初中物理尖子生自主招生培优讲义版块14 内能的利用 专题14-3 能量守恒定律 （学生版） .pdfVIP

专题14-3能量守恒定律

知识·解读

一、能量守恒定律内容

能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个

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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.

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二、能量守恒定律的理解

1、不同形式的能量之间可以相互转化

(1)各种运动形式都有对应的能，如机械运动对应机械能，分子热运动对应内能等．

(2)不同形式的能量之间可以相互转化，如“摩擦生热”机械能转化为内能，“电炉取热”

电能转化为内能等．

2、能量守恒定律及意义

(1)各种不同形式的能之间相互转化时保持总量不变．

(2)意义：一切物理过程都适用，比机械能守恒定律更普遍，是19世纪自然科学的三大发

现之一．

3．永动机是不可能制成的

(1)不消耗能量能源源不断地对外做功的机器，叫永动机，其前景是诱人的．但因为永动

机违背了能量守恒定律，所以无一例外地归于失败．

(2)永动机给我们的启示

人类利用和改造自然时，必须遵循自然规律．

典例·解读

类型一、能量的转化

例、一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块，并从中穿出．对于这一

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过程，下列说法中正确的是()

A．子弹减少的机械能等于木块增加的机械能

B．子弹减少的动能等于木块增加的动能

C．子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和

D．子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块增加的内能之和

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【答案】D.

【解析】射穿木块的过程中，由于相互间摩擦力的作用使得子弹的动能减小，木块获得动能，同时产

生热量，且系统产生的热量在数值上等于系统机械能的损失．A，B项没有考虑到系统增加的

内能，C项中应考虑的是系统减少的机械能等于系统增加的内能．故正确答案为D.

例、现在流行一款鞋，穿上它走路时，鞋会发光，站着不动就不会发光．则这款鞋发光的

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原理，从能量转化的角度分析正确的是()

A.机械能转化为电能，再转化为光能B.电能转化为机械能，再转化为光能

C.机械能转化为光能，再转化为电能D.光能转化为机械能，再转化为电能

【答案】A.

【解析】鞋子里有一个小型的发电机，走路时，机械能转化为电能，电能再转化为小灯泡的光能，使

小灯泡发光．故选A.

类型二：能量守恒定律

例、(多选)关于能量和能量守恒，下列表述正确的是()

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A．能量可以从一种形式转化为另一种形式

B．能量可以从一个物体转移到另一个物体

C．能量是守恒的，所以能源永不枯竭

D．满足能量守恒定律的物理过程一定能自发进行

E．永动机不可能制成是因为违背了能量守恒定律

【答案】ABE.

【解析】根据能量守恒定律，能量可以从一种形式转化为另一种形式，也可以从一个物体转移到另一

个物体，A、B正确；能量与能源不同，能量是守恒的，但随着能量的耗散，能量可以利用的

品质会下降，故依然要节约能源，C错误；自然界的宏观热现象的过程都有方向性，满足能量

守恒定律的物理过程不一定能自发进行，D错误；永动机不可能制成是因为它违背了能量守恒

定律，E正确。

例、空气压缩机在一次压缩中，活塞对空气做了2×10J的功，同时空气的内能增加了5

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1.5×10J，这一过程中空气向外界传递的热量是多少？5

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【答案】5×10J.4

【解析】选择被压缩的空气为研究对象，根据热力学第一定律有ΔU＝W＋Q.

由题意可知W＝2×10J，ΔU＝1.5×10J，代入上式得55

Q＝ΔU－W＝1.5×10J－2×10J＝－5×10J.554

即空气向外传递的热量为5