功与能量专题【寒假一轮】

功与能量专题

一、动能定理、机械能守恒定律、能量的转化和守恒定律

主要内容

一、动能定理

1、动能定理的表达式：

或

2、动能定理的使用条件

1）、动能定理的研究对象------以地面为参考系的单个物体或多个物体

2）、动能定理的参考系-------位移和速度一般取地面为参照物

3）、动能定理使用中的外力--------可以是恒力，也可以是变力

3、如何使用动能定理

应用动能定理时，要正确地进行受力分析，分清各个力做功的情况，计算时要把各个已知功的正负号代入运算，若是未知功，则用符号W带入。

4、动能定理的优越性和局限性

（1）应用动能定理只考虑初末状态，没有条件的限制，也不受力的性质和物理过程的变化的影响，所以凡涉及力和位移，而不涉及力的作用时间的动力学问题，都可以用动能定理分析和解答，而且一般都比牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷

（2）应用动能定理，只能求出速度的大小，不能确定速度的方向，也不能直接计算运动时间，为此必须借助动量定理和其他方法。

二、机械能

1、势能：由物体间相互作用和物体间相对位置决定的能量。

重力势能：E p=mgh

①是物体与地球共有的，常说成物体具有的。

②具有相对性。大小决定E p=0位置的选择，重力势能有正、有负，其意义是相对E p=0而言。

③重力势能的变化与势能零点选择无关。重力对物做的功

W G=-ΔE p。

弹性势能：物体由于发生形变而具有的能。

2、动能：物体由于运动而具有的能量。

E k=mv2

①动能是标量，恒为正值。

②动能具有相对性，相对同一参考系。

③动能的变化ΔE k。是有外力做功的结果。

3、机械能：物体动能和势能（重力势能和弹性势能）统称为机械能。

E=E k+E p

三、机械能守恒定律

1、在只有重力（和弹簧弹力）做功的情况下，物体的动能和重力势能（及弹性势能）发生相互转化，但机械能总量保持不变。——机械能守恒定律。

表达式，E1=E2

E k1+E p1=E k2+E p

2、机械能守恒强调的是所研究系统与外界不交换能量，而系统内部动能势能的相互转化。

3、机械能守恒定律解题步骤：

（1）审题，建立物理图景

（2）确定研究对象与研究过程

（3）画出研究过程的受力图，判断机械能守恒的条件

（4）确定零势能参考面

（5）明确初末态的机械能

（6）运用机械能守恒定律列方程

（7）解方程

在应用机械能守恒定律时，特别应注意机械能守恒的条件及系统的选定。如质重为m的小球自A点自由下落后，落在竖直放置的弹簧上，如不计空气阻力，在小球自接触弹簧后至又被弹起的过程中，如以小球为研究对象，小球机械能并不守恒（机械能减少）。但如果以小球与弹簧组成的系统为研究对象，则该系统的机械能守恒。

4、机械能守恒定律律与动能定理的区别

(1)机械能守恒定律和动能定理都是从做功和能量转化的角度，来研究物体在力的作用下运动状态的改变，表达这两个规律的方程都是标量方程，这是它们的共同点．

(2)机械能守恒定律的研究对象是物体系，动能定理的研究对象是一个物体(质点)．

(3)机械能守恒定律是有条件的，就是只允许重力和弹力做功；而动能定理的成立没有条件的限制，它不但允许重力和弹力做功，还允许其他力做功．

(4)机械能守恒定律着眼于系统初、末状态的机械能的表达式，动能定理着眼于过程中合外力做的功及初、未状态的动能的变化．

四、能量守恒定律

能量既不会创造也不会消失，只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，总量守恒不变。

利用能量守恒定律解题的一般思路：三个层次

1.本过程涉及的能量

2.各能量是如何变化的

3.列“减少的能量＝增加的能量”或列“初能量等于末能量”

典型例题

1、如图所示，质量为m=1kg的木块静止在高h=1.2m的平台上，木块与平台之间的动摩擦因数μ=0.2，用水平推力F=20N，使木块产生位移s1=3m时撤去，木块又滑行s2=1m时飞出平台，求木块落地时速度的大小？

分析：取木块为研究对象，其运动分三个阶段，先匀加速前进s1，后匀减速s1，再做平抛运动，用牛顿运动定律来解，计算麻烦，而物体在各阶段受力情况明确，宜用动能定理求解，设木块落地时的速度为v，各力做功情况分别为

2、一质量为m的小球，用长为的轻绳悬挂于O点，小球在水平力F的作用下，从

平衡位置P点很缓慢地移动到Q点，如图，则力F所做的功为：

A、mg cosθ

B、F sinθ

C、mg（1-cosθ）

D、Fθ

分析：正确答案是“C”。很多同学错选A，原因是没有分析运动过程，对用W F=FScosθ来求功的适用范围搞错，恒力做功可以直接用这种方法求，但变力做功则不宜用此法。

正确的分析是：小球的运动过程是缓慢的，因而任意时刻都可看作是平衡状态，因此F的大小不断变大，F做的功时变力功，小球上升的过程中只有重力mg和F这两个力做功，由动能定理得：

W F- mg（1-cosθ）=0

得：W F = mg（1-cosθ）

小结：根据运动状态进行受力分析，判定各力做功的情况（特别是变力做功还是恒力做功）以及初末速度是本题的关键。

3、质量M的卡车，其后的拖车质量m，在平直的公路上匀速行驶，某时刻拖车脱钩而机车的牵引力没变，从拖车脱钩到驾驶员发现，前面的卡车前进了，司机发现后立即关闭发动机，已知路面对卡车和拖车的动摩擦因数相同，那么到两部分车都停下来时，它们之间的距离为多少？

分析：此题用动能定理解比用运动学、牛顿第二定律求解简单，先画出草图如图，标明各部分运动的位移：

对车头，脱钩后的全过程：

小结：用动能定理解题可不涉及机车脱钩前后运动情况变化的具体细节，只须分清全过程始末状态的动能，并注意全过程中各阶段有几个力做功，进而求出全程总功，即可列出方程求解。（本题还可以从能量守恒角度考虑，机车脱钩后牵引力做的功必等于机车多走的路程中阻力做的功，请同学们自行列式解答并与例题解答比较）

4、荡秋千是一种常见的娱乐休闲活动，也是我国民族运动会上的一个比赛项目．若秋千绳的长度是2.0m，

荡到最高点时秋千绳与竖直方向成600角，求荡到最低点时秋千的速度．(忽略空气阻力和摩擦)

分析：由于人和秋千板组成的系统所受的作用力是变力，难以直接用牛顿第二定律和运动学公式来求解．

在运动过程中，系统受到重力mg和绳的拉力T两个力的作用，绳的拉力始终垂直于秋千的运动方向，它不做功．秋千在摆动过程中，只有重力做功。所以可以用机械能守恒定律来求解．

选择秋千在最低位置时所处的水平面为零势能参考平面，秋千荡到最高点A时为初状态；初动能为零，而此时的重力势能为；

在最低点B处为末状态，末动能，此时的重力势能，

根据机械能守恒定律：

5、在斜面上距水平面高为R处有一辆小车以速度v0冲下斜面进入半径为R的竖直放置的光滑圆轨道，如图所示。要使小车能够通过圆轨道的最高点，在不计各种阻力的情况下，v0至少要多大?

解析：设小球的质量为m，通过最高点时的速度为v，它在最高点的受力情况如图所示。要使小车能够通过圆

轨道的最高点，它在最高点受到的向心力至少应等于其重力，即，所以，通过最高点的初速度v至少应

等于。

在小球运动至最高点的全过程中，根据动能定理，有-mgR=

计算可得v0=

6、如图所示，跨过轻质定滑轮的轻绳两端各系一个物体，B物体的质量是A物体质量的一半．在不计摩擦阻力的情况下，A物体自H高处由静止开始下落，且B物体始终在水平平台上．若以地面为参考平面，当物体A的动能与其重力势能相等时，物体A距离地面的高度是多少？

分析：设A物体的质量为m，那么B物体的质量为m/2．在A物体由静止开始下落，B向右运动的过程中，A、B组成的系统机械能守恒．设A离地面高为h时，A的动能与其重力势能相等，此时A、B的速度大小相等，都设为v，此时对A有：

上述过程对AB组成的系统有：

联立以上两式：

答案：2/5H

第二部分用能量的观点分析问题

【高考动向】本专题主要讨论利用功能的关系和能量守恒定律分析问题的方法。功能的关系和能量守恒定律是自然界中适用范围非常广泛的物理规律，是高中物理的主干和重点知识，从能量角度分析处理物理问题是高中物理中处理物理问题的重要方法，也是历年高考热点。功和能量的转换关系不仅为解决力学问题开辟了一条重要途径，能量的观点、寻找守恒量的方法同时也是分析、解决电学、热学问题的重要方法。历年高考试卷中的综合问题均与功、

能知识有关，并且还往往综合牛顿运动定律、圆周运动以及电场、磁场、电磁感应等知识点，这类问题过程多样复杂，信息容量大，综合程度高，难度大。

动能定理和机械能守恒定律是本专题知识的重点。在对本专题知识的复习中，应在物理过程和物理情景分析的基础上，分析清楚物体的受力情况和做功情况，恰当地选取研究对象和研究过程，准确地选用适用规律。

知识升华

知识点一、汽车的两种启动过程

1、汽车以恒定功率启动过程

汽车保持功率不变，它运动中的各个量（牵引力、加速度、速度）的变化情况可用下面动态过程的简单方框图表示：

所以汽车达到最大速度时，a=0，此时，

汽车以恒定功率启动过程的v-t图像如图所示：

2、汽车从静止开始匀加速启动过程

汽车以恒定加速度启动后的各个量（牵引功率、牵引力、加速度、速度）的变化如下方框图所示：

图二所以v在达到最大值之前已经历了两个过程：匀加速运动和加速度逐渐减小的变加速运动。汽车以恒定功率启动过程的v-t图像如图二所示：

知识点二、功能关系的总结

做功的过程就是能量转化的过程，功是能量转化的量度，功和能的关系有以下几种具体体现：

1．动能定理

外力对物体做功的代数和等于物体动能增量，数学表达式为：W F=mv22-mv12

(1)动能定理中“外力”指作用在物体上包含重力在内的所有外力，如弹力、摩擦力、电场力、磁场力、万有引力。

(2)用动能定理求变力做的功：在某些问题中由于力F大小的变化或方向变化，所以不能直接由W＝Fscos

求出变力F做功的值，此时可由其做功的结果——动能的变化来求变力F所做的功。

(3)在用动能定理解题时，如果物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的分过程(如加速、减速的过程)，此时，可以分段考虑，也可对全程考虑，如能对整个过程列式则可能使问题简化。在把各个力的功代入公式：W1

＋W2＋…＋W n＝mv末2－mv初2时，要把它们的数值连同符号代入，解题时要分清各过程中各个力做功的情况。

2．重力做功与重力势能改变的关系

（1）重力做功特点：重力做功与路径无关，只与始末位置高度差有关。

（2）重力做功大小：W G=mgh，h为始末位置高度差，若物体从高处下落，重力做正功，反之，物体克服重力做功。

（3）重力做功不引起物体机械能变化。

3．重力以外的力对物体做功与其机械能变化的关系

根据机械能守恒定律，当重力以外的力不做功，物体（或系统）的机械能守恒。显然，当重力以外的力做功不为零时，物体（或系统）的机械能要发生改变。重力以外的力做正功，物体（或系统）的机械能增加，重力以外的力做负功，物体（或系统）的机械能减少，且重力以外的力做多少功，物体（或系统）的机械能就改变多少。即重力以外的力做功的过程，就是机械能和其他形式的能相互转化的过程，在这一过程中，重力以外的力做的功是机械能改变的量度，即W G外=E2-E1。

4．作用于系统的滑动摩擦力和系统内物体间相对滑动的位移的乘积，在数值上等于系统内能的增量．即“摩擦生热”：Q＝F滑·s相对，所以，F滑·s相对量度了机械能转化为内能的多少。可见，静摩擦力即使对物体做功，由于相对位移为零而没有内能产生。

知识点三、机械能守恒定律

在只有重力做功的情形下，物体的动能和重力势能发生相互转化，机械能的总量不变，这就是机械能守恒定律。

E K1＋E P1= E K2＋E P2

或ΔE K＋ΔE P=0

典型例题透析

1.质量为500 t的机车以恒定的功率由静止出发，经5 min行驶

2.25 km，速度达到最大值54 km/h，设阻力恒定且取g=10 m/s2。问：

（1）机车的功率P多大？

（2）机车的速度为36 km/h时机车的加速度a多大？

解析：（1）以机车为研究对象，机车从静止出发至达速度最大值过程，根据W=ΔE k，有

P·t－F f·s=mv m2①

当机车达到最大速度时，F=F f，所以

P=F·v m=F f·v m②

联立①②两式有P==3.75×105 W。

（2）由F f=可求出机车受到的阻力F f==2.5×104 N

当机车速度v=36 km/h时机车的牵引力F==N=3.75×104 N

根据F合=ma可得机车v=36 km/h时的加速度

a==m/s2=2.5×10－2m/s2。

举一反三

【变式】汽车在平直的公路上由静止启动，开始做直线运动，图中曲线1表示汽车运动的速度和时间的关系，折线2表示汽车的功率和时间的关系。设汽车在运动过程中阻力不变，在16s末汽车的速度恰好达到最大。

（1）定性描述汽车的运动状态；（2）汽车受到的阻力和最大牵引力；

（3）汽车的质量；（4）汽车从静止到匀速运动的总位移。

解析：（1）从速度时间（v－t）图象可以看出，汽车开始做初速为零的匀加速直线运动，6s以后做加速度逐渐减小的变加速直线运动，16s以后做匀速直线运动。汽车匀加速运动的最大速度是v1＝8m/s，而最终做匀速运动的最大速度是v m＝12m/s。

（2）从图线2中看出汽车在0－6s内做匀加速运动，牵引力的功率随速度的增大而增大，到6s时达最大功率。求汽车所受的阻力可根据汽车的最大功率和汽车匀速运动时的速度得出：

P＝Fv，P m＝Fv＝f v m，得：f＝P m/v m＝7×103/12＝583.3N

汽车匀加速运动时所需牵引力最大，变加速运动过程牵引力逐渐减小，匀速运动后牵引力又保持不变。

求解汽车的最大牵引力，可根据6s这一特殊时刻（汽车功率恰好达最大P m时，匀加速运动也达最大速度v1），利用图中所标的数据来求。

F＝P m/ v1＝7×103/8＝875N

（3）在匀加速运动过程中，由图线1的斜率可求的加速度：

a＝4/3 m/s2

再由牛顿第二定律可得：F－f＝ma

代入数据可解得：m＝(F-f )/a＝218.8kg

（4）匀加速运动过程中汽车的位移

（也可利用图线下的面积求位移）变加速运动过程的时间为，对汽车用动能定理：

代入数据可以解得则题中所要求的位移

2.长为L的细绳一端固定于O点，如图所示，另一端拴一质量为m的小球，把线拉至最高点A水平抛出，求：

当v0为下列值时，小球运动到最低点C时线中的张力大小：（1）v0=2（2）

解析：（1）由于v0=2大于做圆周运动最高点的最小速度，故小球做圆周运动。

由机械能守恒得：；又T-mg=m；故T=9mg （2）由于小于做圆周运动最高点的最小速度，故小球开始做平抛运动。设小球运动到B点时

绳张紧，此时悬线与水平方向夹角为，

由平抛运动规律有：Lcos=v0t L(1-sin)=gt2

得=0°，说明B与O在同一水平线上。

此时v Bx=, v By=。

接着，由于绳子瞬时张紧，产生瞬时冲量，使小球水平冲量变为零，机械能损失。然后小球以的速度从召开始做圆周运动到C点，

机械能守恒有：,

在最低点有：T-mg=,

故小球在最低点C时绳的拉力T=5mg

举一反三

【变式】如图所示，长为0.4m的细线一端拴一小球，另一端固定在O点。在O 点正下方距O点0.3m处有一细杆P，使小球从图示位置释放运动到最低点A后，绕P做圆周运动。当小球绕P 运动到最高点时，如果只有重力提供向心力，那么小球的速度最小。不计一切摩擦，取g＝10m/s2。求：（1）小球绕P运动到最高点时的最小速度

（2）为使小球能绕P做圆周运动，从图示位置由静止释放时距最低点A的最小高度H是多少？

解析：

(1)

(2)所以H= 0.25m

3.轻绳一端挂一质量为M的物体，另一端系在质量为m的圆环上，圆环套在竖直固定的细杆上，定滑轮

与细杆相距0.3m，如图所示，将环拉至与定滑轮在同一水平高度上，再将环由静止释放，圆环沿杆向下滑动的最大位移为0.4m，若不计一切摩擦阻力，求：

?物体与圆环的质量之比；

?圆环下落0.3m时的速度大小。（g取10m/s2）

解析：?系统机械能守恒

圆环下滑最低点时，圆环、物体速度都为零

mgh=MgH

h=0.4m

H=－0.3=0.2 m

M ：m=2 ：1

?系统机械能守恒

++ MgH1=mgh1

h1=0.3m

H1=－0.3=0.3（－1）m

V=v

v=m/s=0.72 m/s

举一反三

【变式】如图所示，光滑的直角细杆AOB固定在竖直平面内，OA杆水平，OB杆竖直。有两个质量相等均为0.3 kg的小球a与b分别穿在OA、OB杆上，两球用一轻绳连接，轻绳长L＝25 cm。两球在水平拉力F作用下目前处于静止状态，绳与OB杆的夹角θ＝53°，求：

（1）此时细绳对小球b的拉力大小，水平拉力F的大小；

（2）现突然撤去拉力F，两球从静止开始运动，设OB杆足够长，运动过程中细绳始终绷紧，则当θ＝37°时，小球b的速度大小。

（g取10m/s2,sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6）

解析：

（1）T＝G/cos53°＝5N

拉力F等于OB杆对b球的弹力，F＝Gtan53°＝4N

（2）mg（L cos37°－L cos53°）＝mv b2＋mv a2

v b cos37°＝v a sin37°

解得：v b＝0.6m/s

4.如图所示，用半径为0.4m的电动滚轮在长薄铁板上表面压轧一道浅槽。薄铁板的长为2.8m、质量为10kg。已知滚轮与铁板、铁板与工作台面间的动摩擦因数分别为0.3和0.1。铁板从一端放入工作台的砂轮下，工作时砂轮对铁板产生恒定的竖直向下的压力为100N，在砂轮的摩擦作用下铁板由静止向前运动并被压轧出一浅槽。已知滚轮转动的角速度恒为5rad/s，g取10m/s2。

?通过分析计算，说明铁板将如何运动？

?加工一块铁板需要多少时间？

?加工一块铁板电动机要消耗多少电能？（不考虑电动机自身的能耗）

解析：?开始砂轮给铁板向前的滑动摩擦力F1=μ1F N=0.3×100N=30N

工作台给铁板的摩擦阻力F2=μ2F N=0.1×(100+10×10)N=20N

铁板先向右做匀加速运动：a=m/s2=1m/s2

加速过程铁板达到的最大速度v m=ωR=5×0.4m/s=2m/s

这一过程铁板的位移s1=m=2m<2.8m，

此后砂轮给铁板的摩擦力将变为静摩擦力，F1′=F2，铁板将做匀速运动。

即整个过程中铁板将先做加速度a=1m/s2匀加速运动，然后做v m=2m/s的匀速运动

?在加速运动过程中，由v m=at1得t1=s

匀速运动过程的位移为s2=L-s1=2.8m-2m =0.8m

由s2=v m t2，得t2=0.4s

所以加工一块铁板所用的时间为T=t1+t2=2s+0.4s=2.4 s

?

解法一：E=ΔE K+Q1+Q2=mv m2+F1s相对+F2L=(×10×22+30×2+20×2.8)J=136J

解法二：E=f1s作用点+f1′s2= F12s1+F2s2=(30×2×2+20×0.8)=136J

举一反三

【变式】如图所示是建筑工地常用的一种“深穴打夯机”。工作时，电动机带动两个紧压夯杆的滚轮匀速运转，将夯杆从深为的坑中提上来。当两个滚轮彼此分开时，夯杆被释放，最后夯在自身重力作用下，落回深坑，夯实坑底。然后，两个滚轮再次压紧，夯杆再次被提上来，如此周而复始工作。已知两个滚轮边缘线速度恒为，每个滚轮对夯杆的正压力为，滚轮与夯杆间的动摩擦因数为0.3，夯杆质量为，坑深

为6.4m。假定在打夯的过程中坑的深度变化不大，且夯杆底端升到坑口时，速度正好为零。取。求：

（1）夯杆上升过程中被滚轮释放时的速度为多大？此时夯杆底端离夯底多高？

（2）每个打夯周期中，电动机对夯杆所做的功；

（3）打夯周期。

解析：

（1）；

当夯杆与滚轮相对静止时：

当夯杆以的初速度竖直上抛，上升高度为：

则当夯杆加速向上运动速度到达后，夯杆匀速上升，匀速上升高度为：

因此，夯杆先匀加速上升，后匀速上升，再竖直上抛。

故夯杆上升过程中被滚轮释放时的速度为４m/s；

此时夯杆底端离夯底。

（2）

（3）夯杆上抛运动的时间为：；

夯杆匀速上升的时间为：；

夯杆自由落体的时间为：

故打夯周期为：

测试题目

一、选择题

1．一物体静止在升降机的地板上，在升降机加速上升的过程中，地板对物体的支持力所做的功等于：（）A．物体势能的增加量

B．物体动能的增加量

C．物体动能的增加量加上物体势能的增加量

D．物体动能的增加量加上物体克服重力所做的功

2．一质量为m的带电小球，在存在匀强电场的空间以某—水平速度抛出，小球运动时的加速度为g，加速度方向竖直向下，对于小球在竖直方向下降H高度过程中，下列说法中错误的是：（）

A．小球的重力势能减少了mgH B．小球的动能增加了mgH

C．小球的电势能增加了mgH D．小球的机械能减少了mgH

3．一个带负电的小球从空中的a点运动至b点的过程中，受重力、空气阻力和电场力作用，重力对小球做功3.5J，小球克服空气阻力做功0.5J，电场力对小球做功1J，则下列说法中正确的是：（）

A．小球在a点的重力势能比在b点大3.5J

B．小球在a点的机械能比在b点大0.5J

C．小球在a点的电势能比在b点少1J

D．小球在a点的动能比在b点少4J

4．如图所示，分别用两个恒力F1和F2先后两次将质量为m的物体由静止开始沿着同一个粗糙的固定斜面从底端推到顶端，第一次力F1的方向沿斜面向上，第二次力F2的方向沿水平向右，两次所用的时间相同，在这两个过程中：（）

A．物体的加速度相同

B．F1和F2大小相同

C．物体的机械能变化相同

D．F1和F2所做的功相同

5．将一个物体以初动能E0竖直向上抛出，落回地面时物体的动能为。设空气阻力恒定，如果将它以初动能4E0竖直上抛，则它在上升到最高点的过程中，重力势能变化了：（）

A．3E0B．2E0C．1.5E0D．E0

6．滑块以速率v1靠惯性沿固定的斜面由底端向上做匀变速运动，当它回到出发点时速率变为v2，且v2＜v1，若滑块向上运动的位移中点为A，取斜面底端重力势能为零，则：（）

A．上升过程机械能的减小量等于下降过程机械能的减小量

B．上升过程中动能和重力势能相等的位置在A点上方

C．上升过程合力的平均功率等于下降过程合力的平均功率

D．上升过程重力做的功小于摩擦力做的功，下降过程重力做的功大于摩擦力做的功

7．光滑水平面上静置一质量为M的木块，一质量为m的子弹以水平速度v1射入木块，以速度v2穿出，木块速度变为v，在这个过程中，下列说法中正确的是：（）

A．子弹对木块做的功为Mv2/2

B．子弹对木块做的功等于子弹克服阻力做的功

C．子弹对木块做的功等于木块获得的动能与子弹跟木块间摩擦生热的内能之和

D．子弹损失的动能等于木块获得的动能与子弹跟木块间摩擦生热的内能之和

8．如图所示，固定的光滑竖直杆上套着一个滑块，用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑轮，以大小恒定的拉力F拉绳，使滑块从A点起由静止开始上升。若从A点上升至B点和从B点上升至C点的过程中拉力F做的功分别为W1、W2，滑块经B、C两点时的动能分别为E KB、E Kc，图中AB=BC，则一定有：（）A．W l>W2

B．W1

C．E KB>E KC

D．E KB

9．如图所示，用竖直向下的恒力F通过跨过光滑定滑轮的细绳拉动光滑水平面上的物体，物体沿水平面移动

过程中经过A、B、C三点，设AB=BC，物体经过A、B、C三点时的动能分别为，则它们

间的关系应是：（）

A．

B．

C．

D．

10．如图甲为起重机沿竖直方向提起重物的过程中重物运动的v—t图象，则该过程中起重机的输出功率p一t图象最接近图乙中的：（）

11．一汽车在平直路面上以一定功率（小于额定功率）匀速行驶，速度为v0，从t =0 时刻开始，将汽车发动机的输出功率调整为某个值并保持不变，设汽车行驶过程所受阻力恒定不变，关于汽车从t =0 时刻开始的v 一t 图象，图中可能正确的是：（）

12．如图所示，一只小球在固定的竖直平面内的圆环内侧连续做圆周运动，当它第4次经过最低点时速率为7m／s，第5次经过最低点时速率为5m／s，那么当它第6次经过最低点时速率应该为(在所研究的过程中小球始终没有脱离圆周轨道) ：（）

A．一定是3m／s

B．一定是1m／s

C．一定大于1m／s

D．一定小于1m／s

13．摄制组在某大楼旁边拍摄武打片，要求特技演员从地面飞到屋顶，如图所示。导演在某房顶离地H=12m

处架设了轮轴，轮和轴的直径之比为3：2（人和车均视为质点，且轮轴直径远小于H ），若轨道车从A处以v=10m/s的速度匀速运动到B处，绳BO与水平方向的夹角为53°。由于绕在轮上细钢丝的拉动，使质量为m=50kg的特技演员从地面由静止开始向上运动。在车从A运动到B 的过程中（g 取10 m/s2，sin53°＝0.8 ,cos53°＝0.6）：（）

A．演员上升高度为3m

B．演员最大速度为9m/s

C．演员机械能增量为2400J

D．钢丝对演员做功为4275J

14．在空中某一位置，以大小v0的速度水平抛出一质量为m的物体，经时间t物体下落一段距离后

，其速度大小仍为v0，但方向与初速度相反，如图所示，则下列说法中正确的是：（）A．风力对物体做功为零

B．风力对物体做负功

C．物体机械能减少mg2t2／2

D．风力大小为2mv0/t

二、计算题

15．某司机为估算他的汽车上所载货物的质量，采用了如下方法：已知汽车本身的质量为m0，当汽车空载时，让汽车在平直公路上以额定功率行驶，从速度表上读出汽车达到的最大速度为v0。当汽车载重时，仍让汽车在平直公路上以额定功率行驶，从速度表上读出汽车达到的最大速度为v m。设汽车行驶时的阻力与总重力成正比，根据以上提供的已知量，该司机能测出所载货物的质量吗？若能就求出，若不能就说明理由。

16．下表是一辆电动自行车的部分技术指标，其中额定车速是指电动车满载情况下在平直道路上以额定功率匀速行驶的速度。

额定车车质载重电源电源输出充电额定输出电动机额定工作电

全国高考化学试题化学反应与能量专题汇编含答案与解析

2017年全国高考化学试题化学反应与能量专题汇编 Ⅰ—化学反应与能量变化 1．（2017?天津-3）下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是 A．硅太阳能电池工作时，光能转化成电能 B．锂离子电池放电时，化学能转化成电能 C．电解质溶液导电时，电能转化成化学能 D．葡萄糖为人类生命活动提供能量时，化学能转化成热能 【答案】A 【解析】发生的反应中存在元素的化合价变化，则为氧化还原反应，以此来解答。 A．光能转化为电能，不发生化学变化，与氧化还原反应无关，故A选； B．发生原电池反应，本质为氧化还原反应，故B不选； C．发生电解反应，为氧化还原反应，故C不选； D．发生氧化反应，故D不选． 【考点】氧化还原反应；反应热和焓变；原电池与电解池； 【专题】氧化还原反应专题；化学反应中的能量变化 【点评】本题考查氧化还原反应，为高频考点，把握发生的反应及反应本质为解答关键，注意能量变化的形式，题目难度不大。 2．（2017?江苏-8）通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是 ①C(s) +H2O(g)═CO(g)+H2(g) △H1=a kJ?mol﹣1 ②CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g) △H2=b kJ?mol﹣1 ③CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g) △H3=c kJ?mol﹣1 ④2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g) △H4=d kJ?mol﹣1 A．反应①、②为反应③提供原料气 B．反应③也是CO2资源化利用的方法之一 C．反应CH3OH(g)═0.5CH3OCH3(g)+0.5H2O(l)的△H=d/2kJ?mol﹣1 D．反应2CO(g)+4H2(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)的△H=(2b+2c+d ) kJ?mol﹣1 【答案】C 【解析】A．反应③中的反应物为CO2、H2，由反应可知，反应①、②为反应③提供原料气，故A正确；B．反应③中的反应物为CO2，转化为甲醇，则反应③也是CO2资源化利用的方法之一，故B正确； C．由反应④可知，物质的量与热量成正比，且气态水的能量比液态水的能量高，则反应CH3OH(g)═0.5CH3OCH3(g)+0.5H2O(l)的△H≠d/2kJ?mol﹣1，故C错误； D．由盖斯定律可知，②×2+③×2+④得到2CO(g)+4H2(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)，则△H=(2b+2c+d) kJ?mol﹣1，故D正确； 【考点】盖斯定律及其应用；反应热和焓变； 【专题】化学反应中的能量变化 【点评】本题考查反应热与焓变，为高频考点，把握反应的特点、反应中能量变化、盖斯定律应用为解答的关键，侧重分析能力和应用能力的考查，题目难度中等。 3．（2017?江苏-12）下列说法正确的是 A.反应N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)的△H＜0，△S＞0 B.地下钢铁管道用导线连接锌块可以减缓管道的腐蚀 C.常温下，K sp[Mg(OH)2]=5.6×10﹣12，pH=10的含Mg2+溶液中，c(Mg2+)≤5.6×10﹣4 mol?L—1 D.常温常压下，锌与稀H2SO4反应生成11.2 L H2，反应中转移的电子数为6.02×1023 【答案】B C 【分析】A.合成氨反应为放热反应，△H＜0，且为气体体积减小的反应，则△S＜0，故A错误； B.导线连接锌块，构成原电池时Zn为负极，Fe作正极被保护，则可以减缓管道的腐蚀，故B正确； C. pH=10的含Mg2+溶液中，c （OH—）=10﹣4 mol?L—1，c（Mg2+）≤5.6×10—12/(10—4)2=5.6×10—4 mol?L﹣1，故C正确； D.常温常压下，Vm≠22.4L/mol，则不能利用氢气的体积计算物质的量及转移电子数，故D错误； 【考点】反应热和焓变及熵变；原电池；难溶电解质Ksp ；氧化还原反应。 【专题】化学反应中的能量变化 【点评】本题考查较综合，涉及反应热与焓变、原电池、难溶电解质Ksp的计算等，为高频考点，把握化学反应原理为解答的关键，侧重分析能力和应用能力的考查，注意选项④为易错点，题目难度中等。 4．（13分）（2017?北京-26）TiCl4是由钛精矿（主要成分为TiO2）制备钛（Ti）的重要中间产物，制备纯TiCl4的流程示意图如下： 资料：TiCl4及所含杂质氯化物的性质

功能关系能量守恒定律专题

功能关系能量守恒定律专题 一、功能关系 1.内容 (1)功是的量度,即做了多少功就有发生了转化. (2)做功的过程一定伴随着 ,而且必通过做功来实现. 2.功与对应能量的变化关系 说明 每一种形式的能量的变化均对应一定力的功. 二、能量守恒定律 1.内容:能量既不会消灭,也 .它只会从一种形式为其他形式,或者从一个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 . 2.表达式:ΔE减= . 说明ΔE增为末状态的能量减去初状态的能量,而ΔE减为初状态的能量减去末状态的能量. 热点聚焦 热点一几种常见的功能关系 1.合外力所做的功等于物体动能的增量,表达式:W合=E k2-E k1 , 即动能定理. 2.重力做正功,重力势能减少;重力做负功,重力势能增加.由于“增量”是终态量减去始态量,所以重力的功等于重力势能增量的负值,表达式: WG=-ΔEp=Ep1-Ep2. 3.弹簧的弹力做的功等于弹性势能增量 的负值,表达式:W F=-ΔEp=Ep1-Ep2.弹力做多少正功,弹性势能减少多少;弹力做多少负功,弹性势能增加多少. 4.除系统内的重力和弹簧的弹力外,其他力做的总功等于系统机械能的增量,表达式: W其他=ΔE. (1)除重力或弹簧的弹力以外的其他力做多少正功,物体的机械能就增加多少. (2)除重力或弹簧的弹力以外的其他力做多少负功,物体的机械能就减少多少. (3)除重力或弹簧的弹力以外的其他力不做功, 物体的机械能守恒.

特别提示 1.在应用功能关系解决具体问题的过程中,若只涉及动能的变化用“1”,如果只涉及重力势能的变化用“2”,如果只涉及机械能变化用“4”,只涉及弹性势能的变化用“3”. 2.在应用功能关系时,应首先弄清研究对象,明确力对“谁”做功,就要对应“谁”的位移,从而引起“谁”的能量变化.在应用能量的转化和守恒时,一定要明确存在哪些能量形式,哪种是增加的,哪种是减少的,然后再列式求解. 热点二对能量守恒定律的理解和应用1.对定律的理解 (1)某种形式的能减少,一定存在其他形式的能增加,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. 这也是我们列能量守恒定律方程式的两条基本思路. 2.应用定律解题的步骤 (1)分清有多少形式的能［如动能、势能(包括重力势能、弹性势能、电势能)、内能等］在变化. (2)明确哪种形式的能量增加,哪种形式的能量减少,并且列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式. (3)列出能量守恒关系式:ΔE减=ΔE增. 特别提示 1.应用能量守恒定律解决有关问题,关键是准确分析有多少种形式的能量在变化,求出减少的总能量ΔE减和增加的总能量ΔE增,然后再依据能量守恒定律列式求解. 2.高考考查该类问题,常综合平抛运动、圆周运动以及电磁学知识考查判断、推理及综合分析能力. 热点三摩擦力做功的特点

《化学反应与能量变化》教案

《化学反应与能量变化》教案 一、教学目标： 知识与技能 1、了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式； 2、认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的关系 3、了解反应热和焓变的含义 4、认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式 过程与方法 1、通过化学反应的实质的回顾，逐步探究引起反应热内在原因的方法，引起学生在学习过程中主动探索化学原理的学习方法 2、通过讨论、分析、对比的方法，培养学生的分析能力和主动探究能力 情感态度与价值观 激发学生的学习兴趣，培养学生从微观的角度理解化学反应，培养学生尊重科学、严谨求学、勤于思考的态度，树立透过现象看本质的唯物主义观点 二、教学重难点： 重点：化学反应中的能量变化，热化学方程式的书写 难点：焓变，△H的“+”与“-”，热化学方程式的书写 三、教学方法： 教学中充分利用多媒体演示实验、实物感知、图表数据分析和多媒体计算机辅助教学等手段，充分调动学生的参与意识，注意利用图示的方式将抽象的内容形象化。师生共同创设一种民主、和谐、生动活泼的教学氛围，使学生敢于参与教学过程，敢于提出问题，敢于真正成为课堂的主人。 四、教学程序：

五、板书设计 第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量变化 一、反应热焓变 1、定义：恒压条件下，反应的热效应等于焓变 2、符号：△H 3、单位：kJ/mol或kJmol-1 4、反应热表示方法：△H为“＋”或△H＞0时为吸热反应；△H为“一”或△H ＜0时为放热反应。 5、△H计算的三种表达式： (1) △H == 化学键断裂所吸收的总能量—化学键生成所释放的总能量 (2) △H == 生成的总能量–反应物的总能量 (3) △H == 反应物的键能之和–生成物的键能之和 二、热化学方程式(thermochemical equation) 1．定义：表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式，叫做热化学方程式。2．书写热化学方程式的注意事项： 4．热化学方程式的应用 六、教学反思： 本节课采用教师提问或学生互相交流的方式创设问题情境，学生以小组为单位进行讨论。这种方式既调动了学生的积极性又增加了内容的趣味性，激发了学生的集体荣誉感，培养了学生交流与合作的能力。学生们主动、积极地参与到活动中来，自由地表达着自己的观点，由此获得了成功的快乐和合作的愉悦。既符合化学学科的特点,也符合学生的心理和思维发展的特点。我认为本节最大的亮点是通过恰当的设计和引导，让学生在实验探究中提高学习兴趣，并轻松的获得知识，还启迪了学生的思维、培养了学生的动手能力和创新能力。让学生在实践中学会交流，学会合作，并认识到合作是学习的有效途径。更重要的是，给学生提供了充分展示自己的机会，实现了课堂围绕学生为中心的教学活动，真正体现了学生的主体地位，大大激发学生学习的积极性。

高考化学专题训练06化学反应与能量(详解版)

化学反应与能量 一、选择题 1．向4.0 L容器中充入0.70 mol SO2和0.40 mol O2,4 s末测得剩余SO2 0.30 mol，则v(O2)为() A．0.10 mol·L－1·s－1 B．0.025 mol·L－1·s－1 C．0.50 mol·L－1·s－1 D．0.012 5 mol·L－1·s－1 答案：D 【解析】Δn (SO2)＝0.7 mol－0.3 mol＝0.4 mol 则v(SO2)＝＝0.025 mol·L－1·s－1 故v(O2)＝1/2v(SO2)＝0.012 5 mol·L－1·s－1。 2．下列对化学反应的认识错误的是（） A．会引起化学键的变化 B．会产生新的物质 C．必然引起物质状态的变化 D．必然伴随着能量的变化 答案：C 【解析】选C。化学反应的实质为旧化学键的断裂和新化学键的生成，在化学键变化过程中一定会伴随能量的变化和物质的变化，故只有C项错误。 3．下图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是() A．该系统中只存在3种形式的能量转化 B．装置Y中负极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生 D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化 答案：C 【解析】本题主要考查的是电化学知识。A项，在该装置系统中，有四种能量转化的关系，即太阳能、电能、化学能和机械能之间的相互转化；B项，装置Y为氢氧燃料电池，负极电极反应为H2 －2e－+ 2OH－= 2H2O；C项，相当于用光能电解水，产生H2和O2，实现燃料（H2）和氧化剂（O2）的再生；D项，在反应过程中，有能量的损耗和热效应的产生，不可能实现化学能和电能的完全转化。综上分析可知，本题选C项。 4．下列措施可以提高燃料燃烧效率的是() ①固体燃料粉碎②液体燃料雾化③煤经气化处理④通入足量的空气

功能关系能量守恒定律

一．几种常见的功能关系及其表达式 二、两种摩擦力做功特点的比较 [深度思考] 一对相互作用的静摩擦力做功能改变系统的机械能吗？

答案 不能，因做功代数和为零． 三、能量守恒定律 1．内容 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变． 2．表达式 ΔE 减＝ΔE 增． 3．基本思路 (1)某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加，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． 1．上端固定的一根细线下面悬挂一摆球，摆球在空气中摆动，摆动的幅度越来越小，对此现象下列说法是否正确． (1)摆球机械能守恒．( ) (2)总能量守恒，摆球的机械能正在减少，减少的机械能转化为内能．( ) (3)能量正在消失．( ) (4)只有动能和重力势能的相互转化．( ) 2．如图所示，在竖直平面内有一半径为R 的圆弧形轨道，半径OA 水平、OB 竖直，一个质量为m 的小球自A 的正上方P 点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B 时恰好对轨道没有压力．已知AP ＝2R ，重力加速度为g ，则小球从P 至B 的运动过程中( ) A ．重力做功2mgR B ．机械能减少mgR C ．合外力做功mgR D ．克服摩擦力做功1 2 mgR 3．如图所示，质量相等的物体A 、B 通过一轻质弹簧相连，开始时B 放在地面上，A 、B 均处于静止状态．现通过细绳将A 向上缓慢拉起，第一阶段拉力做功为W 1时，弹簧变为原长；第二阶段拉力再做功W 2时，B 刚要离开地面．弹簧一直在弹性限度内，则( ) A ．两个阶段拉力做的功相等

化学反应与能量变化总结

化学反应与能量变化单元总结 一、“串联电池”两大题型的解题攻略 原电池和电解池统称为电池,将多个电池串联在一起,综合考查电化学知识是近年来高考命题的热点,该类题目能够考查考生对解题方法的掌握情况,需要考生具有缜密的思维能力及巧妙的数据处理能力。 这类题目对知识点的考查主要包括以下方面:电极名称的判断、电极反应式的书写、实验现象的描述、溶液中离子的移动、pH的变化、电解后电解质溶液的恢复及运用电子守恒处理相关数据等。正确判断电池种类和灵活运用整个电路中各个电池工作时各电极上转移电子数目相等是解决多池“串联”试题相关问题的关键。 二、“串联”类电池的解题流程 题型一:电解池与电解池的“串联”——有外接电源型 与电源负极相连的是阴极,根据“电解池串联时阴、阳极交替出现”原则正推电极,也可以通过装置中某极的变化、现象反推电极。 下图装置中a、b、c、d均为Pt电极。电解过程中,电极b和d上没有气体逸出,但质量均增大,且增重b>d。符合上述实验结果的盐溶液是( )。

选项X Y A MgSO4CuSO4 B AgNO3Pb(NO3)2 C FeSO4Al2(SO4)3 D CuSO4AgNO3 A项中当X为MgSO4时,b极上生成H2,电极质量不增加,错误;C项中,X为FeSO4,Y为Al2(SO4)3,b、d极上均产生气体,错误;D项中,b极上析出Cu,d极上析出Ag,其中d极质量大于b极质量,错误。 B 题型二:原电池与电解池的“串联”——无外接电源型 多个电池“串联”在一起,但没有外接直流电源,其中一个装置是原电池,装置中两个电极活泼性差异较大的装置为原电池,较活泼的作负极,其余均为电解池。 烧杯甲中盛有0.1 mol·L-1的H2SO4溶液,烧杯乙中盛有0.1 mol·L-1的CuCl2溶液(两种溶液均足量),装置如图所示,下列说法不正确 的是( )。 ．．． A.甲中Fe极质量减少,C极有气体产生

2020届二轮复习 化学反应与能量变化 专题卷(全国通用) (1)

专题突破化学反应与能量变化 一、选择题(本题包括10个小题,每小题6分,共60分) 1.(2019浙江台州中学高三统练)下列有关说法正确的是() A.储热材料芒硝可用于光—化学能的转换 B.发达国家采用的现代化垃圾焚烧处理法不能有效利用生活垃圾中的生物质能 C.利用微生物在光合作用下分解水,是制取氢气的一个重要研究方向 D.太阳能、可燃冰资源丰富,在使用时对环境无污染或很少污染,且可以再生,是最有希望的未来新能源 2.(2019河北衡水安平县安平中学高三期中)下列关于反应与能量的说法正确的是() A.Zn(s)+CuSO4(aq)ZnSO4(aq)+Cu(s) ΔH=-216 kJ·mol-1,E反应物ΔH2

D.已知H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则0.5 mol H2SO4与0.5 mol Ba(OH)2反应一定放出57.3 kJ热量 4.(2019甘肃静宁一中高三模拟)下列说法正确的是() A.101 kPa时,2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH=-572 kJ·mol-1,则H2的燃烧热ΔH=-572 kJ·mol-1 D.500 ℃、30 MPa时,发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-38.6 kJ·mol-1。在此条件下将1.5 mol H2和过量N2充分反应,放出热量19.3 kJ C.若将等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出热量多 D.已知:2C(s)+2O2(g)2CO2(g)ΔH1,2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH2,则ΔH1<ΔH2 5.(2019北京师大附中高三期中)中国化学家研究的一种新型复合光催化剂[碳纳米点(CQDs)/氮化碳(C3N4)纳米复合物]可以利用太阳光实现高效分解水,其原理如下图所示。 下列说法不正确的是() A.该催化反应实现了太阳能向化学能的转化 B.阶段Ⅰ中,H2O2是氧化产物 C.每生成1 mol O2,阶段Ⅱ中转移2 mol电子 D.反应的两个阶段均为吸热过程 6.(2019山东山师大附中高三模拟)25 ℃、101 kPa时,有以下能量转化图,下列说法不正确的是() A.转化Ⅱ的热化学方程式2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-282.9 kJ·mol-1

高一化学反应与能量知识点总结

高一化学反应与能量知识点总结 一、在化学反应过程中，化学键的断裂需要吸收外界的能量，化学键的形成会向外界释放出能量，因此在化学反应中，参与反应的物质会伴随着能量的变化。 1、化学变化中能量变化的本质原因 ①当化学键键能越大，断开时所需的能量就越多，形成时所释放出的能量也越多。 ②化学反应中，反应物中的化学键（总键能E1）断裂时，吸收能量E1，在形成化学键变成生成物（总键能E2）时，放出能量E2。整个过程中，反应体系从外界吸收的能量为 ΔE=E1-E2 . 2、有的化学反应会吸收能量，有的化学反应会放出能量。 据图可知，一个化学反应是吸收能量 还是放出能量，决定于反应物总能量 与生成物总能量的相对大小。 3、任何化学反应除遵循质量守恒外，同样也遵循能量守恒。反应物与生成物的能量差若以热量形式表现即为放热反应（化学能转化成热能）或吸热反应（热能转化成化学能）。 (E反：反应物具有的能量；E生：生成物具有的能量)： 4、放热反应和吸热反应 表现形式放热反应吸热反应 键能变化生成物总键能大于反应物总键能生成物总键能小于反应物总键能 由1、2联系得键能越大，物质能量越低，越稳定；反之键能越小，物质能量越高，越不稳定， 图示

5、常见的放热反应和吸热反应 ☆常见的放热反应： ①所有的燃烧与缓慢氧化。②酸碱中和反应。③金属与酸反应制取氢气。 ④大多数化合反应（特殊：C＋CO2△ 2CO是吸热反应）。 注意：有热量放出未必是放热反应，放热反应和吸热反应必须是化学变化。某些常见的热效应：放热：①浓硫酸溶于水②NaOH溶于水③CaO溶于水，其中属于放热反应的是③ ☆常见的吸热反应：①以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应如： C(s)＋H2O(g)△ CO(g)＋H2(g)。 ②铵盐和碱的反应如Ba(OH)2·8H2O＋NH4Cl＝BaCl2＋2NH3↑＋10H2O ③大多数分解反应如KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等。 [思考]一般说来，大多数化合反应是放热反应，大多数分解反应是吸热反应，放热反应都不需要加热，吸热反应都需要加热，这种说法对吗？试举例说明。 点拔：这种说法不对。如C＋O2＝CO2的反应是放热反应，但需要加热，只是反应开始后不再需要加热，反应放出的热量可以使反应继续下去。Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应，但反应并不需要加热。 二、化学反应中化学能除了可以转化为热能，还可以转化为电能，因此，可以将化学反应用于电池中电能的生产源，由此制备将化学能转化为电能的装置------原电池。 1、原电池原理 （1）概念：把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。 （2）原电池的工作原理：通过氧化还原反应（有电子的转移）把化学能转变为电能。（3）构成原电池的条件：①两种活泼性不同的电极 ②电解质溶液（做原电池的内电路，并参与反应） ③形成闭合回路 ④能自发地发生氧化还原反应 （4）电极名称及发生的反应： 负极：较活泼的金属作负极，负极发生氧化反应， 电极反应式：较活泼金属－ne－＝金属阳离子 负极现象：负极溶解，负极质量减少。 正极：较不活泼的金属或石墨作正极，正极发生还原反应，

九上物理能量与做功知识点

九上物理能量与做功知识点 1、做功 物理学中规定：作用在物体上的力，使物体在力的方向上通过了一段距离，就说这个力对物体做了机械功（简称“做功”） 2、做功的两个必要的因素： （1）作用在物体上的力； （2）物体在力的方向上通过的距离。 3、功的计算方法： 定义：力对物体做的功，等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。 公式：功=力×距离，即W＝F·ｓ 单位：在国际单位制中，功W的单位：牛·米（N·m）或焦耳（J） 1J的物理意义：1 N的力，使物体力的方向上通过1m的距离所做的功为1J。 即：1J＝1N×1m＝1 N·m 注意：在运算过程中，力F的单位：牛（N）；距离ｓ的单位：米（m）； 4、机械功原理 （1）使用机械只能省力或省距离，但不能省功。 （2）机械功原理是机械的重要定律，是能量守恒在机械中的体

现。 5、功率 （1）功率概念：物理学中，把单位时间里做的功叫做功率。（2）功率的物理意义：功率是表示做功快慢的物理量。 （3）功率计算公式：功率=功/时间 符号表达式：P=W/ t推导式p=Fv（F单位是N，V单位是m/s）（4）功率的单位：在国际单位制中，功的单位是焦耳，时间的单位是秒，功率的单位是焦耳/秒，它有一个专门名称叫瓦特，简称瓦，符号是W，这个单位是为了纪念英国物理学家瓦特而用他的名字命名的。1W= 1 J / s 6、机械效率 （1）机械效率的定义：有用功与总功的比。 （2）公式： （3）有用功（W有用）：克服物体的重力所做的功W=Gh。（4）额外功（W额外）：克服机械自身的重力和摩擦力所做的功。（5）总功（W总）：动力对机械所做的功W=FS。 （6）总功等于用功和额外功的总和，即W总=W有用+W额外。 7、“能量”的概念：物体具有做功的本领，就说物体具有能。

化学反应与能量专题复习

《化学反应与能量》专题复习 一、建构知识网络 化学知识零碎,要注意按照知识得内在联系站在全章得角度,重新审视、整合知识,借组图表把零散得知识结构化、网络化,如本章内容,可以整合成如下框图: 二、整合重点知识 1、常见得吸热反应、放热反应 (1)常见吸热反应 ①大多数分解反应,②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应,③C+H2O 高温 CO+H2,④C+CO2 高温 2CO。 (2)常见放热反应 ①大多数化合反应,②燃烧,③中与反应,④活泼金属与酸反应,⑤铝热反应。 2、化学反应能量变化得原因 (1)微观角度 化学反应得本质就是旧化学键得破裂与新化学键得形成,断开化学键需要吸收能量,形成化学键需要放出能量。若断开化学键吸收得能量大于形成化学键释放得能量,反应为吸热反应;若断开化学键吸收得能量小于形成化学键释放得能量,反应为放热反应。 (2)宏观角度 一个确定得化学反应完成后就是吸收能量还就是放出能量,取决于反应物得总能量与生成物得总能量得大小关系。若E(生成物)>E(反应物) ,反应为吸热反应;若E(生成物)

功能关系能量守恒定律

第4课时功能关系能量守恒定律 学习目标： 1.知道功是能量转化的量度，掌握重力的功、弹力的功、合力的功与对应的能量转化关系. 2.知道自然界中的能量转化，理解能量守恒定律，并能用来分析有关问题． 【课前知识梳理】 一、几种常见的功能关系 功能量的变化 合外力做正功动能增加 重力做正功重力势能减少 弹簧弹力做正功弹性势能减少 电场力做正功电势能减少 其他力(除重力、弹力外)做正功机械能增加 二、能量守恒定律 1．容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变． 2．表达式：ΔE减＝ΔE增． 【预习自测】 1、用恒力F向上拉一物体，使其由地面处开始加速上升到某一高度．若该过程空气阻力不能忽略，则下列说法中正确的是 A．力F做的功和阻力做的功之和等于物体动能的增量 B．重力所做的功等于物体重力势能的增量 C．力F做的功和阻力做的功之和等于物体机械能的增量 D．力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于物体机械能的增量 2、如图1所示，美国空军X－37B无人航天飞机于2010年4月首飞，在X－37B由较低轨道飞到较高轨道的过程中 A．X－37B中燃料的化学能转化为X－37B的机械能 B．X－37B的机械能要减少 C．自然界中的总能量要变大 D．如果X－37B在较高轨道绕地球做圆周运动，则在此轨道上其机械能不变 3、如图2所示，ABCD是一个盆式容器，盆侧壁与盆底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＝0.3 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＝0.1.小物块在盆来回滑动，最后停下来，则停下的位置到B的距离为 A．0.5 m B．0.25 m C．0.1 m D．0 【课堂合作探究】 考点一功能关系的应用 【例1】如右上图所示，在升降机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和弹簧组成的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 【突破训练1】物块由静止从粗糙斜面上的某点加速下滑到另一点，此过程中重力对物块做的功等于A．物块动能的增加量 B．物块重力势能的减少量 C．物块重力势能的减少量和物块动能的增加量以及物块克服摩擦力做的功之和 D．物块动能的增加量与物块克服摩擦力做的功之和 考点二摩擦力做功的特点及应用 1．静摩擦力做功的特点 (1)静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功． (2)相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零． (3)静摩擦力做功时，只有机械能的相互转移，不会转化为能． 2．滑动摩擦力做功的特点 (1)滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功．

化学反应与能量课件

第二章化学反应与能量 第一节化学能与热能 2.用化学方程式表示上述反应： Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O [ 步骤一：三组学生各取一套大小相同装置，分别做一个实验并记录实验现象和数据。 步骤二：汇总实验现象和数据并列表比较。 步骤三：对实验进行原理性抽象──为什么强酸与强碱发生反应时都会放出热量？ HNO3+NaOH=NaNO3+H2O，H+ + OH- = H2O HCl+NaOH=NaCl+H2O，H+ + OH- = H2O HCl+KOH=KCl+H2O，H+ + OH- = H2O 由此可见，三个反应的化学方程式虽然不同，反应物也不同，但是它们的反应本质相同，都是H+与OH-离子反应生成水的反应，属于中和反应，其离子方程式都是：H+ + OH- = H2O。所以，可提出推测，即中和反应都放热。由于三个反应中H+和OH-离子的量都相等，则生成水的量也相等，故放出的热量也相等（在上述三个实验中，温度上升的幅度接近）。 形成概念──酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热。

热量变化是化学反应中能量变化的主要表现形式，有些化学反应表现为向环境放出热量，有些化学反应表现出向环境吸热。 1化学反应在发生过程中是吸热还是放热，决定于E(反应物的总能量)与E(生成物的总能量)的相对大小 总结：物质的燃烧一般是化学能转化成热能；但也有些化学反应相反。 2.化学能与电能、光能也可以相互转化。 第二节化学能与电能 二、化学能直接转化为电能的原理与装置 1.当氧化剂和还原剂直接接触进行反应时，化学能要经过一系列能量转换才能转化为电能。 2.把氧化剂和还原剂分开，使氧化反应和还原反应在两个不同区域进行。 3.需要在氧化剂和还原剂之间架设桥梁使电子从氧化剂区域流向还原剂区域。 4.考虑氧化反应和还原反应发生的条件和环境，化学物质的选择。 Cu-Zn原电池实验： ① Cu、Zn分别插入稀硫酸中。② Cu、Zn同时插入稀硫酸中，但不接触。③将Cu、Zn用导线连接起来。 ④在Cu、Zn导线之间接电流表。⑤将Cu、Zn导线互换再接电流表。 [板书] Zn片发生氧化反应， Zn：Zn －2e ＝Zn２－负极 H+在Cu片上发生还原反应，Cu：2H++ 2e ＝H2↑正极 师：很好，总的离子反应方程式： Zn 2+ + 2H+ ＝Zn2+＋ H2↑ 2. Zn-Zn与稀硫酸进行实验。 3. Cu-石墨与稀硫酸进行实验。（在短时间内，不考虑氧气的作用） 4. Zn-石墨与稀硫酸进行实验。 5. Fe-Zn与稀硫酸进行实验。 6. Cu-Zn与乙醇进行实验。 7. Cu-Zn与一个西红柿进行实验。 8. Cu-Zn与两个西红柿进行实验 上述实验及现象以表格对比的形式呈现出来。 ①两极材料不同的各种现象。 ②不同溶液的各种现象。 ③电极在同一容器和不同容器中的现象。

化学反应与能量变化专题测试题

化学反应与能量变化专题测试题 相对原子质量：H－1 O－16 Na－23 Cu－64 Ag－108 一、选择题（每小题3分，共48分，每个小题中只有一个选项正确．） 1．下列物质间的反应，其能量变化符合下图的是 A．由锌和稀硫酸制氢气 B．灼热的碳与二氧化碳反应 C．Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体混合 D．碳酸钙的分解 2、1g氢气燃烧生成液态水放出142.9 kJ热，表示该反应的热化学方程式正确的是 A．2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)；△H = -142.9 kJ/mol B．H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l)；△H = -285.8 kJ/mol C．2H2+ O2= 2H2O；△H = -571.6 kJ/mol D．H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(g)；△H = -285.8kJ/mol 3．在同温同压下，下列各组热化学方程式Q2＞Q1的是 A．2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH= -Q12H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH= -Q2 B．S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH= -Q1S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH= -Q2 C．C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH= -Q1 C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH= -Q2 D．H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH= -Q1H2(g)+Cl2(g)=HCl(g) ΔH= -Q2 4、下列有关叙述正确的是 A、需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 B、已知4P（红磷，s）= P4(白磷，s）△H>0，则白磷比红磷稳定 C、含20.0g NaOH的稀溶液与稀硫酸完全中和，放出28.7kJ的热量，则 OH-（aq）+H+（aq）= H2O（l）△H= - 57.4kJ/mol D、已知2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) △H= -483.6kJ/mol，则氢气的燃烧热为241.8kJ/mol 5．SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S－F键。已知：1 mol S(s)转化为气态 硫原子吸收能量280 kJ，断裂1 mol F－F、S－F键需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反应热ΔH为 A. －1780 kJ/mol B. －1220 kJ/mol C．－450 kJ/mol D. ＋430 kJ/mol 6．用铜片、银片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KCl的U型管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是 ①在外电路中，电流由铜电极流向银电极 ②正极反应为：Ag+ +e–=Ag ③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作 ④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同 A．①②B．②③C．②④D．③④

功能关系能量守恒定律

第 4 课时功能关系能量守恒定律 学习目标： 1.知道功是能量转化的量度，掌握重力的功、弹力的功、合力的功与对应的能量转化关系. 2.知道自然界中的能量转化，理解能量守恒定律，并能用来分析有关问题．【课前知识梳理】 一、几种常见的功能关系 功能量的变化 合外力做正功动能增加 重力做正功重力势能减少 弹簧弹力做正功弹性势能减少 电场力做正功电势能减少 其他力（除重力、弹力外）做正功机械能增加 二、能量守恒定律 1．内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变． 2．表达式：ΔE减＝ΔE增． 【预习自测】 1、用恒力F向上拉一物体，使其由地面处开始加速上升到某一高度．若该过程空气阻力不能忽略，则下列说法中正确的是 A．力F做的功和阻力做的功之和等于物体动能的增量B．重力所做的功等于物体重力势能的增量C．力F做的功和阻力做的功之和等于物体机械能的增量D．力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于物体机械能的增量2、如图 1 所示，美国空军X－37B无人航天飞机于2010 年 4 月首飞，在X－37B 由较低轨道飞到较高轨道的过程中 A．X－37B 中燃料的化学能转化为X－37B 的机械能 B．X－37B 的机械能要减少C．自然界中的总能量要变大 D．如果X－37B 在较高轨道绕地球做圆周运动，则在此轨道上其机械能 不变 3、如图2 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 ＝0.3 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＝0.1.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 课堂合作探究】 考点一 功能关系的应用 【例 1】 如右上图所示，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 和弹簧组成的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 【突破训练 1】物块由静止从粗糙斜面上的某点加速下滑到另一点，此过程中重力对物块做的功等于 A ．物块动能的增加量 B ．物块重力势能的减少量 C ．物块重力势能的减少量和物块动能的增加量以及物块克服摩擦力做的功之和 D ．物块动能的增加量与物块克服摩擦力做的功之和 考点二 摩擦力做功的特点及应用 A ．0.5 m B ．0.25 m C ． 0.1 m

化学反应与能量的变化教学设计

绪言 一学习目标：1学习化学原理的目的 2：化学反应原理所研究的范围 3：有效碰撞、活化分子、活化能、催化剂二学习过程 1：学习化学反应原理的目的 1）化学研究的核心问题是：化学反应2）化学中最具有创造性的工作是：设计和创造新的分子 3）如何实现这个过程 通常是利用已发现的原理来进行设计并实现这个过程，所以我们必须对什么要清 楚才能做到，对化学反应的原理的理解要清楚，我们才能知道化学反应是怎样发 生的，为什么有的反应快、有的反应慢，它遵循怎样的规律，如何控制化学反应 才能为人所用！这就是学习化学反应原理的目的。 2：化学反应原理所研究的范围是1）化学反应与能量的问题2）化学反应的速率、方向及限度的问题3）水溶液中的离子反应的问题4）电化学的基础知识3：基本概念 1）什么是有效碰撞引起分子间的化学反应的碰撞是有效碰撞，分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件，有效碰撞是发生化学反应的充分条件，某一化学反应的速率大小与，单位时间内有效碰撞的次数有关2）什么是活化分子具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子是活化分子，发生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞。有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子的多少有关。3）什么是活化能活化分子高出反应物分子平均能量的部分是活化能，如图 活化分子的多少与该反应的活化能的大小有关，活化能的大小是由反应物分子的性质决定，（内因）活化能越小则一般分子成为活化分子越容易，则活化分子越多，则单位时间内有效碰撞越多，则反应速率越快。4）什么是催化剂催化剂是能改变化学反应的速率，但反应前后本身性质和质量都不改变的物质，催化剂作用:可以降低化学反应所需的活化能,也就等于提高了活化分子的百分数,从而提高了有效碰撞的频率.反应速率大幅提高. 5）归纳总结：一个反应要发生一般要经历哪些过程 1、为什么可燃物有 氧气参与，还必须 达到着火点才能 燃烧2、催化剂在 我们技术改造和生产中，起关键作用，它主要作用是提高化学反应速率，试想一下为什么催化剂能提高反应速率 第一节化学反应与能量的变化（第一课时） 一学习目标: 反应热,焓变 二学习过程 1:引言:我们知道：一个化学反应过程中，除了生成了新物质外，还有

化学必修二专题2《化学反应与能量变化》复习

其他因素： 高一化学必修二专题2《化学反应与能量变化》复习 班级 ___________ ［知识梳理］ 1、化学反应的速度和限度 「意义：衡量 表示方法：v= ___________ 【单位: - 简单计算：同一化学反应中各物质的 \数之比，也等于各物质的变化浓度之比 内因: 温度：升高温度，可以 _________________ ； 外因 降低温度，可以 ------------------------ 催化剂：使用 _______________ 可以加快化学反应速率 物理量 等于各物质的化学计量 化学 反应 速率 影响 因素 浓度: __________________ 可以加快反应速率, __________________ 可以加快反应速率

化学反应限度：大多数化学反应都具有 ____________ ，故化学反应都有一定的限度; 可逆反应的限度以到达 ______________________________ 为止 在一定条件下的可逆反应，当 ____________________ 等于 ___________________ 、各组 分浓度 ___________ 时，反应到达化学平衡状态 例1 :某温度下，在一固定容积的容器中进行如下反应：H(g)+ 2(g) ?2HI(g)，下列情况一定 能说明反应已达到限度的是 A ?压强不再随时间而改变时 B ?气体的总质量不再改变时 C. 混合气体中各组成成分的含量不再改变时 D. 单位时间每消耗1 mol I 2，同时有2 mol HI 生成时 例2 :下列关于燃料充分燃烧的说法.不正确的是 A .空气量越多越好 B .应通入适量的空气 C .固体燃料燃烧前要粉碎 D .液体燃料燃烧时可以以雾状喷出 例3: 100 mL 浓度为2 mol -L -1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又 不影响生 成氢气的总量，可采用的方法是 A. 加入适量的6 mol L -1的盐酸 B .加入数滴氯化铜溶液 C .加入适量蒸馏水 D .加入适量的氯化钠溶液 2、化学能与热能 厂转化途径: 放热反应: 化学电源: 热能 吸热反应： _________ 能转化为 ______________ 能 火电： _________ 能转化为 ______________ 能再转化为 ___________ 能 变化原因：化学键的改变 反应物中化学键的断裂: 能量 物质中的化学能 生成物中化学键的形成: 能量 能转化为 台匕 冃匕

2020版高考物理一轮复习第五章能量和动量第4节功能关系能量守恒定律

第4节功能关系能量守恒定律 (1)力对物体做了多少功，物体就具有多少能。(×) (2)能量在转移或转化过程中，其总量会不断减少。(×) (3)在物体的机械能减少的过程中，动能有可能是增大的。(√) (4)既然能量在转移或转化过程中是守恒的，故没有必要节约能源。(×) (5)节约可利用能源的目的是为了减少污染排放。(×) (6)滑动摩擦力做功时，一定会引起机械能的转化。(√) (7)一个物体的能量增加，必定有别的物体能量减少。(√) 突破点(一) 功能关系的理解和应用 1．对功能关系的理解 (1)做功的过程就是能量转化的过程。不同形式的能量发生相互转化是通过做功来实现的。 (2)功是能量转化的量度，功和能的关系，一是体现在不同的力做功，对应不同形式的能转化，具有一 一对应关系，二是做功的多少与能量转化的多少在数值上相等。 2．几种常见的功能关系

3．两个特殊的功能关系 (1)滑动摩擦力与两物体间相对位移的乘积等于产生的内能，即F f x 相对＝ΔQ 。 (2)感应电流克服安培力做的功等于产生的电能，即W 克安＝ΔE 电。 [多角练通] 1．(2016·上海高考)在今年上海的某活动中引入了全国首个户外风洞飞行体验装置，体验者在风力作 用下漂浮在半空。若减小风力，体验者在加速下落过程中( ) A ．失重且机械能增加 B ．失重且机械能减少 C ．超重且机械能增加 D ．超重且机械能减少 解析：选B 据题意，体验者漂浮时受到的重力和风力平衡；在加速下降过程中，风力小于重力，即重力对体验者做正功，风力做负功，体验者的机械能减小；加速下降过程中，加速度方向向下，体验者处于 失重状态，故选项B 正确。 2．(2017·唐山模拟)轻质弹簧右端固定在墙上，左端与一质量m ＝0.5 kg 的物块相连，如图甲所示。弹簧处于原长状态，物块静止且与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2。以物块所在处为原点，水平向右为正方向建立x 轴。现对物块施加水平向右的外力F ，F 随x 轴坐标变化的关系如图乙所示。物块运动至x ＝0.4 m 处时速度为零。则此时弹簧的弹性势能为(g 取10 m/s 2 )( ) A ．3.1 J B ．3.5 J C ．1.8 J D ．2.0 J 解析：选A 物块与水平面间的摩擦力为F f ＝μmg ＝1 N 。现对物块施加水平向右的外力F ，由F -x 图像面积表示外F 做的功，可知F 做功W ＝3.5 J ，克服摩擦力做功W f ＝F f x ＝0.4 J 。由功能关系可知，W －W f ＝E p ，此时弹簧的弹性势能为E p ＝3.1 J ，选项A 正确。 选)(2017·佛山模拟)如图所示，质量为m 的物体(可视为质点)以某 3．(多冲上倾角为30°的固定斜面，其减速运动的加速度 一速度从A 点