海头高级中学2012-2013学年高一下学期物理《第七章能量守恒定律与能源》.ppt

第十节 能量守恒定律与能源学.科.网 目目标导标导标导标导 航航 学习目标：1.了解各种不同形式的能，知道能量 守恒定律确定的两类重要事实 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，知道能源短缺和环境恶化问题, 增强节约能源和环境保护意识 重点难点：对能量守恒定律的理解及应用 学.科.网 新知初探自主学习 一、能量守恒定律学.科.网 自主探究 不同的运动动形式间间的联联系 1.不同的运动动形式间间相互转转化 电电流的化学效应应揭示了电电与化学之间间的联联系； 电电流的磁效应应和电电磁感应应揭示了电电与磁之间间的联联系 ； 电电流的热热效应应和温差电现电现 象揭示了热热和电电之间间的联联 系; 摩擦生热热揭示了力和热热之间间的联联系； 2.转转化中遵守的规规律 大量事实实和实验实验 确认认：(1)永动动机是_ 制 成的；(2)不同形式能量之间间在相互转转化的过过程 中,能量的总总量_ 不可能 不变变 成功发现发现 能量既不会凭空_,也不会凭空_,它 只能从一种形式_为为另一种形式,或者从 一个物体_到别别的物体,在转转化或转转移的 过过程中,能量的_保持不变变 产产生消失 转转化 转转移 总总量 二、能源和能量耗散学.科.网 1.能量耗散 燃料燃烧时烧时 把自己的热热量释释放出去,电电池中的 化学能转转化为电为电 能,它又通过过灯泡转转化成 _能和_能,热热和光被其他物 体吸收之后变变成周围环围环 境的_能，我们们 无法把这这些散失的能量收集起来重新利用 内 光 内 学.科.网 2.能源危机的含义义 在能源的利用过过程中,即在能量的转转化过过程中,能 量在数量上_,但在可利用的品质质 上 _了,从便于利用的变变成_的了 3.能量转转化的方向性与节约节约 能源的必要性 _反映了能量转转化的宏观过观过 程具有方 向性,所以能源的利用是有条件的,也是有代价的, 所以自然界的能量虽虽然_,但还还是很有必要 节约节约 能源 并未减少 降低不便于利用 能量耗散 守恒 要点探究讲练互动 对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)，因此，功是能量转化的量度 2.不同形式的能量变化与不同的功对应学.科.网 功能的变变化表达式 重力 做功 正功 重力势势 能减少 重力势势 能变变化 WGEp1 Ep2 负负功 重力势势 能增加 弹弹力 做功 正功 弹弹性势势 能减少 弹弹性势势 能变变化 W弹 弹Ep1 Ep2 负负功 弹弹性势势 能增加 功能的变变化表达式 合力 做功 正功动动能增加 动动能变变 化 W合Ek2 Ek1 负负功动动能减少 除重力(或 系统统内弹弹 力)外其他 力做功 正功 机械 能增加 机械能 变变化 W外E2 E1 负负功 机械 能减少 例1 学.科.网 【思路点拨拨】 首先根据物体的运动动情况判定 其受力情况，再判断各力做功情况，然后根据 功与能的关系判定能量变变化情况 【精讲讲精析】 在下落到地面的过过程中，重力 做功为为WGmgh，由重力做功与重力势势能关 系知，重力势势能的减少量为为：EpWGmgh ，故A错错，故D正确； 物体受力如图图7101.由牛顿顿第二定律得 图图7101 【答案】 BD 【规规律总结总结 】 熟练练掌握不同性质质的力做功与 不同形式的能变变化的关系 变变式训练训练 1.一个盛水袋，某人从侧侧面缓缓慢推装液体的袋 壁使它变变形至如图图7102所示位置，则则此过过 程中袋和液体的重心将( ) 图图7102学.科.网 A逐渐渐升高 B逐渐渐降低 C先降低再升高 D始终终不变变 解析：选选A.人对对液体做正功，液体的机械能增 加，液体缓缓慢移动动可以认为动认为动 能不变变，重力 势势能增加，重心升高，A正确 学.科.网 对对能量守恒定律的理解及应应 用 1.表达式：E1减E2增 2.含义 (1)某种形式的能减少，一定存在其他形式的能 增加，且减少量一定和增加量相等 (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 (3)确定了永动机的不可能性 3.应用步骤 (1)分清哪些形式的能(如机械能、热能、电能 等)在变化 (2)分别列出减少的能量E减和增加的能量E增 的表达式 (3)依据能量守恒列式求解 特别别提醒：(1)能量守恒定律是个普遍规规律，它 不受条件约约束，是自然科学的基本规规律之一 (2)应应用能量守恒定律解题时题时 ，一定要分清系 统统中有哪些形式的能,什么能发发生了转转化或转转 移 下列说法正确的是( ) A随着科技的发展，永动机是可以制成的 B太阳照射到地球上的光能转化成了其他形 式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了 C“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能 量守恒定律，因而是不可能的 D有种“全自动”手表，不用上发条，也不用 任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可 以凭空产生 例2 学.科.网 【思路点拨拨】 解答本题时应题时应 把握以下两点： (1)能量守恒定律经经受住了事实实的检验检验 (2)一切违违背能量守恒定律的事情都是不能发发生的. 【精讲讲精析】 永动动机违违背了能量守恒定律， 是不可能制成的,A错错；太阳辐辐射大量的能量,地 球只吸收了极少的一部分，就形成了风风、云、 雨、雪，使万物生长长,但辐辐射到星际际空间间的能 量也没有消失,一定是转转化成了别别的能量，B错错 ；马马和其他动动物，包括人,要运动动，必须须消耗 能量,动动物的能量来源是食物中储储存的生物质质能 ，C对对；所谓谓“全自动动”手表，内部还还是有能 量转转 化装置的，一般是一个摆锤摆锤 ，当人戴着手表活 动时动时 ，使摆锤摆锤 不停摆动摆动 ，给给游丝弹丝弹 簧补补充能 量,才会维维持手表的运行如果把这这种手表放在 桌面上静置两天，它一定会停摆摆的，D错错 【答案】 C 【规规律总结总结 】 能量守恒定律是自然现现象中普 遍成立的规规律，没有特例，违违背能量守恒定律 的现现象是不存在的 变式训练 2.(2012厦门高一检测)自由摆动的秋千幅度越 来越小，直至最后停止摆动，对于该过程，下 列说法正确的是( ) A机械能守恒 B能量正在消失 C减少的机械能转化为内能 D只有动能和势能相互转化 解析：选C.在秋千摆动过程中，空气阻力做功, 机械能减少，转化为内能，但能量不会消失， C正确 (2012大同一中高一月考)如图图710 3所示，质质量为为m的小铁块铁块 A以水平速度v0冲 上质质量为为M、长为长为 l置于光滑水平面C上的木板 B，正好不从木板上掉下，已知A、B间间的动动摩 擦因数为为,此时时木板对对地位移为为x，求这这一过过 程中： 图图7103 例3 (1)木板增加的动动能； (2)小铁块铁块 减少的动动能； (3)系统统机械能的减少量； (4)系统产统产 生的热热量 【思路点拨拨】 在此过过程中摩擦力做功的情况 是：A和B所受摩擦力分别为别为 F1、F2,且F1F2 mg,A在F1的作用下做匀减速运动动,B在F2的 作用下做匀加速运动动;当A滑动动到B的右端时时,A 、B达到相同的速度v，正好不掉下 【答案】 见见精讲讲精析 【方法总结总结 】 通过过本题题可以看出摩擦力做功 可从以下两个方面理解： (1)一对对静摩擦力，如果一个力做正功，另一个 力一定做负负功，并且量值值相等，即一对对静摩擦 力对对系统统做的总总功为为零，不产产生热热量 (2)相互作用的一对对滑动动摩擦力做功的代数和一 定为负值为负值 ，即一对对滑动动摩擦力做功的结结果总总 是使系统统的机械能减少，减少的机械能转转化为为 内能：QF滑s相，其中s相是两个接触面相对对 滑动动的距离(或相对对路程) 变式训练 3.一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 解析：选BD.由能量守恒定律可知对子弹来讲, 减少的机械能一是用于木块增加动能，二是用 于增加木块和子弹的内能，D对对子弹和木 块来讲减少的机械能只用来增加它们的内能， B对，A、C错 热点示例创新拓展 应应用功能关系解决多过过程问题问题 经经典案例 (10分)如图图 7104所示,斜面足够够 长长，其倾倾角为为，质质量为为 m的滑块块，距挡挡板P为为x0， 以初速度v0沿斜面上滑,滑块块与斜面间间的动动摩擦 因数为为，滑块块所受摩擦力小于滑块块沿斜面方 向的重力分力,若滑块块每次与挡挡板相碰均无机械 能损损失,求滑块块在斜面上经过经过 的总总路程为为多少 ？ 图图7104 学.科.网 【解题样题样 板】 滑块块在滑动过动过 程中，