第10節(jié)能量守恒定律與能源1．能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消逝，它只能從1．能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消逝，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變，這個規(guī)律叫做能量守恒定律。2．能量耗散是指可利用的能源最終變成了四周環(huán)境的內(nèi)能，我們無法把這些散失的能量收集起來重新利用。3．能量耗散反映了能量轉(zhuǎn)化的宏觀方向性，所以能源的利用是有條件的，也是有代價的，自然界的能量雖然守恒，但還是要節(jié)省能源。4．功和能量的關(guān)系：功是能量轉(zhuǎn)化的量度。一、能量守恒定律1．建立能量守恒定律的兩個重要事實(1)確認了永動機的不行能性。(2)發(fā)覺了各種自然現(xiàn)象之間能量的相互聯(lián)系與轉(zhuǎn)化。2．內(nèi)容能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消逝，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變。3．意義能量守恒定律的建立，是人類熟悉自然的一次重大飛躍。它是最普遍、最重要、最牢靠的自然規(guī)律之一，而且是大自然普遍和諧性的一種表現(xiàn)形式。二、能源和能量耗散1．能源與人類社會人類對能源的利用大致經(jīng)受了三個時期，即柴薪時期、煤炭時期、石油時期。自工業(yè)革命以來，煤和石油成為人類的主要能源。2．能量耗散燃料燃燒時一旦把自己的熱量釋放出去，就不會再次自動聚集起來供人類重新利用。電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，電能又通過燈泡轉(zhuǎn)化成內(nèi)能和光能，熱和光被其他物體汲取之后變成四周環(huán)境的內(nèi)能，我們無法把這些散失的能量收集起來重新利用。3．能源危機的含義在能源的利用過程中，即在能量的轉(zhuǎn)化過程中，能量在數(shù)量上雖未削減，但在可利用的品質(zhì)上降低了，從便于利用的變成不便于利用的了。4．能量轉(zhuǎn)化的方向性與節(jié)省能源的必要性能量耗散反映了能量轉(zhuǎn)化的宏觀過程具有方向性。所以，能源的利用是有條件的，也是有代價的，所以自然界的能量雖然守恒，但還是很有必要節(jié)省能源。1．自主思索——判一判(1)當(dāng)一個物體的能量削減時，肯定有其他物體的能量增多。(√)(2)做功越多，能量的轉(zhuǎn)化也越多。(√)(3)外力對物體不做功，這個物體就沒有能量。(×)(4)煤、石油、自然?氣屬于常規(guī)能源。(√)(5)電能、焦炭、氫能屬于一次能源。(×)(6)冒起的煤煙和散開的炭灰可以重新合成一堆煤炭。(×)2．合作探究——議一議(1)一個叫丹尼斯·李(DennisLee)的人在?今日??新聞周刊?等全國性報刊上刊登大幅廣告，在全美各地表演，展現(xiàn)其號稱無需任何能源的發(fā)電機。你認為這種發(fā)電機能造出來嗎？提示：不能。能量守恒定律是自然界最普遍、最重要、最牢靠的規(guī)律之一，物體間只能發(fā)生能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，但總能量不變，任何事物都不行能違反能量守恒定律。丹尼斯·李創(chuàng)造的發(fā)電機不消耗其他能量而源源不斷地產(chǎn)生電能，違反了能量守恒，因此這種發(fā)電機不能制造出來。(2)如下圖是我國能源結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計圖，請依據(jù)此圖數(shù)據(jù)完成下面兩個問題：①總結(jié)出我國能源結(jié)構(gòu)或能源現(xiàn)狀的規(guī)律。②試著提出解決這種現(xiàn)狀的合理化建議。提示：①我國的能源結(jié)構(gòu)主要以煤為主；我國的能源消耗中不行再生能源占據(jù)的比例過大，結(jié)構(gòu)不合理；我國能源消耗中可再生能源的比例過小。②建議：節(jié)能降耗；開發(fā)新能源；開發(fā)可再生能源(如太陽能、風(fēng)能等)。能量守恒定律的應(yīng)用1．適用范圍能量守恒定律是貫穿物理學(xué)的根本規(guī)律，是各種自然現(xiàn)象中普遍適用的一條規(guī)律。2．表達式(1)E初＝E末，初狀態(tài)各種能量的總和等于末狀態(tài)各種能量的總和。(2)ΔE增＝ΔE減，增加的那些能量的增加量等于削減的那些能量的削減量。3．應(yīng)用步驟(1)明確討論對象及討論過程。(2)明確該過程中，哪些形式的能量在變化。(3)確定參加轉(zhuǎn)化的能量中，哪些能量增加，哪些能量削減。(4)列出增加的能量和削減的能量之間的守恒式(或初、末狀態(tài)能量相等的守恒式)。[典例]如下圖，一個粗細勻稱的U形管內(nèi)裝有同種液體，液體質(zhì)量為m。在管口右端用蓋板A密閉，兩邊液面高度差為h，U形管內(nèi)液體的總長度為4h，先拿去蓋板，液體開頭運動，由于管壁的阻力作用，最終管內(nèi)液體停止運動，那么該過程中產(chǎn)生的內(nèi)能為()A.eq\f(1,16)mgh B.eq\f(1,8)mghC.eq\f(1,4)mgh D.eq\f(1,2)mgh[審題指導(dǎo)](1)管內(nèi)液體至最終停止運動時，液體的重力勢能減小了。(2)系統(tǒng)機械能的削減量等于系統(tǒng)內(nèi)能的轉(zhuǎn)變量。[解析]去掉右側(cè)蓋板之后，液體向左側(cè)流淌，最終兩側(cè)液面相平，液體的重力勢能削減，削減的重力勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。如下圖，最終狀態(tài)可等效為右側(cè)eq\f(1,2)h的液柱移到左側(cè)管中，即增加的內(nèi)能等于該液柱削減的重力勢能，那么Q＝eq\f(1,8)mg·eq\f(1,2)h＝eq\f(1,16)mgh，故A正確。[答案]A利用能量轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移解題的兩點留意(1)能量既可通過做功的方式實現(xiàn)不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化，也可在同一物體的不同局部或不同物體間進行轉(zhuǎn)移。(2)能量在轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移過程中，能量的總量保持不變。利用能量守恒定律解題的關(guān)鍵是正確分析有多少種能量變化，分析時防止消失遺漏。1．(多項選擇)行駛中的汽車制動后滑行一段距離，最終停下；流星在夜空中墜落并發(fā)出光明的火焰；降落傘在空中勻速下降；條形磁鐵在下落過程中穿過閉合線圈，線圈中產(chǎn)生電流。上述不同現(xiàn)象中所包含的相同的物理過程是()A．物體克服阻力做功B．物體的動能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量C．物體的勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量D．物體的機械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量解析：選AD這四個現(xiàn)象中物體運動過程中都受到阻力作用，汽車主要受摩擦阻力，流星、降落傘受空氣阻力，條形磁鐵下落受磁場阻力，因而物體都克服阻力做功，A正確。四個物體的運動過程中，汽車是動能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，流星、降落傘、條形磁鐵是重力勢能轉(zhuǎn)化成其他形式的能，總之機械能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能，D正確。2.(2017·全國卷Ⅲ)如圖，一質(zhì)量為m、長度為l的勻稱松軟細繩PQ豎直懸掛。用外力將繩的下端Q緩慢地豎直向上拉起至M點，M點與繩的上端P相距eq\f(1,3)l。重力加速度大小為g。在此過程中，外力做的功為()A.eq\f(1,9)mglB.eq\f(1,6)mglC.eq\f(1,3)mglD.eq\f(1,2)mgl解析：選AQM段繩的質(zhì)量為m′＝eq\f(2,3)m，未拉起時，QM段繩的重心在QM中點處，與M點距離為eq\f(1,3)l，繩的下端Q拉到M點時，QM段繩的重心與M點距離為eq\f(1,6)l，此過程重力做功WG＝－m′geq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)l－\f(1,6)l))＝－eq\f(1,9)mgl，將繩的下端Q拉到M點的過程中，由能量守恒定律，可知外力做功W＝－WG＝eq\f(1,9)mgl，可知A項正確，B、C、D項錯誤。對功能關(guān)系的理解1．功與能量的轉(zhuǎn)化不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化是通過做功實現(xiàn)的。做功的過程就是各種形式的能量之間轉(zhuǎn)化(或轉(zhuǎn)移)的過程，且做了多少功，就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化(或轉(zhuǎn)移)。因此，功是能量轉(zhuǎn)化的量度。2．功與能的關(guān)系由于功是能量轉(zhuǎn)化的量度，某種力做功往往與某一種詳細形式的能量轉(zhuǎn)化相聯(lián)系，詳細功能關(guān)系如下：功能的變化表達式重力做功正功重力勢能削減WG＝Ep1－Ep2負功重力勢能增加彈力做功正功彈性勢能削減W彈＝Ep1－Ep2負功彈性勢能增加合力做功正功動能增加W合＝Ek2－Ek1負功動能削減其他力做功正功機械能增加W他＝E2－E1負功機械能削減注：其他力指的是重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力之外的力。[典例](2017·全國卷Ⅰ)×104×105×103m/s的速度進入大氣層，漸漸減慢至速度為100m/s時下落到地面。取地面為重力勢能零點，在飛船下落過程中，重力加速度可視為常量，大小取為9.8m/s2。(結(jié)果保存2位有效數(shù)字)(1)分別求出該飛船著地前瞬間的機械能和它進入大氣層時的機械能；(2)求飛船從離地面高度600m處至著地前瞬間的過程中克服阻力所做的功，飛船在該處的速度大小是其進入大氣層時速度大小的2.0%。[解析](1)飛船著地前瞬間的機械能為Ek0＝eq\f(1,2)mv02①式中，m和v0分別是飛船的質(zhì)量和著地前瞬間的速率。由①式和題給數(shù)據(jù)得Ek0×108J②設(shè)地面四周的重力加速度大小為g。飛船進入大氣層時的機械能為Eh＝eq\f(1,2)mvh2＋mgh③式中，vh×105m處的速度大小。由③式和題給數(shù)據(jù)得Eh×1012J。④(2)飛船在高度h′＝600m處的機械能為Eh′＝eq\f(1,2)meq\,100)vh))2＋mgh′⑤由功能關(guān)系得W＝Eh′－Ek0⑥式中，W是飛船從高度600m處至著地前瞬間的過程中克服阻力所做的功。由②⑤⑥式和題給數(shù)據(jù)得W×108J。[答案]×108×1012×108J應(yīng)用功能關(guān)系解題的關(guān)鍵應(yīng)用功能關(guān)系解題的關(guān)鍵是深刻理解不同功能關(guān)系的含義：(1)重力做功是物體重力勢能變化的緣由，重力做多少功，重力勢能就削減多少；(2)彈力做功是彈簧彈性勢能變化的緣由，彈力做多少功，彈性勢能就削減多少；(3)合力做功是物體動能變化的緣由，合力做多少功，動能就增加多少；(4)除重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力之外的其他力做功是機械能變化的緣由，其他力做多少功，機械能就增加多少。1.如下圖，輕質(zhì)彈簧下懸掛一個小球，手掌托小球使之緩慢上移，彈簧恢復(fù)原長時快速撤去手掌使小球開頭下落。不計空氣阻力，取彈簧處于原長時的彈性勢能為零。撤去手掌后，以下說法正確的選項是()A．剛撤去手掌瞬間，彈簧彈力等于小球重力B．小球速度最大時，彈簧的彈性勢能為零C．彈簧的彈性勢能最大時，小球速度為零D．小球運動到最高點時，彈簧的彈性勢能最大解析：選C彈簧恢復(fù)原長時撤去手掌瞬間，彈簧彈力為零，A錯誤；當(dāng)彈簧的彈力和小球的重力大小相等時小球的速度最大，彈簧的彈性勢能不為零，B錯誤；由功能關(guān)系知，彈簧的彈性勢能最大時，小球的速度為零，C正確，D錯誤。2．(多項選擇)一質(zhì)量為m的物體，在距地面高h處以eq\f(1,3)g的加速度由靜止豎直下落到地面，以下說法中正確的選項是()A．物體的重力勢能削減eq\f(1,3)mghB．物體的機械能削減eq\f(2,3)mghC．物體的動能增加eq\f(1,3)mghD．物體的重力做的功為mgh解析：選BCD物體從高h處落到地面的過程中，重力做的功為mgh，重力勢能削減mgh，選項A錯誤，D正確；物體的加速度為eq\f(1,3)g，故合外力為eq\f(1,3)mg，合外力做的功為eq\f(1,3)mgh，依據(jù)動能定理，物體的動能增加eq\f(1,3)mgh，選項C正確；物體的重力勢能削減mgh，動能增加eq\f(1,3)mgh，故機械能削減了eq\f(2,3)mgh，選項B正確。摩擦力做功與能量的關(guān)系[典例]如下圖，電動機帶動水平傳送帶以速度v勻速傳動，一質(zhì)量為m的小木塊由靜止輕放在傳送帶上。假設(shè)小木塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ，當(dāng)小木塊與傳送帶相對靜止時，求：(1)小木塊的位移。(2)傳送帶轉(zhuǎn)過的路程。(3)小木塊獲得的動能。(4)摩擦過程產(chǎn)生的熱量。(5)電動機帶動傳送帶勻速轉(zhuǎn)動輸出的總能量。[解析]小木塊剛放上傳送帶時，速度為0，受到傳送帶的滑動摩擦力作用，做勻加速直線運動，到達與傳送帶相同的速度后不再受摩擦力。整個過程中小木塊獲得肯定的動能，系統(tǒng)內(nèi)因摩擦產(chǎn)生肯定的熱量。(1)對小木塊，相對滑動時，由μmg＝ma，得a＝μg，由v＝at，得小木塊與傳送帶相對靜止時所用的時間t＝eq\f(v,μg)，那么小木塊的位移l＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(v2,2μg)。(2)傳送帶始終勻速運動，轉(zhuǎn)過的路程s＝vt＝eq\f(v2,μg)。(3)小木塊獲得的動能Ek＝eq\f(1,2)mv2。(4)摩擦過程產(chǎn)生的熱量Q＝μmg(s－l)＝eq\f(1,2)mv2。(5)由能的轉(zhuǎn)化與守恒得，電動機輸出的總能量轉(zhuǎn)化為小木塊的動能與摩擦產(chǎn)生的熱量，所以E總＝Ek＋Q＝mv2。[答案](1)eq\f(v2,2μg)(2)eq\f(v2,μg)(3)eq\f(1,2)mv2(4)eq\f(1,2)mv2(5)mv21．摩擦力做功特點(1)無論是靜摩擦力還是滑動摩擦力，它們都可以做負功或做正功，也可以不做功。(2)互為作用力和反作用力的一對靜摩擦力所做的總功為零；而互為作用力和反作用力的一對滑動摩擦力所做的總功肯定為負值。2．因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能的計算Q＝Ff·x相，其中Ff指滑動摩擦力的大小，x相指發(fā)生摩擦的物體間的相對位移的大小。1．(多項選擇)如下圖，在光滑水平面上放一輛小車，小車的左端放一只箱子，在水平恒力F作用下，將箱子從小車右端拉出，假如第一次小車被固定于地面，其次次小車不固定，小車在摩擦力作用下可沿水平面運動，在這兩種狀況下()A．摩擦力大小不相等B．F所做的功不相等C．摩擦產(chǎn)生的熱量相等D．箱子增加的動能相等解析：選BC小車固定時，箱子的位移等于小車的長度，設(shè)為L；小車不固定時，小車相對地面的位移設(shè)為x，那么箱子的位移為x＋L。兩種狀況下，滑動摩擦力Ff都等于μmg，F(xiàn)做的功分別為W1＝FL，W2＝F(x＋L)；摩擦產(chǎn)生的熱量Q都等于FfL；箱子增加的動能分別為ΔEk1＝(F－Ff)L，ΔEk2＝(F－Ff)×(x＋L)。應(yīng)選項B、C正確。2．足夠長的傳送帶以速度v勻速傳動，一質(zhì)量為m的小物體A由靜止輕放于傳送帶上，假設(shè)小物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ，如下圖，當(dāng)物體與傳送帶相對靜止時，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的能量為()A．mv2 B．2mv2C.eq\f(1,4)mv2 D.eq\f(1,2)mv2解析：選D物體A被放于傳送帶上即做勻加速直線運動，加速度a＝eq\f(μmg,m)＝μg，勻加速過程前進的距離x1＝eq\f(v2,2a)＝eq\f(v2,2μg)。該時間內(nèi)傳送帶前進的距離x2＝vt＝v·eq\f(v,μg)＝eq\f(v2,μg)。所以物體相對傳送帶滑動距離Δx＝x2－x1＝eq\f(v2,2μg)。故產(chǎn)生的內(nèi)能Q＝μmg·Δx＝μmg·eq\f(v2,2μg)＝eq\f(1,2)mv2，D正確。3．如下圖，在光滑水平地面上放置質(zhì)量M＝2kg的長木板，木板上外表與固定的光滑弧面相切。一質(zhì)量m＝1kg的小滑塊自弧面上高h處由靜止自由滑下，在木板上滑行t＝1s后，滑塊和木塊以共同速度v＝1m/s勻速運動，g取10m/s2。求：(1)滑塊與木塊間的摩擦力大小Ff；(2)滑塊下滑的高度h；(3)滑塊與木板相對滑動過程中產(chǎn)生的熱量Q。解析：(1)對木板：Ff＝Ma1由運動學(xué)公式，有v＝a1t，解得Ff＝2N。(2)對滑塊：－Ff＝ma2設(shè)滑塊滑上木板時的速度是v0，那么v－v0＝a2t，v0＝3m/s。由機械能守恒定律有mgh＝eq\f(1,2)mv02，h＝eq\f(v02,2g)＝eq\f(32,2×10)m＝0.45m。(3)依據(jù)功能關(guān)系有：Q＝eq\f(1,2)mv02－eq\f(1,2)(M＋m)v2＝eq\f(1,2)×1×32J－eq\f(1,2)×(1＋2)×12J＝3J答案：(1)2N(2)0.45m(3)3J1．一個物體沿粗糙斜面勻速滑下，那么以下說法中正確的選項是()A．物體機械能不變，內(nèi)能不變B．物體機械能削減，內(nèi)能不變C．物體機械能削減，內(nèi)能增加，機械能與內(nèi)能總量削減D．物體機械能削減，內(nèi)能增加，機械能與內(nèi)能總量不變解析：選D物體沿粗糙斜面勻速滑下，由于摩擦，內(nèi)能增加，機械能削減，由能量守恒可知，機械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，但機械能和內(nèi)能的總量不變。故A、B、C錯誤，D正確。2．快艇在運動中受到的阻力與速度平方成正比(即Ff＝kv2)，假設(shè)油箱中有20L燃油，當(dāng)快艇以10m/s勻速行駛時，還能行駛40km，假設(shè)快艇發(fā)動機的效率保持不變，那么快艇以20m/s勻速行駛時，還能行駛()A．80kmB．40kmC．10kmD．5km解析：選C發(fā)動機效率不變，那么在燃油的量相同時，能做的有用功相同，有k×102×40＝k×202·x，解得x＝10km，C正確。3．一質(zhì)量勻稱、不行伸長的繩索，重為G，A、B兩端固定在天花板上，現(xiàn)在最低點C處施加一豎直向下的力，將最低點緩慢拉至D點，在此過程中，繩的重心位置()A．漸漸上升 B．漸漸降低C．先降低后上升 D．始終不變解析：選A外力對繩索做正功，繩索的機械能增加，由于繩索的動能不變，增加的必是重力勢能，重力勢能增加是重心上升的結(jié)果，故A正確。4.(多項選擇)在最近幾年的空調(diào)市場上消失一個新寵——變頻空調(diào)，據(jù)專家介紹變頻空調(diào)比定頻的要節(jié)能，由于定頻空調(diào)開機時就等同于汽車啟動時，很耗能，是正常運行的5～7倍?？照{(diào)在工作時到達設(shè)定溫度就停機，等溫度高了再連續(xù)啟動。這樣的頻繁啟動，耗電多，而變頻空調(diào)啟動時有一個由低到高的過程，而運行過程是自動變速來保持室內(nèi)溫度，從開機到關(guān)機中間不停機。而是到達設(shè)定溫度后就降到最小功率運行，所以比擬省電。閱讀上述介紹后，探究以下說法中合理的是()A．變頻空調(diào)整能，運行中不遵守能量守恒定律B．變頻空調(diào)運行中做功少，轉(zhuǎn)化能量多C．變頻空調(diào)在同樣工作條件下運行效率高，省電D．變頻空調(diào)與定頻空調(diào)做同樣功時，消耗同樣電能解析：選CD自然界的一切過程都遵守能量守恒定律，A錯。功是能量轉(zhuǎn)化的量度，做同樣功，消耗同樣電能，B錯、D對。由變頻空調(diào)的工作特點可知省電的原理是效率高，C對。5.(多項選擇)如下圖是流星在夜空中發(fā)出光明的光焰。此時會有人在內(nèi)心里許下一個美妙的愿望。有些流星是外太空物體被地球強大引力吸引墜落到地面的過程中同空氣發(fā)生猛烈摩擦造成的。以下相關(guān)說法正確的選項是()A．流星同空氣摩擦?xí)r局部機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B．引力對流星做正功那么其動能增加，機械能守恒C．當(dāng)流星的速度方向與空氣阻力和重力的合力不在同始終線上時，流星做曲線運動D．流星物體進入大氣層后做斜拋運動解析：選AC流星同空氣摩擦?xí)r局部機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，A正確；引力對流星做正功，除了重力之外還有其他力做功，機械能不守恒，B錯誤；當(dāng)流星的速度方向與空氣阻力和重力的合力不在同始終線上時，流星做曲線運動，C正確，D錯誤。6．(多項選擇)懸崖跳水是一項極具挑戰(zhàn)性的極限運動，需要運發(fā)動具有非凡的膽識和過硬的技術(shù)。跳水運發(fā)動進入水中后受到水的阻力而做減速運動，設(shè)質(zhì)量為m的運發(fā)動剛?cè)胨畷r的速度為v，水對他的阻力大小恒為F，那么在他減速下降深度為h的過程中，以下說法正確的選項是(g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?()A．他的動能削減了(F－mg)hB．他的重力勢能削減了mgh－eq\f(1,2)mv2C．他的機械能削減了FhD．他的機械能削減了mgh解析：選AC在進入水中的過程中，由動能定理，mgh－Fh＝E′k－Ek，所以動能的削減量為Ek－E′k＝(F－mg)h，故A正確；重力勢能的削減量等于重力所做的功，即mgh，故B錯誤；克服阻力所做的功等于機械能的削減量，即等于Fh，故C正確，D錯誤?！?08m2，平均潮差為3.0m，一天漲落潮兩次，發(fā)電機的平均能量轉(zhuǎn)化效率為10%，那么一天內(nèi)發(fā)電的平均功率約為(ρ海水×103kg/m3，g取10m/s2)()×104×104kW×105×105kW解析：選B放水發(fā)電時，海水的重力勢能削減，其中10%轉(zhuǎn)化為電能。一天內(nèi)供應(yīng)的重力勢能為Ep＝2mgh＝2ρVgh＝2××103××108××10××1013J，那么一天內(nèi)發(fā)電的平均功率為P＝eq\f(Ep×10%,24×3600s)≈×104kW。應(yīng)選項B正確。8．(多項選擇)一顆子彈以某一水平速度擊中了靜止在光滑水平面上的木塊，并從中穿出。對于這一過程，以下說法正確的選項是()A．子彈削減的機械能等于木塊增加的機械能B．子彈和木塊組成的系統(tǒng)機械能的損失量等于系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量C．子彈削減的機械能等于木塊增加的動能與木塊增加的內(nèi)能之和D．子彈削減的動能等于木塊增加的動能與子彈和木塊增加的內(nèi)能之和解析：選BD子彈射穿木塊的過程中，由于相互間摩擦力的作用使得子彈的動能削減，木塊獲得動能，同時產(chǎn)生熱量，且系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量在數(shù)值上等于系統(tǒng)機械能的損失。A選項沒考慮系統(tǒng)增加的內(nèi)能，C選項應(yīng)考慮的是系統(tǒng)(子彈、木塊)內(nèi)能的增加，C錯。9．(多項選擇)在離水平地面h高處將一質(zhì)量為m的小球水平拋出，在空中運動的過程中所受空氣阻力大小恒為f，落地時小球距拋出點的水平距離為x，速率為v，那么，在小球運動的過程中()A．重力做功為mghB．克服空氣阻力做的功為f·eq\r(h2＋x2)C．落地時，重力的瞬時功率為mgvD．重力勢能和機械能都漸漸削減解析：選AD重力做功為WG＝mgh，A正確?？諝庾枇ψ龉εc經(jīng)過的路程有關(guān)，而小球經(jīng)過的路程大于eq\r(h2＋x2)，故克服空氣阻力做的功大于f·eq\r(h2＋x2)，B錯誤。落地時，重力的瞬時功率為重力與沿重力方向的分速度的乘積，故落地時重力的瞬時功率小于mgv，C錯誤。重力做正功，重力勢能削減，空氣阻力做負功，機械能削減，D正確。10.如下圖，質(zhì)量為m的滑塊以肯定初速度滑上傾角為θ的固定斜面，同時施加一沿斜面對上的恒力F＝mgsinθ；滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝tanθ，取動身點為參考點，能正確描述滑塊運動到最高點過程中產(chǎn)生的熱量Q、滑塊動能Ek、勢能Fp、機械能E隨時間t和位移x關(guān)系的是()解析：選C依據(jù)滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝tanθ可知，滑動摩擦力等于重力沿斜面對下的分力。施加一沿斜面對上的恒力F＝mgsinθ，物體機械能保持不變，重力勢能隨位移x勻稱增大，選項C正確，D錯誤。產(chǎn)生的熱量Q＝Ffx，隨位移勻稱增大，滑塊動能Ek隨位移x勻稱減小，選項A、B錯誤。11.如下圖，繃緊的傳送帶與