能量守恒定律

.,机械能守恒定律,.,自学提纲：1、探究实验要验证的机械能守恒的表达式，注意事项，误差分析是怎样的？2、自己动手独立推导机械能守恒的表达式，表达式有几种形式？3、机械能守恒的条件是什么？4、能量守恒定律的内容及表达式,.,h,一、机械能：物体所具有的动能和势能统称为机械能。,E=EK+EP,.,动能和势能之间可以相互转化（一）,.,动能和势能之间可以相互转化（二）,.,动能和势能之间可以相互转化（三）,.,重力势能,弹性势能,势能,动能,机械能,.,实验：验证机械能守恒定律,.,实验装置、步骤及注意事项,1、组装实验装置,2、释放重锤记录运动情况,3、选择纸带、选点并测量,4、计算vn及对应动能,5、比较是否相等,1、安装要竖直,2、先通电再释放,3、先断电再取纸带,4、计数点距起点远一些,5、注意刻度尺读数规则,实验步骤,注意事项,.,设小球下落时先后经历了A、B两点。因为只有重力做功，根据动能定理有:,V1,V2,A,B,又根据重力做功与重力势能的变化关系有：（选地面为参考面）,由（1）、（2）两式得：,理论推导,.,一、机械能守恒定律：1.内容：在只有重力（或弹力）做功的情形下，物体的动能和重力（弹性）势能发生相互转化，而总的机械能保持不变。,2.条件：系统内只有重力、(弹簧)弹力做功，其它力不做功(或其它力做功代数和为零)。,.,1.从系统的内、外力做功的角度看,只有重力、（弹簧）弹力做功，具体表现为三种情况：(1)只受重力、（弹簧）弹力。(2)还受其它力，但其它力不做功。(3)其它力做功，但做功的代数和为零。,机械能守恒条件的进一步理解,2.从能量转化的角度看，只有系统内动能和势能相互转化，无机械能与其它形式能量（如内能）之间的转化。,.,例题1.在下面各个实例中，除1外都不空气阻力，判断哪些机械能是守恒的，并说明理由。1.伞兵带着张开的降落伞在空气中匀速下落。,解析：机械能不守恒，因为除重力做功外，降落伞还要克服空气阻力做功。,.,2.抛出的手榴弹做抛物线运动(忽略空气阻力）。解析：机械能守恒，因为除受重力外，没有其它力对手榴弹做功。3.物体沿着光滑的曲面滑下。解析：机械能守恒，因为除重力做功外，曲面弹力始终与位移垂直，不做功。,.,4.拉着物体沿着光滑的斜面匀速上升。解析：机械能不守恒，因为除重力外，还有拉力对物体做功。5.在光滑水平面上运动的小球碰到一个弹簧，把弹簧压缩后，又被弹回来。解析：机械能守恒，因为除弹簧弹力外，没有其它力对小球做功。,.,6.用细绳拴着一个小球，使小球在光滑水平桌面内做匀速圆周运动。解析：机械能守恒，因为小球在水平面上运动,重力和支持力不做功,重力势能不变;绳的拉力始终与位移垂直，也不做功，小球做匀速圆周运动，动能也不变。,.,即EK2EP2EK1EP1,课堂小结,1、动能和势能统称为机械能2、机械能守恒定律：a、在只有重力做功的条件下，物体的动能和重力势能相互转化，但机械能的总量保持不变b、在只有弹力做功的条件下，物体的动能和弹性势能相互转化，但机械能的总量保持不变c、在只有重力和弹力做功的条件下，系统的动能和势能相互转化，但机械能的总量保持不变。3、表达式：,.,课堂练习,2.一个轻弹簧固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面肯弹簧保持原长的A点无初速度释放，让它自由下摆，不计空气阻力，在重物由A摆到最低点的过程中，A、重物的重力势能减少。B、重物的重力势能增加。C、重物的机械能不变。D、重物的机械能减少。,AD,球和弹簧组成的系统机械能守恒,1.下列关于机械能是否守恒的叙述正确的是A、做匀速直线运动的物体机械能一定守恒。B、做匀变速直线运动的物体的机械能可能守恒。C、合外力对物体做功为零时机机械能守恒。D、只有重力对物体做功，物体的机械能一定守恒。,BD,物体的机械能是否守恒与物体的运动无关,.,3.在验证机械能守恒定律的实验中，下列操作正确的是A先释放重物，后接通电源B用秒表测量重物下落的时间C打完一条纸带后，立即切断电源D每打完一条纸带，活动复写纸位置,CD,.,2能量的形式,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。人类使用的能源可分为常规能源和新能源。,常规能源：煤，石油，天然气；新能源：风能，水能，太阳能（光能），核能（原子能）。,.,煤炭,煤炭是地球上蕴藏量最丰富，分布地域最广的化石燃料。据世界能源委员会的评估，世界煤炭可采资源量达484104亿t标准煤，占世界化石燃料可采资源量的668。,煤炭是埋藏在地下的植物受地下和地热的作用，经过几千万年乃至几亿年的炭化过程，释放出水份、二氧化碳、甲烷等气体后，含氧量减少而形成的，含炭量非常丰富。由于地质条件和进化程度不同，含炭量不同，从而发热量也就不同。按发热量大小顺序分为无烟煤、烟煤和褐煤等。,.,石油,石油是水中堆积的微生物残骸，在高压的作用下形成的碳氢化合物。石油经过精制后可得到汽油、煤油、柴油和重油。石油在,地球上分布不均，中东占54%，北美占12%，南美占9%，几乎占了可确认埋藏量的3/4。,.,水电,水力发电是从流动的水的能量中产生的电能。原理是利用一条大堤坝蓄水成湖，引水流过大堤坝的涡轮桨叶，从而推动涡轮电机发电。,水力发电最丰富的地方，通常都有高山峻岭和充沛的雨量，形成流速高、流量大的河流。水力发电是可再生的能源，不会污染空气。,.,风能,风是地球上的一种自然现象，它是由太阳辐射热引起的。太阳照射到地球表面，地球表面各处受热不同，产生温差，从而引起大气的对流运动,形成风。据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约2转化为风能，但其总量仍是十分可观的。全球的风能约为2.74X109MW，其中可利用的风能为2X107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。,.,潮汐能,潮汐与潮流能来源于月球、太阳引力。潮汐的能量与潮差大小和潮量成正比；潮,流、海流的能量与流速平方和通流量成正比。据调查统计，我国沿岸和海岛附近的可开发潮汐能资源理论装机容量达2179万kW，理论年发电量约624亿kWH，波浪能理论平均功率约1285万kW，潮流能理论平均功率1394万kW。,.,地热能,地热能是来自地球深处的可再生热能。它起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。地下水的深处循环和来自极深处的岩浆侵入到地壳后，把热量从地下深处带至近表层。在,有些地方，热能随自然涌出的热蒸汽和水而到达地面。地热作为指贮存在地球内部的热能，其储量比目前人们所利用的总量多很多倍，而且集中分布在构造板块边缘一带、该区域也是火山和地震多发区。,.,生物能,生物能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式，一种以生物质为载体的能量，它直接或间接地来源于植物的光合作用，在各种可再生能源中，生物质是独特的，它是贮存的太阳能，更是一,种唯一可再生的碳源，可转化成常规的固态、液态和气态燃料。目前世界各国都正在着手开发和利用，如沼气。,.,核能,在50多年前，科学家发现铀-235原子核在吸收一个中子以后能分裂，同时放出2-3个中子和大量的能量，放出的能量比化学反应中释放的能量大得多，这就是核裂变能，也就是我们所说的核能。,核电站是利用原子核内部蕴藏的能量产生电能的新型发电站。,.,太阳能,太阳内部高温核聚变反应所释放的辐射能。太阳向宇宙空间发射的辐射功率位3.81023kW的辐射值，其中20亿分之一到达地球大气层。到达地球大气层