14.3 能量的转化和守恒
《秦边纪略》中记载:清朝初年时西宁及周边地区只要有小河处,便可以见到“水磨”的身影。为了控制水量大小,人们在建有“水磨”的河道边开渠引水,使水形成落差,然后在渠的下方跨渠建成磨坊。“水磨”以渠水为动力带动木轮引擎运转,通过简单的装置利用水能帮助人们进行生产活动,是能量转化的典型实例。
【基础堂清】
1.能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式 为其他形式,或者从一个物体 到其他物体,而在此过程中,能量的总量 。这就是能量的转化与守恒定律。
2.电动自行车骑行过程中将 能转化为 能,而在刹车过程中,因摩擦将机械能转化为地面、轮胎和空气的 能。
3.某辆行驶的小轿车,其正常工作时的能量转化情况如图所示。若输入的化学能为4000 J,输出的动能为600 J,则输出的内能和声能共计 J;输出的有用能量是动能,则小轿车正常工作时的效率为 。
4. 如图,这是小球在地面弹跳的频闪照片,下列说法中正确的是 （ ）
A.小球弹起的高度越来越小,说明在此过程中能量不守恒
B.根据能量守恒定律,在此过程中小球的机械能总量是保持不变的
C.在小球的运动中是通过做功的方式使内能增加的
D.小球和地面之间发生撞击,所以小球的热量会增加
【素养日清】
5.(中考真题)《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具——“高转筒车”(如图)。使用时下方转轮安装在河道中,流水驱动轮子转动,系在传动绳索上的竹筒将水从河里源源不断输送到上方农田中。下列说法正确的是 （ ）
A.这是一台“永动机”
B.水在输送过程中重力势能不变
C.转轮转速越快输水做功功率越大
D.上、下两个转轮可分别看作定滑轮和动滑轮
6. 如图所示的是景观照明灯,其“头顶”小风扇,“肩扛”光电池板,“腰挎”照明灯,“脚踏”蓄电池,很是威武!下列关于它的说法正确的是 （ ）
A.风吹小风扇发电时,将电能转化为机械能
B.光照光电池板发电时,将电能转化为光能
C.照明灯工作时,将光能转化为电能
D.蓄电池放电时,将化学能转化为电能
7.图甲是小明从家到学校的一条水平公路,爱动脑筋的他做了这样的设想:要是从家到学校的路上挖成一个“V”字形,如图乙所示,那么只要从家骑上自行车后,不用刹车也不用蹬脚踏板,等车停下来就可以到达学校了。请你根据所学的物理知识解释:
(1)在他设想的过程中机械能如何转化
(2)他的设想能不能实现 如果不能实现,请写出一个让这个设想实现的方法。
【参考答案】
1.转化 转移 保持不变
2.电 机械 内
3.3400 15%
解析:由图知,输入的化学能E=4000 J,输出的动能E1=600 J;输出的内能和声能E2=E-E1=4000 J-600 J=3400 J;小轿车正常工作时的效率η==×100%=15%。
4.C
5.C 解析:这一装置在工作时,存在摩擦和空气阻力,不是一台“永动机”,故A错误;水在输送过程中高度改变,所以重力势能改变,故B错误;转轮转速越快,相同时间内输水做功越多,则功率越大,故C正确;上、下两个转轮在转动时,它们的轴始终是固定不动的,不符合动滑轮的特点,里面不存在动滑轮,故D错误。
6.D
7.(1)将路挖成一个“V”字形后,自行车下坡时重力势能转化为动能,上坡时动能转化为重力势能;(2)不能实现,因为自行车运动过程中受到阻力的作用,使部分机械能转化为内能,机械能减少,所以不能到达学校;若要让设想实现,可以将起始点位置抬高,高于学校位置,这样有更多的重力势能转化为动能。
