能源与可持续发展-2023学年高二物理（人教版）.pdfVIP

12.4能源与可持续发展

考点精讲

Q考点讲解

考点1:能量守恒定律的理解和应用

i.能量的存在形式及相互转化

1）各种运动形式都有对应的能：机械运动有机械能，分子的热运动有内能，还有电磁能、化学能、

原子能等。

2）各种形式的能，通过某种力做功可以相互转化。例如，利用电炉取暖或烧水，电能转化为内能;

煤燃烧，化学能转化为内能；列车刹车后，车轮温度升高，机械能转化为内能。

2.能量守恒的两种表达

（1）某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等。

2）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。

3.应用能量转化与守恒解题的步骤

1）首先分析研究对象的受力情况、做功情况、能量的转化方向及初、末状态能量的具体形式。

2（）分别列出减少的能量AE减和增加的能量AE增的表达式。

3（）依据公石减=八£增列式求解。

【例1J多选）行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；

降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流.上述不同现象所包含的

相同物理过程是）

A.物体克服阻力做功

B.物体的动能转化为其他形式的能量

C.物体的势能转化为其他形式的能量

D.物体的机械能转化为其他形式的能量

【答案】AD

【解析】

行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下来是由于受到摩擦力的缘故，即克服摩擦力做功，该过程中

把机械能转化为了内能；流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰，即其与空气摩擦生热，即把机械能转化为

了光能和热能，其过程也是克服阻力做功；降落伞在空中匀速下降，该过程中，其动能不变，重力势能减

小，故机械能减小，即减小的机械能转化为内能，也是克服阻力做功；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线

圈，线圈中产生电流，该过程是电磁感应现象，即将机械能转化为电能，也是克服阻力做功的过程.据上

面的分析不难看出，上述四个过程中均是克服阻力做功，均是消耗了机械能，即将机械能或转化为内能，

或转化为光能，或转化为电能，即是把机械能转化为其他形式能的过程.

故选AD.

【例2】如图所示是具有更高平台的消防车，具有一定质量的伸缩臂能够在5min内使承载4人的登高平台

(人连同平台的总质量为400kg)上升60m到达灭火位置，此后，在登高平台上的消防员用水炮灭火，已

知水炮的出水量为3m3/min,水离开炮口时的速率为20m/s,则用于()

A.水炮工作的发动机输出功率为lxl()4w

B.水炮工作的发动机输出功率为4xl()4w

C.水炮工作的发动机输出功率为2.4X106W

D.伸缩臂抬升登高平台的发动机输出功率约为800w

【答案】B

【解析】

水炮发动机做的功为水增加的动能与重力势能之和，伸缩臂在抬升等高平台的同时也将本身也抬高了，计

P=匕

算做功时，需要计算这部分功，结合根据公式匕分析.

伸缩臂将人与平抬高60m,用时5min,同时伸缩臂也有质量，设为,则其输出功率为

(400+)xl0x60、/、

z

P=(W)=800(W+2800W

5x60,D错误；水炮工作的发动机首先将水运至60m高的平

，然后给水20m/s的速度，即做的功等于水增加的动能与重力势能之和，每秒射出水的质量为

,12

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