高一物理人教必修二同步课件710能量守恒定律及能源2.pptx

,刘壮物理教学课件,7.10能量守恒定律及能源,平遥二中刘壮,想一想,有人设计了这样一个装置：在一辆车的前端固定一块铁，然后让坐在车上的人手里举着一根固定着磁铁的长杆。当磁铁放在车的正前方时，由于磁铁对铁有吸引力，所以车就能够跑起来。你觉得这种设计合理吗？,撑杆跳的几个过程她的能量的转化一样吗？,能量守恒定律,能量有多种表现形式我们在初中已经学过能量的初步知识，知道自然界存在各种不同形式的能量机械能（动能和势能）、电能、内能、化学能、核能等，接触过的的声、光、热、电、磁、力等各种现象都与能量有密切的联系。,能量守恒定律,机械能,能量守恒定律,电能,能量守恒定律,内能内能是一种与热运动有关的能量。在物理学中，我们把物体内所有分子作无规则运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能(internalenergy)。一切物体都具有内能。,能量守恒定律,核能核能，是核裂变能的简称。50多年以前，科学家在的一次试验中发现铀-235原子核在吸收一个中子以后能分裂，在放出23个中子的同时伴随着一种巨大的能量，这种能量比化学反应所释放的能量大的多，这就是我们今天所说的核能。,能量守恒定律,化学能化学能是物体发生化学反应时所释放的能量，是一种很隐蔽的能量，它不能直接用来做功，只有在发生化学变化的时候才释放出来，变成热能或者其他形式的能量。,能量守恒定律,核电站原理原子弹蘑菇云,能量守恒定律,能量守恒定律确立的事实,永动机的不可能性,永动机,不消耗任何能量却可以源源不断地对外做功。,目标,任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为另一种形式，而不能无中生有地制造能量。,认识,结论,第一类永动机不能制成,能量守恒定律,功能关系：功是能量转化的量度,能量守恒定律,功能关系：功是能量转化的量度举重运动员把重物举起来，对重物做了功，重物的重力势能增大，同时运动员消耗了体内的化学能。运动员做了多少功就有多少化学能转化为重力势能。,能量守恒定律,功能关系：功是能量转化的量度列车在机车的牵引下加速运动，列车的机械能增加，同时，机车的热机消耗了内能。牵引力对列车做了多少功，就有多少内能转化为机械能。,能量守恒定律,功能关系：功是能量转化的量度起重机提升重物，重物的机械能增加，同时，起重机的电动机消耗了电能。起重机钢绳的拉力对重物做了多少功，就有多少电能转化为机械能。,科学家们一直在关注自然现象之间的普遍联系,1801年戴维发现电流的化学效应(电和化学的联系）,1820年奥斯特发现电流的磁效应(电和磁的联系),1821年塞贝克发现温差电现象(热和电的联系）,1831年法拉第发现电磁感应现象（电和磁的联系）,1840年焦耳发现电流的热效应（电和热的联系）,1842年迈尔表述了能量守恒定律，并计算出热功当量的数值，(力和热的联系）,1843年焦耳测定了热功当量的数值（力和热的联系）,1847年亥姆霍兹和费曼在理论上概括和总结能量守恒定律,能量守恒定律,能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。,能量守恒定律,能量守恒定律是经过人类的长期探索在19世纪确立的。恩格斯曾把这一定律称为“伟大的运动基本规律”，认为它的发现是19世纪自然科学的三大发现（细胞学说、生物进化论、能量守恒定律）之一。能量守恒的建立，是人类认识自然的一次重大飞跃，是哲学和自然科学长期发展和进步的结果。它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一，而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式。,能源与能源耗散,能源是人类社会活动的基础,柴薪时期,煤炭时期,石油时期,能源与能源耗散,能源短缺煤炭和石油是古代植物和动物的遗体在地层中经过了以系列的生物化学变化而成，与古生物化石有些相似，所以也叫化石能源。但随着人类的开采和利用，储藏量正在逐渐减少。石油煤炭资源都面临枯竭。这些能源是不可再生的，一旦消耗完就不能再生。能源的短缺和环境恶化已经成了关系到人类社会能否持续发展的重大问题。,能源与能源耗散,能源耗散燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，就不会再次聚集起来供人类重新利用。电池中的化学能转化为电能，电能又通过灯泡转化为光能和内能，热和光被其他物质吸收以后转化为周围环境的内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用。这中现象叫能量的耗散。城市的交通和工业急剧发展，给人们的生活带来方便的同时，也使得城市环境过多的接受了耗散的能量，使城市环境的温度升高。,能源与能源耗散,能源耗散能量耗散除了表明在能源利用的过程中不可逆转，同时也表明了能量的利用率不是100%，即在能量的转化过程中，能量在数量上并未减少，但可以利用的部分却减少了，有一定的损失，是不可避免的。这就从能量转化的角度反映出了自然界中宏观过程的方向性。能源的利用受这种方向性的制约。这就是自然界的能量虽然守恒,但还是要节约能源的根本原因。,用能量守恒解题步骤,分清有多少种形式的能（如机械能、热能、电能）在变化。分别列出减小的能量E减和增加的能量E增的表达式。列出恒等式E减=E增。,例题1,根据如图所示的情景，判断图中A、B两台机器，哪台是发电机？哪台是电动机？并描述这一情景中所涉及的能量转化。,提示：B是发电机，A是电动机。瀑布的水流下来将水的重力势能转化为动能，水流推动水轮机带动发电机B转动发电，是将机械能转化为电能，发电机产生电流流经电动机A时，又将电能转化为动能。,例题2,如图，质量为M的木板放在光滑的水平面上，质量为m的小木块以某一初速度沿水平方向从左方滑上木板。已知当小木块相对木板静止时，木板前进了L，小木块滑动到距木板左端L处，设小木块所受阻力f恒定，则在此过程中，求：小木块减少的动能E