7.10　能量守恒定律与能源
目标导读
1.能够叙述能量守恒定律的内容，会用能量守恒的观点分析、解释一些实际问题.
2.认识发现能量守恒定律的重大意义.
3.了解能量耗散，了解自然界中宏观过程中能量守恒以及能量转化和转移的方向性，认识提高效率的重要性．
数量
永动机
相互联系与转化
凭空产生
凭空消失
转化
转移
转化
转移
保持不变
物质
煤炭时期
石油时
期
煤
石油
能源短缺
环境恶化
聚集
热能
光能
内能
内能
减少
不便于利用
方向性
方向性
有条件
有代价
对功与能关系的理解
1．功是能量转化的量度
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(或转移)的过程．且做了多少功，就有多少能量发生转化(或转移).
2．不同形式的能量变化与不同的功对应
能量的转化必须通过做功才能实现，某种力做功往往与某一具体形式的能量变化相联系，即功能关系．
常见的力做功与能量转化的对应关系如下(即功能关系)
动能
重力势能
弹性势能
机械能
功能关系
一、对能量守恒定律的理解
典例1 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．对于这一过程，下列说法正确的是 (　　)
A．子弹减少的机械能等于木块增加的机械能
B．子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于系统产生的热量
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
BD
解题关键　必须明确在所研究的过程中，系统的哪些形式的能量增加，哪些形式的能量减小．
针对练习1:如图所示的是流星在夜空中发出明亮的光焰．此时会有人在内心里许下一个美好的愿望．有些流星是外太空物体被地球强大引力吸引坠落到地面的过程中同空气发生剧烈摩擦造成的．下列相关说法正确的是(　　)
A．流星同空气摩擦时部分机械能转化为内能
B．引力对流星物体做正功则其动能增加，机械能守恒
C．当流星的速度方向与空气阻力和重力的合力不在同
一直线上时，流星做曲线运动
D．流星物体进入大气层后做斜抛运动
AC
解析:流星同空气摩擦时部分机械能转化为内能，A正确；引力对流星做正功，除了重力之外还有其它力做功，机械能不守恒，B错误；当流星的速度方向与空气阻力和重力的合力不在同一直线上时，流星做曲线运动，C正确，D错误．
二、能量守恒定律的应用
典例2 电机带动水平传送带以速度v匀速传动，一质量为m的小木块由静止轻放在传送带上(传送带足够长)，若小木块与传送带之间的动摩擦因数为μ，如图所示，当小木块与传送带相对静止时．求：
(1)小木块的位移．
(2)传送带转过的路程．
(3)小木块获得的动能．
(4)摩擦过程产生的摩擦热．
针对练习2：
如图所示，ABCD是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC
的连接处都是一段与BC相切的圆弧，B、C在水平线上，
其距离d＝0.5 m．盆边缘的高度为h＝0.30 m．在A处放
一个质量为m的小物块并让其由静止下滑．已知盆内侧
壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为μ
＝0.10.小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停下的
位置到B的距离为 (　　)
A．0.50 m B．0.25 m C．0.10 m D．0
D
解题关键　解此类题要牢固掌握每种力做功与相应能的变化关系，特别注意机械能的变化等于除重力(弹力)之外的力做的功，本题中即为克服摩擦力做的功．
三、几个重要功能关系的理解
ACD
针对练习3：
如图所示，在升降机内固定一光滑的斜面体
，一轻弹簧的一端连在位于斜面体上方的固
定木板B上，另一端与质量为m的物块A相
连，弹簧与斜面平行．整个系统由静止开始
加速上升高度h的过程中 (　　)
A．物块A的重力势能增加量一定等于mgh
B．物块A的动能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的代数和
C．物块A的机械能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的代数和
D．物块A和弹簧组成系统的机械能增加量等于斜面对物块的支持力和B对弹簧的拉力做功的代数和
CD
CD
1．关于能量耗散，下列说法中正确的是(　 )
A．能量耗散是指在一定条件下，能量在转化过程中总量减少了
B．能量耗散表明，能量守恒定律具有一定的局限性
C．能量耗散表明，在能源的利用过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了
D．能量耗散从能量转化的角度，反映出自然界中宏观过程的方向性
练习
D
2．下列哪些现象属于能量的耗散(　　)
A．利用水流能发电产生电能
B．电能在灯泡中变成光能
C．电池的化学能变成电能
D．火炉把屋子烤暖
解析　能量耗散主要指其他形式的能量最终转化为环境的内能后，不能再被收集起来重新利用．
D
3．自由摆动的秋千摆动的幅度越来越小，下列说法中正确的是(　　)
A．机械能守恒
B．能量正在消失
C．只有动能和重力势能的相互转化
D．减少的机械能转化为内能，但总能量守恒
解析　在秋千摆动的过程中，由于阻力的存在，需要克服阻力做功，机械能会减少，但能量并没有消失，减少的机械能转化为内能，总能量保持不变．
AB
4．下列物理过程，物质运动形式没有发生变化的有(　　)
A．哈雷彗星绕太阳做变速椭圆运动
B．冰块沿光滑斜面下滑
C．氢气球匀速上升
D．热水瓶瓶塞向上跳起
解析　因为A、B为机械运动，在运动过程中只有动能和势能的相互转化，始终在机械能的范畴内；C和D都有内能和机械能之间的相互转化．
AB
D
t=1s