江苏省海头高级中学高一物理下学期《第七章 能量守恒定律与能源》课件.ppt

第十节能量守恒定律与能源 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 一 能量守恒定律 自主探究 不同的运动形式间的联系1 不同的运动形式间相互转化电流的化学效应揭示了电与化学之间的联系 电流的磁效应和电磁感应揭示了电与磁之间的联系 电流的热效应和温差电现象揭示了热和电之间的联系 摩擦生热揭示了力和热之间的联系 2 转化中遵守的规律大量事实和实验确认 1 永动机是 制成的 2 不同形式能量之间在相互转化的过程中 能量的总量 不可能 不变 成功发现能量既不会凭空 也不会凭空 它只能从一种形式 为另一种形式 或者从一个物体 到别的物体 在转化或转移的过程中 能量的 保持不变 产生 消失 转化 转移 总量 二 能源和能量耗散1 能量耗散燃料燃烧时把自己的热量释放出去 电池中的化学能转化为电能 它又通过灯泡转化成 能和 能 热和光被其他物体吸收之后变成周围环境的 能 我们无法把这些散失的能量收集起来重新利用 内 光 内 2 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 但在可利用的品质上 了 从便于利用的变成 的了 3 能量转化的方向性与节约能源的必要性 反映了能量转化的宏观过程具有方向性 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然 但还是很有必要节约能源 并未减少 降低 不便于利用 能量耗散 守恒 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 思路点拨 首先根据物体的运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化情况 精讲精析 在下落到地面的过程中 重力做功为wg mgh 由重力做功与重力势能关系知 重力势能的减少量为 ep wg mgh 故a错 故d正确 物体受力如图7 10 1 由牛顿第二定律得图7 10 1 答案 bd 规律总结 熟练掌握不同性质的力做功与不同形式的能变化的关系 变式训练1 一个盛水袋 某人从侧面缓慢推装液体的袋壁使它变形至如图7 10 2所示位置 则此过程中袋和液体的重心将 图7 10 2 a 逐渐升高b 逐渐降低c 先降低再升高d 始终不变解析 选a 人对液体做正功 液体的机械能增加 液体缓慢移动可以认为动能不变 重力势能增加 重心升高 a正确 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 特别提醒 1 能量守恒定律是个普遍规律 它不受条件约束 是自然科学的基本规律之一 2 应用能量守恒定律解题时 一定要分清系统中有哪些形式的能 什么能发生了转化或转移 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 思路点拨 解答本题时应把握以下两点 1 能量守恒定律经受住了事实的检验 2 一切违背能量守恒定律的事情都是不能发生的 精讲精析 永动机违背了能量守恒定律 是不可能制成的 a错 太阳辐射大量的能量 地球只吸收了极少的一部分 就形成了风 云 雨 雪 使万物生长 但辐射到星际空间的能量也没有消失 一定是转化成了别的能量 b错 马和其他动物 包括人 要运动 必须消耗能量 动物的能量来源是食物中储存的生物质能 c对 所谓 全自动 手表 内部还是有能量转 化装置的 一般是一个摆锤 当人戴着手表活动时 使摆锤不停摆动 给游丝弹簧补充能量 才会维持手表的运行 如果把这种手表放在桌面上静置两天 它一定会停摆的 d错 答案 c 规律总结 能量守恒定律是自然现象中普遍成立的规律 没有特例 违背能量守恒定律的现象是不存在的 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7 10 3所示 质量为m的小铁块a以水平速度v0冲上质量为m 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间的动摩擦因数为 此时木板对地位移为x 求这一过程中 图7 10 3 1 木板增加的动能 2 小铁块减少的动能 3 系统机械能的减少量 4 系统产生的热量 思路点拨 在此过程中摩擦力做功的情况是 a和b所受摩擦力分别为f1 f2 且f1 f2 mg a在f1的作用下做匀减速运动 b在f2的作用下做匀加速运动 当a滑动到b的右端时 a b达到相同的速度v 正好不掉下 答案 见精讲精析 方法总结 通过本题可以看出摩擦力做功可从以下两个方面理解 1 一对静摩擦力 如果一个力做正功 另一个力一定做负功 并且量值相等 即一对静摩擦力对系统做的总功为零 不产生热量 2 相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和一定为负值 即一对滑动摩擦力做功的结果总是使系统的机械能减少 减少的机械能转化为内能 q f滑 s相 其中s相是两个接触面相对滑动的距离 或相对路程 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 应用功能关系解决多过程问题 经典案例 10分 如图7 10 4所示 斜面足够长 其倾角为 质量为m的滑块 距挡板p为x0 以初速度v0沿斜面上滑 滑块与斜面间的动摩擦因数为 滑块所受摩擦力小于滑块沿斜面方向的重力分力 若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失 求滑块在斜面上经过的总路程为多少 图7 10 4 解题样板 滑块在滑动过程中 要克服摩擦力做功