資源簡介

1　能量　能量守恒定律
1～7題每題5分，共35分
考點一　機械能的守恒與不守恒
1．如圖所示，撐竿跳高運動包括三個階段：助跑、撐竿起跳、越橫竿，其中發生了彈性勢能轉化為重力勢能的階段是(　　)
A．助跑階段
B．越橫竿階段
C．撐竿起跳階段
D．越橫竿階段和助跑階段
2．(2022·浙江高二學業考試)三峽水力發電站是我國最大的水力發電站，三峽水庫蓄水后，平均水位落差約100 m。不計空氣阻力，下列說法正確的是(　　)
A．水下落過程中重力勢能增加
B．水下落過程中機械能增加
C．水減少的一部分機械能轉化為電能
D．重力對水做負功
考點二　能量守恒定律
3．(多選)下列說法正確的是(　　)
A．能量只能以勢能和動能兩種形式存在
B．能量只能存在于具有一定高度或運動速度的物體中
C．任何物質均具有能量
D．能量存在形式多種多樣，且不同形式能量之間可以相互轉化，并且轉化過程中總能量是守恒的
4.李白詩句“君不見，黃河之水天上來，奔流到海不復回”，從物理學的角度理解，對于一定質量的黃河水在奔流過程中(　　)
A．只有重力對流水做功
B．動能越來越大
C．重力勢能全部轉化為動能
D．經發電站時，水的機械能減少
5．某人設計了一個“超級推進器”，該推進器由超導體、激光器、制冷劑以及計算機控制系統組成，其神奇之處在于能通過自身的循環工作，源源不斷地獲得動力，而不需要消耗任何能源。事實上，這是不可能實現的，因為他的設計違背了(　　)
A．能量守恒定律 B．電荷守恒定律
C．機械能守恒定律 D．質量守恒定律
6.(2024·邢臺市四校質檢聯盟高二月考)一種新型節能路燈如圖所示，它“頭頂”小風扇，“肩扛”太陽能電池板。關于節能路燈的設計解釋合理的是(　　)
A．小風扇是用來給太陽能電池板散熱的
B．太陽能電池板將太陽能轉化為電能
C．小風扇是風力發電機，將電能轉化為風能
D．蓄電池在夜晚放電時，將電能轉化為化學能
7．某地強風的風速約為v，空氣的密度為ρ，如果把通過橫截面積S的風的動能完全轉化為電能，則用上述已知量計算轉化為電能的功率的公式為(　　)
A．P＝ρSv B．P＝ρSv2
C．P＝ρSv3 D．P＝ρSv4
8題7分，9、10題每題9分，共25分
8．某廣場音樂噴泉其中一個噴水管單位時間豎直噴出體積V＝0.04 m3的水，噴高可達13層樓的高度，已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，不計空氣阻力，電動機用于該噴水管的功率約為(　　)
A．1.6×104 W B．8.0×104 W
C．1.0×105 W D．2.0×105 W
9．(9分)(2023·廣西示范性高中聯合調研測試)某地有一風力發電機，它的葉片轉動時可形成半徑為R＝30 m的圓面。某時間內該地區的風速v＝3 m/s，風向恰好跟葉片轉動形成的圓面垂直，已知空氣的密度ρ＝ 1.2 kg/m3，若該風力發電機能將此圓內10%的空氣動能轉化為電能。π取3.14，求：
(1)(3分)單位時間內沖擊風力發電機葉片圓面的氣流的體積V；
(2)(3分)單位時間內沖擊風力發電機葉片圓面的氣流的動能Ek；
(3)(3分)此風力發電機發電的功率P。
10．(9分)“滔天濁浪排空來，翻江倒海山為摧”的錢塘江大潮，被譽為天下奇觀。小莉設想用錢塘江大潮來發電，在江海交接某處建一大壩，形成一個面積為1.0×107 m，漲潮時水深達25 m的蓄水湖，關上水閘落潮后壩內外水位差為2 m。若發電時水重力勢能的12%轉變為電能，并只有退潮時發電，每天漲潮兩次，求該電站每天能發多少電。(已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，g＝10 m/s2)
1　能量　能量守恒定律
1．C
2．C　[水下落的過程中，質量不變，高度降低，重力做正功，所以重力勢能減小，故A、D錯誤；水下落過程中，只有重力做功，所以機械能守恒，故B錯誤；水下落過程中，減少的一部分機械能轉化為電能，故C正確。]
3．CD
4．D　[水在奔流過程中，既有重力做功又有河道阻力做功，故選項A錯誤；水的動能根據地形有可能增加也有可能減小，也有可能不變，故選項B錯誤；水的重力勢能一部分轉化為動能，還有一部分轉化內能，故選項C錯誤；經發電站時，水的機械能有一部分轉化為電能，故機械能減小，故選項D正確。]
5．A
6．B　[“頭頂”的小風扇可以把風能轉化為電能，這樣只要有風，這種路燈就可以發電，填補了陰天和晚上不能發電的空白，可用于路燈晚上照明使用，故A、C錯誤；“肩扛”太陽能電池板可以把太陽能轉化為電能，故B正確；蓄電池在夜晚放電時，將化學能轉化為電能，故D錯誤。]
7．C　[風的動能完全轉化為電能，由能量守恒定律得mv2＝Pt，其中m＝ρV＝ρvtS，聯立解得P＝ρSv3，A、B、D錯誤，C正確。]
8．A　[根據生活常識，每層樓高約為h＝3 m，所以噴水的高度H＝13h＝39 m，設電動機用于該噴水管的功率為P，在接近管口很短一段時間Δt內水柱的質量為m＝ρVΔt，由能量守恒定律，電動機使水具有動能后，水的動能轉化為水的重力勢能，可得PΔt＝Ek＝mgH，解得P≈1.6×104 W，故A正確，B、C、D錯誤。]
9．(1)8 478 m3　(2)45 781.2 J　(3)4 578.12 W
解析　(1)每秒沖擊風車車葉的氣流體積為V＝SL＝Svt＝πR2vt＝π×900×3×1 m3＝ 8 478 m3。
(2)單位時間的氣流的質量m＝ρV ＝1.2×8 478 kg＝10 173.6 kg，氣流的動能Ek＝mv2＝×10 173.6×32 J＝45 781.2 J。
(3)每秒風的動能轉化為的電能E電 ＝ ηEk＝ 10% × 45 781.2 J＝4 578.12 J，則此風力發電機發電的功率為P＝＝ W＝4 578.12 W。
10．4.8×1010 J
解析　退潮時水的落差是h＝2 m，水的質量是m＝ρV＝ρSh，這些水的重心下降高度Δh＝h，重力勢能減少ΔEp＝mgΔh＝ρgSh·h＝ρgSh2，每天發出的電能為ΔE＝2ΔEp×12%＝0.12ρSgh2＝4.8×1010 J。1　能量　能量守恒定律
[學習目標]　1.了解各種不同形式的能之間可以相互轉化。2.認識能量守恒定律的重大意義，掌握能量守恒定律的內容(重點)。3.會用能量守恒的觀點分析、解決實際問題(重點)。
一、機械能的守恒與不守恒
(1)對于由幾個物體組成的系統而言，滿足什么條件，該系統的機械能守恒？在什么情況下，該系統的機械能不守恒？
(2)如圖甲、乙，在機械能不守恒的情況下，該系統的機械能是增加了還是減少了？如果是減少了，減少的能量到哪里去了？
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1．系統的機械能守恒的條件是：只有________或________做功。
2．如果一個系統除重力或彈力以外，還有______做功，系統的機械能就會發生變化：如果外力做正功，系統的機械能________；反之則系統的機械能________。
3．如果一個系統除重力或彈力以外，還有其他________(如滑動摩擦力)做功，系統的機械能會________，同時有熱量產生。系統機械能的減少量等于所生成的________，也可以說減少的機械能轉化成了________。
例1　(2023·大慶市一模)撐竿跳高是一項運動員經過持竿助跑，借助竿的支撐騰空，在完成一系列復雜的動作后越過橫桿的運動。下列說法正確的是(　　)
A．運動員撐竿上升的過程中，竿的彈性勢能增大
B．運動員撐竿上升的過程中，運動員的重力勢能不變
C．運動員撐竿上升的過程中，運動員的機械能增大
D．運動員越過橫桿在空中運動的過程中處于超重狀態
力做功與系統機械能變化的關系
力做功 系統機械能的變化 定量關系
重力做功 機械能不變 ΔE＝0
彈簧彈力做功 機械能不變 ΔE＝0
除重力和系統內彈力以外其他力做的功 機械能變化 ΔE＝W其他
一對相互作用的滑動摩擦力做的總功 機械能減少 ΔE減＝Q＝fx相對
例2　某海灣共占面積1.0×106 m2，漲潮時水深20 m，若利用這個海灣修建一座水壩，此時關上水壩的閘門，可使水位保持20 m不變。退潮時，壩外水位降至18 m。假如利用此水壩建水力發電站，已知重力勢能轉化為電能的效率是10%，每天有兩次漲潮，漲潮和退潮時水流都推動水輪機發電，試估算該電站一天能發多少電能？重力加速度g取10 m/s2。海水密度近似為1.0×103 kg/m3。
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二、能量的分類
1．根據研究對象劃分
(1)在力學中，討論和研究的是宏觀物體的運動，對應的能量是____________。
(2)在熱學中，我們討論和研究的是由大量微觀粒子(分子)組成的熱力學系統，對應的能量主要是____________(包括分子動能和________________)。
(3)在電磁學中，我們討論和研究的是電場、磁場及其與電荷、電流的相互作用，對應的能量主要是____________。
2．根據物質的運動形式劃分
機械運動對應著____________；熱運動，即分子的無規則運動對應著________；電磁運動對應著____________；化學變化，即原子的外層電子變動，對應著____________；原子核的變化對應著________。
例3　市面上出售一種裝有太陽能電扇的帽子(如圖所示)。在陽光的照射下，小電扇快速轉動，能給炎熱的夏季帶來一絲涼意。該裝置的能量轉化情況是(　　)
A．太陽能→電能→機械能
B．太陽能→機械能→電能
C．電能→太陽能→機械能
D．機械能→太陽能→電能
三、能量守恒定律
1．能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，它只能從一種形式________為另一種形式，或者從一個物體________到另一個物體，在轉化或轉移的過程中其________________。
2．能量守恒定律的表達式
(1)E初＝E末，初狀態各種能量的總和等于末狀態各種能量的總和。
(2)ΔE增＝ΔE減，某些能量的增加量等于其他能量的減少量。
3．能量守恒定律的意義：能量守恒定律不只是物理學的基本規律，而且是包括生命科學在內的整個________________的基本規律，它的發現被認為是19世紀自然科學的三個偉大發現之一。
4．永動機之所以不可能成功，就在于它違背了________________________，企圖不消耗任何能量而做功。
有一種“自發電電動車”，基本原理是將一小型發電機緊靠車輪處，車輪轉動時，帶動發電機運轉，發出的電又繼續供給電動車，你認為僅靠這種方式，電動車能持續運動下去嗎？
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(1)自然界中的任何變化過程都滿足能量守恒定律。(　　)
(2)當一個物體的能量減少時，一定有其他物體的能量增加。(　　)
(3)技術足夠發達后，永動機就可以制成。(　　)
(4)能量永遠不會增加或減少，只能轉化或轉移。(　　)
例4　(多選)下列關于能量守恒定律的認識，正確的是(　　)
A．某種形式的能量減少，一定存在其他形式的能量增加
B．某個物體的能量減少，必然有其他物體的能量增加
C．“摩擦發熱”過程中創造了熱，不符合能量守恒定律
D．石子從空中落下，最后停止在地面上，說明石子的能量消失了
例5　自動充電式電動車的前輪裝有發電機，發電機與蓄電池連接。當騎車者用力蹬車或電動車自動滑行時，電動車就可以通過發電機向蓄電池充電，將其他形式的能轉化成電能儲存起來。某人騎車以500 J的初動能在粗糙的水平路面上滑行，第一次關閉自動充電裝置，讓車自由滑行，其動能隨位移變化的關系如圖中圖線①所示；第二次啟動自動充電裝置，其動能隨位移變化的關系如圖中圖線②所示，則第二次向蓄電池所充的電能是(　　)
A．200 J B．250 J C．300 J D．500 J
用能量守恒定律解題的基本步驟：
(1)分析研究對象的受力情況、做功情況、能量的轉化方向及初末狀態能量的具體形式。
(2)分別列出減少的能量ΔE減和增加的能量ΔE增的表達式。
(3)依據ΔE減＝ΔE增列式求解。
針對訓練　如圖所示為沖擊擺實驗裝置，一子彈射入沙箱后與沙箱合為一體，共同擺到一定的高度，下面有關此過程中能量轉化的情況說法正確的是(　　)
A．子彈的動能轉變成沙箱和子彈的內能
B．子彈的動能轉變成沙箱和子彈的重力勢能
C．子彈的動能轉變成沙箱和子彈的動能
D．子彈的一部分動能轉變成沙箱和子彈的內能，另一部分動能轉變成沙箱和子彈的重力勢能
1　能量　能量守恒定律
一、
(1)對由幾個物體組成的系統，只有彈力或重力做功時，系統機械能守恒，如果其他力做功之和不為零，系統機械能不守恒。
(2)減少了。箭運動和落石滾動過程中，要克服阻力做功，減少的機械能轉化為內能。
梳理與總結
1．重力　彈力
2．外力　增加　減少
3．內力　減少　熱量　內能
二、
1．(1)機械能　(2)內能　分子勢能　(3)電磁能
2．機械能　內能　電磁能　化學能　核能
三、
1．轉化　轉移　總量不變
3．自然科學
4．能量守恒定律
討論交流
僅靠這種方式，不能使電動車持續運動下去。因為靠這種方式，只能將電動車的一部分能量收集起來，電動車運動時受到的阻力做負功，不斷把電動車的機械能轉化為內能，根據能量守恒定律，要想使電動車持續運動下去，必須不斷地給電動車補充新的能量。
一、
例1　C　[運動員撐竿上升過程中，竿的彈性勢能轉化為運動員的機械能，故此過程中竿的彈性勢能減小，運動員的機械能增大，A錯誤，C正確；運動員撐竿上升的過程中，高度逐漸增加，所以運動員重力勢能增大，B錯誤；運動員越過橫桿在空中運動的過程中，加速度向下，處于失重狀態，D錯誤。]
例2　8.0×109 J
解析　一次漲潮水的質量m＝S×Δh×ρ，一次漲潮水的重力勢能變化ΔEp＝mg，一次漲潮水的重力勢能轉化為電能ΔE電＝ΔEp×10%，發電站一天能發電能E電＝ΔE電×4＝8.0×109 J。
二、
例3　A　[太陽能電池板將太陽能轉化為電能，然后對小電動機供電，小電動機將再電能轉化為小電扇快速轉動的機械能，故A正確，B、C、D錯誤。]
三、
易錯辨析
(1)√　(2)√　(3)×　(4)√
例4　AB　[根據能量守恒定律得知，某種形式的能減少，其他形式的能一定增加，故A正確；某個物體的總能量減少，根據能量守恒定律得知，必然有其他物體的能量增加，故B正確；“摩擦發熱”是將機械能轉化為內能的過程，符合能量守恒定律，故C錯誤；石子在運動和碰撞中機械能轉化為物體及周圍物體的內能，能量并沒有消失，故D錯誤。]
例5　A　[電動車在運動過程中的摩擦力大小不變，從題圖可知，第二次的位移是第一次的，故用于充電的能量為初動能的，由能量守恒定律得所充的電能為Ek0＝×500 J＝200 J，A正確。]
針對訓練　D　[子彈在射入沙箱的過程中，要克服摩擦阻力做功，沙箱和子彈一起擺到一定的高度，要克服重力做功，所以子彈的一部分動能轉變成沙箱和子彈的內能，另一部分動能轉變成沙箱和子彈的重力勢能，D正確。](共49張PPT)
1　能量　能量守恒定律
DISIZHANG
第四章
1.了解各種不同形式的能之間可以相互轉化。
2.認識能量守恒定律的重大意義，掌握能量守恒定律的內容(重點)。
3.會用能量守恒的觀點分析、解決實際問題(重點)。
學習目標
一、機械能的守恒與不守恒
二、能量的分類
課時對點練
三、能量守恒定律
內容索引
機械能的守恒與不守恒
一
(1)對于由幾個物體組成的系統而言，滿足什么條件，該系統的機械能守恒？在什么情況下，該系統的機械能不守恒？
答案　對由幾個物體組成的系統，只有彈力或重力做功時，系統機械能守恒，如果其他力做功之和不為零，系統機械能不守恒。
(2)如圖甲、乙，在機械能不守恒的情況下，該系統的機械能是增加了還是減少了？如果是減少了，減少的能量到哪里去了？
答案　減少了。箭運動和落石滾動過程中，要克服阻力做功，減少的機械能轉化為內能。
1.系統的機械能守恒的條件是：只有　　　或　　　做功。
2.如果一個系統除重力或彈力以外，還有　　　做功，系統的機械能就會發生變化：如果外力做正功，系統的機械能　　?。环粗畡t系統的機械能　　　。
3.如果一個系統除重力或彈力以外，還有其他 　　(如滑動摩擦力)做功，系統的機械能會　　　，同時有熱量產生。系統機械能的減少量等于所生成的　　　，也可以說減少的機械能轉化成了　　　。
梳理與總結
重力
彈力
外力
增加
減少
內力
減少
熱量
內能
　 (2023·大慶市一模)撐竿跳高是一項運動員經過持竿助跑，借助竿的支撐騰空，在完成一系列復雜的動作后越過橫桿的運動。下列說法正確的是
A.運動員撐竿上升的過程中，竿的彈性勢能增大
B.運動員撐竿上升的過程中，運動員的重力勢能不變
C.運動員撐竿上升的過程中，運動員的機械能增大
D.運動員越過橫桿在空中運動的過程中處于超重狀態
例1
√
運動員撐竿上升過程中，竿的彈性勢能轉化為運動員的機械能，故此過程中竿的彈性勢能減小，運動員的機械能增大，A錯誤，C正確；
運動員撐竿上升的過程中，高度逐漸增加，所以運動員重力勢能增大，B錯誤；
運動員越過橫桿在空中運動的過程中，加速度向下，處于失重狀態，D錯誤。
總結提升
力做功與系統機械能變化的關系
力做功 系統機械能的變化 定量關系
重力做功 機械能不變 ΔE＝0
彈簧彈力做功 機械能不變 ΔE＝0
除重力和系統內彈力以外其他力做的功 機械能變化 ΔE＝W其他
一對相互作用的滑動摩擦力做的總功 機械能減少 ΔE減＝Q＝fx相對
　某海灣共占面積1.0×106 m2，漲潮時水深20 m，若利用這個海灣修建一座水壩，此時關上水壩的閘門，可使水位保持20 m不變。退潮時，壩外水位降至18 m。假如利用此水壩建水力發電站，已知重力勢能轉化為電能的效率是10%，每天有兩次漲潮，漲潮和退潮時水流都推動水輪機發電，試估算該電站一天能發多少電能？重力加速度g取10 m/s2。海水密度近似為1.0×103 kg/m3。
例2
答案　8.0×109 J
一次漲潮水的質量m＝S×Δh×ρ，一次漲潮水的重力勢能變化ΔEp＝
　 　，一次漲潮水的重力勢能轉化為電能ΔE電＝ΔEp×10%，發電站一天能發電能E電＝ΔE電×4＝8.0×109 J。
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能量的分類
二
1.根據研究對象劃分
(1)在力學中，討論和研究的是宏觀物體的運動，對應的能量是 。
(2)在熱學中，我們討論和研究的是由大量微觀粒子(分子)組成的熱力學系統，對應的能量主要是　　　(包括分子動能和　　　　　)。
(3)在電磁學中，我們討論和研究的是電場、磁場及其與電荷、電流的相互作用，對應的能量主要是　　　　。
2.根據物質的運動形式劃分
機械運動對應著　　　??；熱運動，即分子的無規則運動對應著　　?。浑姶胚\動對應著　　　　；化學變化，即原子的外層電子變動，對應著_______；原子核的變化對應著　　　。
機械能
內能
分子勢能
電磁能
機械能
電磁能
內能
化學能
核能
　市面上出售一種裝有太陽能電扇的帽子(如圖所示)。在陽光的照射下，小電扇快速轉動，能給炎熱的夏季帶來一絲涼意。該裝置的能量轉化情況是
A.太陽能→電能→機械能
B.太陽能→機械能→電能
C.電能→太陽能→機械能
D.機械能→太陽能→電能
例3
√
太陽能電池板將太陽能轉化為電能，然后對小電動機供電，小電動機將再電能轉化為小電扇快速轉動的機械能，故A正確，B、C、D錯誤。
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能量守恒定律
三
1.能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，它只能從一種形式　　　為另一種形式，或者從一個物體　　　到另一個物體，在轉化或轉移的過程中其　　　　　。
2.能量守恒定律的表達式
(1)E初＝E末，初狀態各種能量的總和等于末狀態各種能量的總和。
(2)ΔE增＝ΔE減，某些能量的增加量等于其他能量的減少量。
轉移
轉化
總量不變
3.能量守恒定律的意義：能量守恒定律不只是物理學的基本規律，而且是包括生命科學在內的整個　　　　　的基本規律，它的發現被認為是19世紀自然科學的三個偉大發現之一。
4.永動機之所以不可能成功，就在于它違背了 ，企圖不消耗任何能量而做功。
自然科學
能量守恒定律
有一種“自發電電動車”，基本原理是將一小型發電機緊靠車輪處，車輪轉動時，帶動發電機運轉，發出的電又繼續供給電動車，你認為僅靠這種方式，電動車能持續運動下去嗎？
討論交流
答案　僅靠這種方式，不能使電動車持續運動下去。因為靠這種方式，只能將電動車的一部分能量收集起來，電動車運動時受到的阻力做負功，不斷把電動車的機械能轉化為內能，根據能量守恒定律，要想使電動車持續運動下去，必須不斷地給電動車補充新的能量。
(1)自然界中的任何變化過程都滿足能量守恒定律。(　　)
(2)當一個物體的能量減少時，一定有其他物體的能量增加。(　　)
(3)技術足夠發達后，永動機就可以制成。(　　)
(4)能量永遠不會增加或減少，只能轉化或轉移。(　　)
√
√
×
√
　 (多選)下列關于能量守恒定律的認識，正確的是
A.某種形式的能量減少，一定存在其他形式的能量增加
B.某個物體的能量減少，必然有其他物體的能量增加
C.“摩擦發熱”過程中創造了熱，不符合能量守恒定律
D.石子從空中落下，最后停止在地面上，說明石子的能量消失了
例4
√
√
根據能量守恒定律得知，某種形式的能減少，其他形式的能一定增加，故A正確；
某個物體的總能量減少，根據能量守恒定律得知，必然有其他物體的能量增加，故B正確；
“摩擦發熱”是將機械能轉化為內能的過程，符合能量守恒定律，故C錯誤；
石子在運動和碰撞中機械能轉化為物體及周圍物體的內能，能量并沒有消失，故D錯誤。
　自動充電式電動車的前輪裝有發電機，發電機與蓄電池連接。當騎車者用力蹬車或電動車自動滑行時，電動車就可以通過發電機向蓄電池充電，將其他形式的能轉化成電能儲存起來。某人騎車以500 J的初動能在粗糙的水平路面上滑行，第一次關閉自動充電裝置，讓車自由滑行，其動能隨位移變化的關系如圖中圖線①所示；第二次啟動自動充電裝置，其動能隨位移變化的關系如圖中圖線②所示，則第二次向蓄電池所充的電能是
A.200 J B.250 J
C.300 J D.500 J
例5
√
用能量守恒定律解題的基本步驟：
(1)分析研究對象的受力情況、做功情況、能量的轉化方向及初末狀態能量的具體形式。
(2)分別列出減少的能量ΔE減和增加的能量ΔE增的表達式。
(3)依據ΔE減＝ΔE增列式求解。
總結提升
(2)若A、B兩球帶異種電荷，求接觸后兩球帶電荷量大小之比。
答案　2∶1
設A帶正電荷，B帶負電荷，且所帶電荷量大小均為Q，則C與A接觸
后，A、C帶電荷量為
C與B接觸后，B、C帶電荷量為
同理若A帶負電荷，B帶正電荷，A、B帶電荷量之比仍為2∶1。
　 如圖所示為沖擊擺實驗裝置，一子彈射入沙箱后與沙箱合為一體，共同擺到一定的高度，下面有關此過程中能量轉化的情況說法正確的是
A.子彈的動能轉變成沙箱和子彈的內能
B.子彈的動能轉變成沙箱和子彈的重力勢能
C.子彈的動能轉變成沙箱和子彈的動能
D.子彈的一部分動能轉變成沙箱和子彈的內能，
　另一部分動能轉變成沙箱和子彈的重力勢能
√
針對訓練
子彈在射入沙箱的過程中，要克服摩擦阻力做功，沙箱和子彈一起擺到一定的高度，要克服重力做功，所以子彈的一部分動能轉變成沙箱和子彈的內能，另一部分動能轉變成沙箱和子彈的重力勢能，D正確。
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課時對點練
四
考點一　機械能的守恒與不守恒
1.如圖所示，撐竿跳高運動包括三個階段：助跑、撐竿起跳、越橫竿，其中發生了彈性勢能轉化為重力勢能的階段是
A.助跑階段
B.越橫竿階段
C.撐竿起跳階段
D.越橫竿階段和助跑階段
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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基礎對點練
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2.(2022·浙江高二學業考試)三峽水力發電站是我國最大的水力發電站，三峽水庫蓄水后，平均水位落差約100 m。不計空氣阻力，下列說法正確的是
A.水下落過程中重力勢能增加
B.水下落過程中機械能增加
C.水減少的一部分機械能轉化為電能
D.重力對水做負功
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水下落的過程中，質量不變，高度降低，重力做正功，所以重力勢能減小，故A、D錯誤；
水下落過程中，只有重力做功，所以機械能守恒，故B錯誤；水下落過程中，減少的一部分機械能轉化為電能，故C正確。
考點二　能量守恒定律
3.(多選)下列說法正確的是
A.能量只能以勢能和動能兩種形式存在
B.能量只能存在于具有一定高度或運動速度的物體中
C.任何物質均具有能量
D.能量存在形式多種多樣，且不同形式能量之間可以相互轉化，并且轉
　化過程中總能量是守恒的
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4.李白詩句“君不見，黃河之水天上來，奔流到海不復回”，從物理學的角度理解，對于一定質量的黃河水在奔流過程中
A.只有重力對流水做功
B.動能越來越大
C.重力勢能全部轉化為動能
D.經發電站時，水的機械能減少
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水在奔流過程中，既有重力做功又有河道阻力做功，故選項A錯誤；
水的動能根據地形有可能增加也有可能減小，也有可能不變，故選項B錯誤；
水的重力勢能一部分轉化為動能，還有一部分轉化內能，故選項C錯誤；
經發電站時，水的機械能有一部分轉化為電能，故機械能減小，故選項D正確。
5.某人設計了一個“超級推進器”，該推進器由超導體、激光器、制冷劑以及計算機控制系統組成，其神奇之處在于能通過自身的循環工作，源源不斷地獲得動力，而不需要消耗任何能源。事實上，這是不可能實現的，因為他的設計違背了
A.能量守恒定律 B.電荷守恒定律
C.機械能守恒定律 D.質量守恒定律
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6.(2024·邢臺市四校質檢聯盟高二月考)一種新型節能路燈如圖所示，它“頭頂”小風扇，“肩扛”太陽能電池板。關于節能路燈的設計解釋合理的是
A.小風扇是用來給太陽能電池板散熱的
B.太陽能電池板將太陽能轉化為電能
C.小風扇是風力發電機，將電能轉化為風能
D.蓄電池在夜晚放電時，將電能轉化為化學能
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“頭頂”的小風扇可以把風能轉化為電能，這樣只
要有風，這種路燈就可以發電，填補了陰天和晚上
不能發電的空白，可用于路燈晚上照明使用，故A、
C錯誤；
“肩扛”太陽能電池板可以把太陽能轉化為電能，
故B正確；
蓄電池在夜晚放電時，將化學能轉化為電能，故D錯誤。
7.某地強風的風速約為v，空氣的密度為ρ，如果把通過橫截面積S的風的動能完全轉化為電能，則用上述已知量計算轉化為電能的功率的公式為
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8.某廣場音樂噴泉其中一個噴水管單位時間豎直噴出體積V＝0.04 m3的水，噴高可達13層樓的高度，已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，不計空氣阻力，電動機用于該噴水管的功率約為
A.1.6×104 W B.8.0×104 W
C.1.0×105 W D.2.0×105 W
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能力綜合練
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根據生活常識，每層樓高約為h＝3 m，所以噴水的高度H＝13h＝39 m，設電動機用于該噴水管的功率為P，在接近管口很短一段時間Δt內水柱的質量為m＝ρVΔt，由能量守恒定律，電動機使水具有動能后，水的動能轉化為水的重力勢能，可得PΔt＝Ek＝mgH，解得P≈1.6×104 W，故A正確，B、C、D錯誤。
9.(2023·廣西示范性高中聯合調研測試)某地有一風力發電機，它的葉片轉動時可形成半徑為R＝30 m的圓面。某時間內該地區的風速v＝3 m/s，風向恰好跟葉片轉動形成的圓面垂直，已知空氣的密度ρ＝ 1.2 kg/m3，若該風力發電機能將此圓內10%的空氣動能轉化
為電能。π取3.14，求：
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(1)單位時間內沖擊風力發電機葉片圓面的氣流的體積V；
答案　8 478 m3
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每秒沖擊風車車葉的氣流體積為V＝SL＝Svt＝πR2vt＝π×900×3×1 m3＝ 8 478 m3。
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(2)單位時間內沖擊風力發電機葉片圓面的氣流的動能Ek；
答案　45 781.2 J
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(3)此風力發電機發電的功率P。
答案　4 578.12 W
10.“滔天濁浪排空來，翻江倒海山為摧”的錢塘江大潮，被譽為天下奇觀。小莉設想用錢塘江大潮來發電，在江海交接某處建一大壩，形成一個面積為1.0×107 m，漲潮時水深達25 m的蓄水湖，關上水閘落潮后壩內外水位差為2 m。若發電時水重力勢能的12%轉變為電能，并只有退潮
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時發電，每天漲潮兩次，求該電站每天能發多少電。(已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，g＝10 m/s2)
答案　4.8×1010 J
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