能量的转化与守恒.ppt

1、能量的转化与守恒 1）举例说明能量的转化和守恒定律 a 2）举例说明能量的转化与传递有一定的方向性a 3）通过对能量转化与守恒定律发现史的学习，领 悟科学思想与科学精神c 能量的转化 钻木取火 水力发电 风力发电 太阳能发电 光合作用 原子弹爆炸 机械能 热能 水能 电能 风能 电能 太阳能 电能 太阳能 化学能 核能 热能 自主活动 机械能 内能 电能 化学能 核能 根据箭头标出的各种能之间的转化 关系，请 例举事例，说明它们是如何实现转化的？ 核反应堆 燃烧 蒸汽机 发电机、电动机 电热器 蓄电池 历史回眸 英国物理学家焦耳（James Prescort Joule,1818 1889）一生致力于实验研究。从1840年到1878年的将 近40年的时间里，他研究了电流的热效应，压缩空气 的温度升高以及电、化学和机械作用之间的联系。他 做了400多次实验，用各种方法测定了热功当量的值 ，为能量守恒定律的发现奠定了坚实的实验基础。 焦耳测定热功当量的实验装置 能量既不会能量既不会 ，也不会，也不会 ，它只会从一种形式，它只会从一种形式 为另一种为另一种 形式或从一个物体形式或从一个物体 到另一个物到另一个物 体。而能的总量体。而能的总量 。 消灭消灭 创生创生 转化转化 转移转移 保持不变保持不变 “消耗能量”“利用能量”“获得能量 ”的 实质是：能量相互转化或转移的过程。 能的转化和守恒定律： 下列说法中错误的是： A、能的转化和守恒定律只适用于物体内 能的变化 B、只要有能的转化和转移，就一定遵从 能量守恒定律 C、能的转化和守恒定律是人们认识自然 和利用自然的有力武器 D、任何一种形式的能在转化为其它形式 的能的过程中，消耗多少某种形式的能 量，就能得到多少其它形式的能量，而 能的总量保持不变 A 遵循能量的转化和 守恒定律的事件是 否一定会发生呢？ 能量的转移和转 化有一定的方向 性。 说说木材燃烧过程的能量转化? 可以逆向转化吗? 热水袋在使用过程能量 如何变化? 可以逆向转移吗? 活动五： 举出能量的转移和 转化有一定的方向 性例子 焦耳在探索科学真理的道路上，也走过弯路。年轻的 时候，他也和许多人一样设想制作一种“永动机”不需 要给它提供任何动力（即不消耗任何能源）就能自动工作 起来的机械装置。他曾通宵达旦地冥思苦想，不断地设计 、制作，但没有一次是成功的。接连的失败引起了焦耳的 深思，他没有像有些人那样“知迷不悟”，而是反思原来的 设想，重新确定新的探究课题。经过不懈的努力，他终于 在新的研究领域中取得了成功，发现了科学真理。 永动机”制造一直失败的原因是： 它违背了 你从焦耳科学探究的历程中得到的启示 是: 。 能量的转化和守恒定律 科学探究不可能一帆风顺，必须要有恒心和毅力才能 成功等 2、机械功 1）理解功的概念b 2）理解功的单位a 3）应用功的公式进行简单的计算c 4）解释做功伴随能的转化（或转移）b 一、功一、功是能量转化的量度是能量转化的量度 功的两个功的两个 必要因素：必要因素： 作用在物体上的作用在物体上的力力 物体在力的方向通过的物体在力的方向通过的距离距离 （S S） （F F） F F S S （WW）WW 计算公式：计算公式： = = 因此功的单位和能一样都是：因此功的单位和能一样都是：焦耳（焦耳（J J） 注：注：对公式对公式W=FSW=FS的理解中要注意几个对应关系的理解中要注意几个对应关系 ：“ “同体同体” ”FF和和S S对应于同一物体；对应于同一物体；“ “同向同向” ” F F和和S S必须同方向；必须同方向；“ “同时同时” ”FF和和S S必须对应于必须对应于 同一段时间。同一段时间。 单位：牛单位：牛 米米 F F S 手的拉力是否对提包做功？ 结论：结论： 劳而劳而 无功无功 提包没有在拉力的方向移动一段距离提包没有在拉力的方向移动一段距离 所以没有做功！所以没有做功！ F G F G S 在极光滑水平面上匀速运动的小球是否有力对它做功？ 结论：在极光滑水平面上匀速运动的小球，在水平方向上 不受摩擦力，小球是依靠惯性做匀速运动，虽然在水平面 移动了距离，但水平面方向没有力的作用，所以没有 力对小球做功 不劳无功不劳无功 你知道不做功的几种情况吗? 一、有距离无力 二、有力无距离 三、力和通过距离的方向垂直 【例】在水平地面上，用50牛的水平推力推动重100牛 的箱子，前进了10米，推箱子的人做了多少功？如果把 这个箱子匀速举高1.5米，他做了多少功？ 10米 50牛50牛 解：根据W1Fs50牛10米500焦耳 已知：F50牛、S10米、G100牛、h=1.5米 求：W1 ? W2 ? W2 Gh100牛1.5米150焦 答：他推箱子做功500焦，举箱子做功150焦 3、功率 1）说明功率的概念 b 2）知道功率的单位 a 3）应用功率公式进行简单的计算c 4）从能的传递和转化来说明功率b 功率是反映力对物体做功快慢的物理量。 定义式： 功率单位：瓦特(w) 1瓦特=1 焦耳/秒 单位时间里完成的功，叫做功率。 功率只表示做功的快慢，不表示做功的 多少，也不表示效率的高低。 推导式:P=Fv 问题思考： 1、为什么机动车上坡时速度要比在 平地上行驶的速度小得多呢？ 分析： 根据 P=W/t=Fs/t=Fv P一定时，上坡时 F v 2、怎样估测人上楼时的功率，你 认为需要估测哪些物理量，怎样 进行计算呢？ 要匀速上楼 （ F=G=mg）,估计 （或测量）楼高 h ， 记录上楼时间 t 。 则：P = W/t = Fs/t = mgs/t 基础过关基础过关 1 1、下列情况中做功的是（、下列情况中做功的是（ ） A A、物体自由下落、物体自由下落 B B、用力推车，车没动、用力推车，车没动 C C、物体在光滑的水平面上匀速运动、物体在光滑的水平面上匀速运动 DD、动运员将杠铃举在空中不动、动运员将杠铃举在空中不动 2 2、某班同学在上体育课时，进行了引体向上测、某班同学在上体育课时，进行了引体向上测 试有位同学试有位同学1 1分钟拔起分钟拔起1010次，每次拔起时身体上次，每次拔起时身体上 移约移约2020厘米。若他他的质量为厘米。若他他的质量为5050千克，则他拔千克，则他拔 起一次所做的功约为起一次所做的功约为_J_J，他的功率约为，他的功率约为 _W_W。（。（g=10N/kgg=10N/kg） 3 3、一辆匀速行驶的汽车，速度为、一辆匀速行驶的汽车，速度为10m/s10m/s，牵引，牵引 力为力为510510 3 3 NN，则汽车的功率为，则汽车的功率为_kW_kW。 100100 16.716.7 A A 5050 4 4、下列说法中正确的是（、下列说法中正确的是（ ） A A、机器的功率越大，做的功越多、机器的功率越大，做的功越多 B B、抽水机的功率越大，抽的水就越多、抽水机的功率越大，抽的水就越多 C C、机器的功率越小，效率越低、机器的功率越小，效率越低 DD、机器的功率越小，做功越慢、机器的功率越小，做功越慢 5 5、下列叙述正确的是（、下列叙述正确的是（ ） A A、铅球运动员将铅球推出去，运动员对铅球、铅球运动员将铅球推出去，运动员对铅球 没有做功没有做功 B B、人提水桶，使水桶在水平方向上移动一段、人提水桶，使水桶在水平方向上移动一段 距离，提力对水桶做了功距离，提力对水桶做了功 C C、雨水从天上落下，重力对雨水做了功、雨水从天上落下，重力对雨水做了功 DD、玻璃球在光滑桌面上滚动了一段距离，桌、玻璃球在光滑桌面上滚动了一段距离，桌 面对球的支持力做了功面对球的支持力做了功 DD C C 能力提高能力提高 1 1、一支猎枪的枪筒长为、一支猎枪的枪筒长为0.80.8米米, ,火药火药 爆发时高压气体对子弹的平均推力为爆发时高压气体对子弹的平均推力为1000N1000N。 子弹离开枪口后，在空气中飞行子弹离开枪口后，在空气中飞行500m500m后落在地后落在地 上。则高压气体对子弹做的功是（上。则高压气体对子弹做的功是（ ） A A、800J B800J B、510510 5 5 J CJ C、0J D0J D、无法判断、无法判断 2 2、甲、乙两个集装箱的质量相同，起重机第一、甲、乙两个集装箱的质量相同，起重机第一 次将甲集装箱以次将甲集装箱以0.10.1米米/ /秒的速度匀速提升秒的速度匀速提升1010米米 ，第二次将乙集装箱以，第二次将乙集装箱以0.20.2米米/ /秒的速度匀速提秒的速度匀速提 升相同的高度，若不计空气阻力，两次钢绳对升相同的高度，若不计空气阻力，两次钢绳对 集装箱的拉力相比，第一次集装箱的拉力相比，第一次_第二次；两次第二次；两次 对集装箱做功的功率相比，第一次对集装箱做功的功率相比，第一次_第二次第二次 。（两空均填。（两空均填“ “” ”、“ “” ”、“ “” ”） A A 3 3、在平直的公路上以一般速度行驶的自行车所、在平直的公路上以一般速度行驶的自行车所 受阻力为车与人总重的受阻力为车与人总重的0.020.02倍，则骑车人的功倍，则骑车人的功 率最接近于（率最接近于（ ） A A、1 1瓦瓦 B B、100100瓦瓦 C C、1 1千瓦千瓦 DD、1010千瓦千瓦 4 4、如图，水平地面上的物体，在水平恒力、如图，水平地面上的物体，在水平恒力F F作作