沪科版必修2 4.34.4 能量的转化与守恒 能源与可持续发展 课件（27张）.pptx

4 3能量的转化与守恒 4 4能源与可持续发展 自主阅读 自我检测 一 能量的转化与守恒1 能量的多样性自然界中能量的形式多种多样 例如 机械能 内能 电磁能 光能 化学能 核能 生物能等 2 能量守恒定律能量既不能凭空产生 也不能凭空消失 它只能从一种形式转化为另一种形式 或者从一个物体转移到另一个物体 在转化或转移的过程中其总量不变 3 能量守恒定律确立的意义 1 揭示了自然界各种运动形式不仅具有多样性 而且具有统一性 物体的各种运动形式之间可以相互转化 2 宣布 第一类永动机 不可能制成 自主阅读 自我检测 4 下图是小朋友沿滑梯向下滑动过程中 他们身上发生了哪些能量间的转化 小朋友的机械能守恒吗 提示 小朋友下滑时 重力势能减少 动能增加 同时他们与滑梯的内能也增加 小朋友的机械能减少 一部分转化为内能 自主阅读 自我检测 二 能源与可持续发展1 能量的转化效率 2 能量转化和转移的方向性能量的转化和转移具有方向性 或者说能量的转化和转移具有不可逆性 3 第二类永动机不可能性第二类永动机并不违背能量守恒定律 但违背了能量转化和转移的不可逆性 4 有的同学认为既然自然界总能量是守恒的 那就没必要节约能源了 他的观点为何不对 提示 总能量虽然守恒 但是可利用的能量越来越少 所以人类应节约可利用能源 自主阅读 自我检测 1 正误辨析 1 能量守恒定律是自然界中最基本 最普遍的规律 2 随着科技的发展 第一类永动机 是可以制成的 3 不同形式的能量之间可以相互转化 因而必有损耗 所以能量是不守恒的 4 第二类永动机不违背能量守恒定律 所以总有一天是会成功的 5 能量不能创造 不能再生 能量只能进行转化和转移 但能量间的转化和转移是有方向的 答案 1 2 3 4 5 自主阅读 自我检测 2 利用能源的过程实质上是 a 能量的消失过程b 能量的创造过程c 能量不守恒的过程d 能量转化或转移并且耗散的过程解析 利用能源的过程实质上是能量转化或转移的过程 在能源的利用过程中能量是耗散的 d正确 答案 d 自主阅读 自我检测 3 在质量为0 5kg的重物上安装一极轻的细棒 设细棒足够长 如图所示的那样 用手在靠近重物处握住细棒 使重物静止 握细棒的手不动 稍稍减小握力 使手和细棒间保持一定的摩擦力 让重物和细棒保持一定的加速度下落 在起初的1 0s的时间里 重物落下了0 50m 在此过程中手和细棒之间所产生的热量是多少 g取10m s2 答案 2 25j 问题导引 知识归纳 典例剖析 知识点一 知识点二 对能量转化和转移的认识如图所示 把小球拉到一定角度后释放 小球在竖直平面内来回摆动 我们观察到它的摆动幅度越来越小 最后停止摆动 机械能消失了吗 若没有消失 转化成了什么 能否让这种能自发地转化为机械能使小球动起来呢 要点提示 机械能没有消失 而是转化为小球和空气的内能 不可能使内能自发转化为机械能使小球摆动 问题导引 知识归纳 典例剖析 知识点一 知识点二 1 自然界存在着多种形式的能量 在一定条件下 各种形式的能量之间可以相互转化和转移 如在热传递过程中 高温物体的内能转移到低温物体 在这种转移的过程中能量形式没有变 小朋友滑滑梯时 由于摩擦而使部分机械能转化为内能 2 在能量转化和转移的过程中 能的总量保持不变 大量事实证明 在普遍存在的能量的转化和转移过程中 消耗多少某种形式的能量 就得到多少其他形式的能量 如在热传递过程中 高温物体放出多少热量 减少多少内能 低温物体就吸收多少热量 增加多少内能 克服摩擦力做了多少功 就有多少机械能转化为内能 但能量的总量不变 问题导引 知识归纳 典例剖析 知识点一 知识点二 3 能量的转化和转移也不是任意的 涉及内能的转化和转移都是具有方向的 1 机械能可以全部转化为内能 但内能不能全部转化为机械能而不引起其他变化 2 内能总是自发地从高温物体向低温物体转移 而不能自发地从低温物体向高温物体转移 问题导引 知识归纳 典例剖析 知识点一 知识点二 例1 如图所示 通过定滑轮悬挂两个质量分别为m1 m2的物体 m1 m2 不计绳子质量 绳子与滑轮间的摩擦等 在m1向下运动一段距离的过程中 下列说法正确的是 a m1势能的减少量等于m1动能的增加量b m1势能的减少量等于m2势能的增加量c m1势能的减少量等于m2动能的增加量d m1势能的减少量等于m1 m2两者动能的增加量与m2势能增加量之和 问题导引 知识归纳 典例剖析 知识点一 知识点二 解析 两个物体在运动过程中 系统的机械能守恒 m1的重力势能减少量等于m2重力势能的增加量与两物体的动能之和 d正确 答案 d规律方法利用能量转化与转移解题的两点注意 1 能量既可通过做功的方式实现不同形式的能量之间的转化 也可在同一物体的不同部分或不同物体间进行转移 2 能量在转化与转移的过程中 能量的总量保持不变 利用能量守恒定律解题的关键是正确分析有多少种能量变化 分析时避免出现遗漏 问题导引 知识归纳 典例剖析 知识点一 知识点二 变式训练1 多选 下列过程可能实现的是 a 水的温度自动下降时释放的内能全部转化为机械能b 利用不同深度的海水温度不同来制造一种机器 把海水的内能转化为机械能c 粗糙水平面上运动的物体的动能转化为内能 使物体温度升高d 静止在光滑水平面上的物体 温度降低时释放的内能转化为物体的动能 使物体运动起来解析 根据能量转化和转移的方向性可知 物体温度下降释放的内能不可能在不引起其他变化的情况下完全转化为机械能 因此选项a d是错误的 而选项b c都是可实现的过程 答案 bc 知识点一 知识点二 问题导引 知识归纳 典例剖析 能量守恒定律的理解及应用dennislee和他的永动机一个叫丹尼斯 李 dennislee 的美国人在 美国今日 新闻周刊 等全国性报刊上刊登大幅广告 在全美各地表演 展示其号称无需任何能源的发电机 你认为这种发电机能造出来吗 知识点一 知识点二 问题导引 知识归纳 典例剖析 要点提示 不能 能量守恒定律是自然界最普遍 最重要 最可靠的定律之一 物体之间只能发生能量的转化或转移 但总能量不变 任何事物都不能违背能量守恒定律 丹尼斯 李的发电机不消耗其他能量而可以不断地产生电能 这违背了能量守恒定律 因此不能制成 知识点一 知识点二 问题导引 知识归纳 典例剖析 1 能量守恒定律的理解 1 适用条件 能量守恒定律是普遍适用的 对宏观世界与微观世界 高速运动与低速运动都成立 2 意义 能量守恒定律揭示了各种运动形式的统一性 它把机械的 热的 光的 电的 磁的 化学的 生物的等现象联系起来 告诉人们自然科学是相互联系 相互统一的 能量之间的转化反映了物质的运动形式的变化 2 能量守恒定律的表达式 1 从不同状态看 e初 e终 2 从能的转化角度看 e增 e减 3 从能的转移角度看 ea增 eb减 知识点一 知识点二 问题导引 知识归纳 典例剖析 3 解题步骤 1 分清共有多少种形式的能 如动能 势能 电能 内能等 在变化 2 明确哪种形式的能量增加 哪种形式的能量减少 3 减少的总能量一定等于增加的总能量 据此列出方程 e减 e增 知识点一 知识点二 问题导引 知识归纳 典例剖析 例2 如图所示 斜面的倾角为 质量为m的滑块距挡板p的距离为s0 滑块以初速度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重力沿斜面向下的分力 若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失 求滑块经过的总路程 知识点一 知识点二 问题导引 知识归纳 典例剖析 解析 滑块最终要停在斜面底部 设滑块经过的总路程为s 对滑块运动的全程应用能量守恒定律 全程所产生的热量为 又因为全程产生的热量等于克服摩擦力所做的功 即q mgscos 知识点一 知识点二 问题导引 知识归纳 典例剖析 规律方法列能量守恒表达式时的两条基本思路 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 知识点一 知识点二 问题导引 知识归纳 典例剖析 变式训练2右图是一个粗细均匀的u形管 内装有同种液体 液体质量为m 在管口右端用盖板a密闭 两边液面高度差为h u形管内液柱的总长度为4h 拿去盖板 液体开始运动 由于管壁的阻力作用 最终管内液体停止运动 则该过程中产生的内能为 知识点一 知识点二 问题导引 知识归纳 典例剖析 解析 去掉右侧盖板之后 液体向左侧流动 最终两侧液面相平 液体的重力势能减少 减少的重力势能转化为内能 如图所示 最终状态可等效为右侧h的液柱移到左侧管中 即增加的内能等于该液柱减少的重力势能 则 故a正确 答案 a 1 2 3 4 1 在以下过程中 内能转化为机械能的是 a 冰块在地面上滑动时融化b 砂轮磨刀c 水开了会顶动壶盖d 火柴摩擦后燃烧解析 a b项中机械能转化为内能 c项中内能转化为机械能 d项中化学能转化为内能 答案 c 1 2 3 4 2 关于能量和能源 下列说法正确的是 a 能量在转化和转移过程中 其总量有可能增加b 能量在转化和转移过程中 其总量会不断减少c 能量在转化和转移过程中总量保持不变 故节约能源没有必要d 能量的转化和转移具有方向性 且现有可利用的能源有限 故必须节约能源解析 能量在转化和转移过程中 总量是守恒的 故选项a b错误 能量在转化和转移过程中总量保持不变 但具有方向性 我们要注意节约能源 选项c错误 d正确 答案 d 1 2 3 4 3 多选 下述设想中 符合能量守恒定律的是 a 利用永磁铁和软铁的相互作用 做成一架机器 永远地转动下去b 制造一架飞机 不携带燃料 只需利用太阳能就能飞行c 做成一只船 利用流水的能量 逆水行驶 不用其他动力d 利用核动力使地球离开太阳系解析 a c项不消耗任何其他能量 而维