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7 10能量守恒定律与能源 我们已经学过了好几种形式的能量了 那么到底如何定义能量呢 一 能量的概念 一个物体能够对外做功 我们就说这个物体具有能量 二 能量的多样性 对应于不同的运动形式 能的形式也是多种多的 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 这些能量之间有联系吗 有什么联系呢 讨论与思考 太阳能的利用 太阳能转化为电能 内燃机车 内能转化机械能 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 三 能的转化 不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的 不同形式的能之间可以在一定条件的情况下相互转化 而且在转化过程中总量保持不变 四 功是能量转化的量度 重力做功 重力势能和其他能相互转化弹力做功 弹性势能和其他能相互转化 五 能量守恒定律 内容 能量既不可会消灭 也不会创生 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 定律的表达式E初 E终 E增 E减 说明 a 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 b 要分清系统中有多少种形式的能 发生了哪些转化和转移 c 系统克服摩擦力所做的总功等于系统机械能的减少量 滑动摩擦力与相对距离的乘积在数值上等于系统产生的内能 即Q Fl相 在一定条件下 各种形式的能量可以相互转化和转移 特点 能量的形式没有变 特点 能量的形式发生变化 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 六 能源和能量耗散 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 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 质量为m的物体下落过程中 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 分析 根据动能定理 有 功能原理介绍 下落过程中重力对物体做功 重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量 取地面为参考平面 有 由以上两式可以得到 当WG外 0时 E 0 机械能增加 当WG外 0时 E
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