高中物理 第七章 第10节 能量守恒定律与能源课件 新人教版必修2.ppt

成才之路 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 必修2 机械守恒定律 第七章 第十节能量守恒定律与能源 第七章 各种形式的能都可以互相转化 你能说出下列现象 见下图 中 能是如何转化的吗 1 内容 能量既不会消灭 也不会 它只会从一种形式转化为 或者从一个物体转移到 而在转化和转移的过程中 能量的总量 这个规律叫做能量守恒定律 能量守恒定律 创生 其他形式 另一个物体 保持不变 2 确立能量守恒定律的两类重要事实 1 确认了 的不可能性 2 发现了各种自然现象之间能量的 与转化 3 意义 能量守恒定律的建立 是人类认识自然的一次重大飞跃 它是最 最 最 的自然规律之一 而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式 永动机 相互联系 普遍 重要 可靠 1 能源 1 概念 能够提供可 的物质 都可以称为能源 2 人类利用能源大致经历了三个时期 时期 时期 时期 当今人类使用的主要能源是煤炭和石油 它们的资源有限 且大量使用造成环境恶化 和 成为关系到人类社会能否持续发展的大问题 能源和能量耗散 利用能量 柴薪 煤炭 石油 能源短缺 环境恶化 2 能量耗散 1 自然界中自发的能量的转化和转移具有方向性 a 热量可以自发的由高温物体传递给 物体 但不能自发的由低温物体传给 物体 b 冒起的煤烟和散开的炭灰 又重新组合成一堆煤炭 c 散失到周围环境中的内能不能回收重新利用 2 能量耗散在能量的转化过程中 一部分能量转化为 流散到周围环境中 我们无法把这些 收集起来重新利用 这种现象叫能量的耗散 低温 高温 不可能 内能 内能 3 能源危机的含义在能源的利用过程中 即在能量的转化过程中 能量在数量上虽 但在可利用品质上 了 从便于利用的变成 的了 未减少 降低 不便于利用 一 对功与能的理解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 常见的几种功能关系 特别提醒 1 能是物体运动状态决定的物理量 即状态量 而功则是和物体运动状态变化过程有关的物理量 是过程量 两者有着本质的区别 2 做功可以使物体具有的能量发生变化 而且物体能量变化大小是用做功的多少来量度的 但功和能不能相互转化 a 一边转动一边向下运动 由于重力做功 溜溜球越转越快 动能不断增大 溜溜球的势能转变为动能b 在溜溜球上下运动中 由于发生动能和势能的相互转化 因此机械能守恒c 在溜溜球上下运动中 由于空气阻力和绳子与固定轴之间摩擦力的作用 会损失一部分能量d 在溜溜球转到最低点绳子将要开始向上缠绕时 轻抖手腕 向上拉一下绳子 给溜溜球提供能量答案 acd 解析 溜溜球向下运动时由于重力做正功 动能一定增大 势能转化为动能 选项a正确 溜溜球在上下运动的过程中由于有阻力做功 所以会损失一部分机械能 机械能不守恒 若不及时补充能量则上升的高度会越来越低 因此可在溜溜球运动到最低点时轻抖手腕 向上拉一下绳子 给其补充能量 故选项cd正确 b错误 二 能的转化和守恒定律的应用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 应用步骤 1 分清多少种形式的能 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 特别提醒 能量守恒定律表达式中虽然没有出现功 但功是能量转化的量度 能量变化中也体现功的本质及做功多少 如图所示 小球以初速度v0从a点沿粗糙的轨道运动到高为h的b点后自动返回 再次通过a点 则经过a点的速度大小为 答案 b 对能量守恒定律的理解 行驶中的汽车制动后滑行一段距离 最后停下来 流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰 降落伞在空中匀速下降 条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈 线圈中产生电流 上述不同现象中所包含的相同物理过程是 a 物体的动能转化为其他形式的能b 物体的势能转化为其他形式的能c 物体的机械能转化为其他形式的能d 其他形式的能转化为物体的机械能 解析 四个运动过程中的能量转化如下表 由表可知 四个运动过程中均是物体的机械能转化为其他形式的能 c正确 答案 c 如图所示 一小孩从图中粗糙的滑梯上自由加速滑下 其能量的变化情况是 a 重力势能减小 动能不变 机械能减小 总能量减小 b 重力势能减小 动能增加 机械能减小 总能量不变c 重力势能减小 动能增加 机械能增加 总能量增加d 重力势能减小 动能增加 机械能守恒 总能量不变答案 b 解析 由能量转化和守恒定律可知 小孩在下滑过程中总能量守恒 故a c均错 由于摩擦力要做负功 机械能不守恒 故d错 下滑过程中重力势能向动能和内能转化 故只有b正确 功能关系的理解与应用 如图所示 电动机带动水平传送带以速度v匀速转动 一质量为m的小木块由静止轻放在传送带上 若小木块与传送带之间的动摩擦因数为 当小木块与传送带相对静止时 求 1 小木块的位移 2 传送带转过的路程 3 小木块获得的动能 4 摩擦过程产生的热量 5 因传送小木块 电动机多输出多少能量 如图 木块m放在光滑的水平面上 一颗子弹水平射入木块中 子弹受到的平均作用力为f 射入深度为d 此过程中木块移动了s 则 a 子弹损失的动能为fsb 木块增加的动能为f s d c 子弹动能的减少等于木块动能的增加d 子弹 木块系统总机械能的损失为fd答案 d解析 子弹克服阻力做功为wf f s d 子弹损失的动能为f s d a错 f对木块做的功为wf fs 木块增加的动能为fs b错 由功能关系知 子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块系统增加的内能之和 c错 子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于系统内能的增加量等于fd d正确 开放 探究 液体能够沿着很细的毛细管上升一段距离而高出原来的液面 这种现象叫做毛细现象 棉线浸在煤油中 煤油会沿着棉线上升一段较大的高度 有人根据这一现象制造了一台可以源源不断地对外做功的机器 如图所示 试根据能的转化和守恒定律 分析说明这台装置能够正常工作吗 若不能正常工作 原因可能出现在哪里 解析 这台装置不能正常工作 假设它能正常工作 便意味着这台装置不需要外界的能量而源源不断地对外工作 对外界输出能量 这违背了能量转化和守恒定律 此装置成为一台永动机 煤油能沿棉线上升一个较大的高度 这是一个不争的事实 如果b槽中有煤油便会向下流动冲击叶轮对外做功也是无可置疑的 此装置不能工作的原因是煤油虽上升到b槽高处 但不能滴落到b槽中 答案 不能工作 违背能的转化和守恒定律 原因是煤油不能从棉线上滴落 点评 这是一道考查学生对自然现象的观察能力和应用能的转化和守恒定律分析解决实际问题能力的题目 例如 我们容易注意到毛细现象 但往往不注意观察上升的液体是否能从毛细管中流出 这几年流行一种 自发电电动车 基本原理是将一小型发电机紧靠车轮处 车轮转动时 带动发电机运转 发出的电又继续供给电动车 你认为仅靠这种方式 电动车能持续运动下去吗 解析 仅靠这种方式 不能使电动车持续运动下去 因为靠这种方式 只能将电动车的一部分能量收集起来 但电动车运动时受到的阻力做负功 不断把电动车的机械能转化为内能 根据能量守恒定律 要想使电动车持续运动下去 必须不断地给电动车补充新的能量 如用脚蹬电动车或给电动车的电源充电 易错点 对功能关系理解不