ）A A重力势能减小，动能不变，机械能减小重力势能减小，动能不变，机械能减小B B重力势能减小，动能增加，机械能减小重力势能减小，动能增加，机械能减小C C重力势能减小，动能增加，机械能增加重力势能减小，动能增加，机械能增加D D重力势能减小，动能增加，机械能守恒重力势能减小，动能增加，机械能守恒【解析【解析】选选B B。小孩从粗糙的滑梯上自由加速滑下，由于摩擦。小孩从粗糙的滑梯上自由加速滑下，由于摩擦力做了负功，小孩的机械能减小，但由于小孩加速下滑，说明力做了负功，小孩的机
48、械能减小，但由于小孩加速下滑，说明小孩的运动速度增加，则其动能增加，又因小孩的高度降低，小孩的运动速度增加，则其动能增加，又因小孩的高度降低，则其重力势能减小，则选项则其重力势能减小，则选项B B正确，其他选项均错。正确，其他选项均错。2.2.（双选）下列关于能量守恒定律的认识正确的是（双选）下列关于能量守恒定律的认识正确的是（ ）A.A.某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加B.B.某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加C.C.不需要任何外界的动力而持续对外做功的机械不需要任何外界的动力而持续对外
49、做功的机械永动机可永动机可能制成能制成D.D.石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了【解析【解析】选选A A、B B。根据能量守恒定律可知，能量既不会消灭，。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，个物体转移到其他物体，A A、B B正确正确,D,D错误，永动机违背了能量错误，永动机违背了能量守恒定律，故它不可能制造出来，守恒定律，故它不可能制造出来，C C错误。错误。3 3(2012(2012大连高一检测
50、大连高一检测) )下列过程中，可能发生的是（下列过程中，可能发生的是（ ）A.A.某工作物质从高温热源吸收某工作物质从高温热源吸收20 kJ20 kJ的热量，全部转化为机械的热量，全部转化为机械能，而没有引起其他变化能，而没有引起其他变化B.B.打开一高压密闭容器，其内气体自发溢出后又自发溢进去，打开一高压密闭容器，其内气体自发溢出后又自发溢进去，恢复原状恢复原状C.C.利用其他手段，使低温物体的温度更低，高温物体的温度更利用其他手段，使低温物体的温度更低，高温物体的温度更高高D.D.将两瓶不同液体混合，然后又自发地各自分开将两瓶不同液体混合，然后又自发地各自分开【解析【解析】选选C C。根据
