粤教版必修2 第4章 7 能量的转化与守恒 课件（23张）.ppt

目标定位 1 了解各种不同形式的能 2 明确做功与能量转化的关系 3 理解能量守恒定律的内容 会用能量守恒的观点分析实际问题 4 知道能量转移和转化的方向性 7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 电能 电磁能 化学能等 2 能量之间的转化 不同形式的能量可以 我们所消耗的能量 大部分是 辐射到地球后转化而来的 一 能量及能量守恒定律 内能 核能 相互转化 太阳能 3 能量守恒定律 1 内容 能量既不会 也不会 它只能从一种形式 为另一种形式 或者从一个物体 到另一个物体 在转化或转移的过程中其总量不变 2 意义 揭示了自然界各种运动形式不仅具有 性 而且具有 性 宣布 不可能制成 凭空产生 凭空消失 转化 转移 多样 统一 第一类永动机 3 表达式 e初 初状态各种能量的总和等于末状态各种能量的总和 e增 一种形式能量的增加量等于另一种形式能量的减少量 e末 e减 4 利用能量守恒定律解题的步骤 1 明确研究对象及研究过程 2 明确该过程中 哪些形式的能量在变化 3 确定参与转化的能量中 哪些能量增加 哪些能量减少 4 列出增加的能量和减少的能量之间的守恒式 或初 末状态能量相等的守恒式 深度思考 如图1所示 神舟十号 飞船返回舱进入地球大气层以后 由于它的高速下落 而与空气发生剧烈摩擦 返回舱的表面温度达到1000摄氏度 图1 1 该过程动能和势能怎么变化 机械能守恒吗 2 该过程中什么能向什么能转化 机械能和内能的总量变化吗 答案 1 动能增加 势能减少 机械能不守恒 2 减少的势能一部分转化为动能 一部分转化为内能 或者说一部分机械能转化成了内能 机械能和内能的总量不变 即能量守恒 例1 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其他能量 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答案c 解析永动机是不消耗或少消耗能量 可以大量对外做功的装置 违背能量守恒定律 a错误 能量不可能凭空消失 b错误 能量也不可能凭空产生 c正确 d错误 例2 某地平均风速为5m s 已知空气密度是1 2kg m3 有一风车 它的风叶转动时可形成半径为12m的圆面 如果这个风车能将圆面内10 的气流动能转变为电能 则该风车带动的发电机功率是多大 答案3391 2w 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 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 1 系统内一对静摩擦力即使对物体做功 但由于相对位移为零而没有内能产生 只有物体间机械能的转移 2 作用于系统的滑动摩擦力和物体间相对滑动的距离的乘积 在数值上等于滑动过程产生的内能 即q 其中f滑必须是滑动摩擦力 s相对必须是两个接触面的相对滑动距离 或相对路程 二 摩擦生热及产生内能的有关计算 f滑s相对 例3 电动机带动水平传送带以速度v匀速传动 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 如图2所示 传送带足够长 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 摩擦过程中产生的内能 5 因传送小木块电动机多消耗的电能 图2 1 功能关系概述 1 不同形式的能量之间的转化是通过 实现的 的过程就是能量之间转化的过程 2 是能量转化的量度 做了多少功 就有多少能量发生转化 三 对功能关系的理解及应用 做功 做功 功 2 力学中常见的功与能的关系 重力势 弹性势 动 机械 内 答案cd 图3 要认清每种形式能的变化与相应力做功相关 重力势能的变化只与重力做功有关 弹性势能的变化与弹簧类弹力做功有关 动能的变化与合力做功有关 机械能的改变量与除重力 及系统内弹力 之外的力做功有关 例5 如图4所示 在光滑的水平面上 有一质量为m的长木块以一定的初速度向右匀速运动 将质量为m的小铁块无初速度地轻放到长木块右端 小铁块与长木块间的动摩擦因数为 当小铁块在长木块上相对长木块滑动l时与长木块保持相对静止 此时长木块对地的位移为l 求这个过程中 1 系统产生的热量 2 小铁块增加的动能 3 长木块减少的动能 4 系统机械能的减少量 答案 1 mgl 2 mg l l 3 mgl 4 mgl 图4 解析画出这一过程两物体位移示意图 如图所示 1 m m间相对滑动的位移为l 根据能量守恒定律 有q mgl 即摩擦力对系统做的总功等于系统产生的热量 2 根据动能定理得 mg l l ek 即小铁块动能的增加量等于滑动摩擦力对小铁块做的功 3 摩擦力对长木块做负功 根据功能关系得 ekm mgl 即长木块减少的动能等于长木块克服摩