高中物理新课标人教版教学课件：第7章10 能量守恒定律与能源 28页

10 能量守恒定律与能源 1.了解各种不同形式的能，知道能量是一个重要的物 理量。 2.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 。 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 。 思考：永动机是否能够制造？ 一、能量守恒定律确立的依据 1.能量的多样性 对应于不同的运动形式，能量的形式也是多种多样的。 机械能对应机械运动，内能对应大量微观粒子的热运 动…… 我们知道能量的形式： 机械能、内能、电能、太阳能、化学能、生物能、 原子能等． 2.能量转化 太阳能的利用：太阳能转化为电能 内燃机车：内能转化为机械能 食物的化学能转化成为维持 生命所必须的内能和机械能。 水电站：水的机械能转化 为电能 水果电池：化学 能转化为电能 水蓄能电站 电能转化为内能 电能转化为机械能 在一定条件下，各种形式的能量可以相互转化和转移 能量转移：例如运动的甲钢球碰击静止的乙钢球、 在热传递过程中等等。 能量转化：例如小朋友滑滑梯、水力发电、火力 发电、电流通过电热器时等等。 特点：能量的形式没有变 特点：能量的形式发生变化 例1.指出下列现象中能量的转化或转移情况： （1）人在跑步时，身体发热（　　　　　　　　　） （2）风吹动帆船前进（　　　　　　　　　　　　） （3）放在火炉旁的冷水变热（　 　　　　　　　　） （4）电流通过灯泡，灯泡发光（　　　　　　　　） （5）植物进行光合作用（　　　　　　　　　　　） 化学能转化为内能 风的机械能转移到帆船上 内能由火炉转移给水 电能转化为光能 光能转化为化学能 永动机不可能制造 二.能量守恒定律 1.内容： 能量既不会消失，也不会产生，它只会从一种形式转 化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而 在转化和转移过程中，能量的总量保持不变． 2.定律的表达式 E初＝E终 ；△E增＝△E减 3.说明： ①该定律是贯穿整个物理学的基本规律之一，是学习物 理学的一条主线。 ②要分清系统中有多少种形式的能，发生了哪些转化和 转移。 三.能源和能量耗散 1.人类利用能源大致经历了三个时期，即柴薪时期，煤 炭时期，石油时期。 2.能量耗散：燃料燃烧时 一旦把自己的热量释放出 去，它就不会自动聚集起 来供人类重新利用。(能量 转化的方向性） 3.为什么要节约能源 （1）能源短缺 （2）环境恶化 （3）能量耗散 能源的利用和发展 四、功能关系 1.重力做功 重力势能的变化： WG= E重 2.合外力做功 动能的变化： W合= E动 3.弹簧弹力做功 弹性势能的变化： W弹= E弹 当WG外＞0时，△E＞0，机械能增加 当WG外＜0时，△E＜0，机械能减少    G 2 1 k2 p2 k1 p1W E E E E E E E       外 4.除重力(弹力)外，其他外力对物体所做的总功WG外等 于物体机械能的变化量△E 证明 合 G 弹 其他 动 重 弹 动 G 重 弹 弹 其他 ∵W = W +W +W = ΔE 又ΔE = ΔE +ΔE +ΔE W = -ΔE ,W =-ΔE . ∴W = ΔE 功和能 例2.质量为m的物体在下落过程中，经过高度h1处速度 为v1，下落至高度h2处速度为v2，空气阻力恒为f ， 分析由h1下落到h2过程中机械能的变化。 解：根据动能定理，有 2 1 2 2 2 1 2 1 mvmvWW fG  取地面为参考平面，有： 21 mghmghWG  12 2 1 2 2 2 1 2 1 mghmghmvmvW f             1 2 12 2 2 2 1 2 1 mghmvmghmv EEE  12 ABC1.下列对能的转化和守恒定律的认识正确的是 ( ) A.某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加 B.某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加 C.不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动 机是不可能制成的 D.石子从空中落下，最后静止在地面上，说明机械能消失 了 ABCD2.下列说法中正确的是（ ） A.不同形式能量的转化是通过做功来实现的 B.做功的过程总是伴随着能量的转化（或转移） C.某种形式的能量增加10J，一定有其他形式的能量减 少10J D.某个物体的能量减少10J，一定有其他物体的能量增 加10J A 3.在一间隔热很好的密闭房间中，把正在工作的电冰 箱门打开，室内空气温度将 ( ) A．升高 B．不变 C．降低 D．不可能升高 C 4.近年来，在公交车和出租车中推行用天然气代替汽油 作燃料的改革，取得了显著的进展，走上街头你会发现 不少公交车和出租车上印有“CNG”的标记，代表它们是 以天然气作为燃料的汽车，则推广这一改革的主要目的 是（ ） A．延长发动机的寿命 B．促进地方经济和西部发展 C．减少大气污染 D．节约能源 D 5.一个物体沿粗糙斜面匀速滑下，则下列说法正确的是 （　　） A.物体机械能不变，内能也不变 B.物体机械能减小，内能不变 C.物体机械能减小，内能增大，机械能与内能总量减小 D.物体机械能减小，内能增大，机械能与内能总量不变 D A B C A 6.一质量均匀、不可伸长的绳索，重为G，A、B两端固定 在天花板上，如图所示。现在最低点C处施加一竖直向下 的力，将最低点缓慢拉至D点。在此过程中，绳的重心位 置（ ） A. 逐渐升高 B. 逐渐降低 C. 先降低后升高 D. 始终不变 7.如右图所示一质量为m的物体,在距地面h高处以 的加速度由静止竖直下落到地面，则： （1）重力势能变化了多少？ （2）动能变化了多少？ （3）机械能变化了多少？ 1 g3 mghmahhFWE 3 1)2(  合合动 a=1/3g h (3)以地面为重力势能参考平面 mghmghmvEEE 3 2 2 1 2 12  mghWE G  重)1(解： 故机械能减少了 mgh2 3 一、能量守恒定律 1.能量守恒定律的内容 2.能量守恒定律的表达式 E初＝E终；△E增＝△E减 二、能源和能量耗散 1.人类利用能源大致经历了三个时期，即柴薪时期， 煤炭时期，石油时期。 　　2.能量耗散(能量转化的方向性） 三、功能关系 WG= E重W合= E动 W弹= E 弹 W其他= E机