高物理能量守恒定律与能源

1、我们已经学过了好几种形式的能量了，那么到底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？如何定义能量呢？一一.能量的概念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一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量。能量。二二.能量的多样性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机械能对应机械运动，内能对应大量微观粒子的热运动运动.我们知道能量的形式：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、机械能、内能、电能、太阳能、化学能、生物能、原子能等原子能等这些

2、能量之间有联系吗？有什么联系呢？这些能量之间有联系吗？有什么联系呢？讨论与思考：讨论与思考：太阳能的利用：太阳能转化为电能太阳能的利用：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电站：水的机械能转化为电能水果电池：化学能转化为电能水果电池：化学能转化为电能三、能的转化三、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。转化，而且在转化过程中总量保持不变。四四.功是能量转化的量度功是

3、能量转化的量度重力做功：重力势能和其他能相互转化重力做功：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弹力做功：弹性势能和其他能相互转化五五.能量守恒定律能量守恒定律内容：内容：能量既不可会消灭，也不会创生，它只会能量既不可会消灭，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过程中，能量的总量保持不变定律的表达式定律的表达式 e初初e终终 ；e增增e减减说明：说明：a.该定律是贯穿整个物理学的基本规律之一，该定律是贯穿整个物理学的基本规律

4、之一，是学习物理学的一条主线。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，发生了哪要分清系统中有多少种形式的能，发生了哪些转化和转移。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，即值上等于系统产生的内能，即qfl相相在一定条件下，各种形式的能量可以相互在一定条件下，各种形式的能量可以相互转化和转移转化和转移在热传递过程中。在热传递过程中。运动的甲钢球碰击静止的乙钢球；运动的甲钢球碰击静止的乙钢球；能量转移：能量转移：能量转化：能

5、量转化：小朋友滑滑梯；小朋友滑滑梯；水力发电；水力发电；火力发电；火力发电；电流通过电热器时。电流通过电热器时。特点：能量的形式没有变特点：能量的形式没有变特点：能量的形式发生变化特点：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：、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（）人在跑步时，身体发热（）（2）风吹动帆船前进（）风吹动帆船前进（）（3）放在火炉旁的冷水变热（）放在火炉旁的冷水变热（）（4）电流通过灯泡，灯泡发光（）电流通过灯泡，灯泡发光（）（5）植物进行光合作用（）植物进行光合作用（）化学能转化为内能化学能转化为内能风的机械能转移到帆船上风的机械能

6、转移到帆船上内能由火炉转移给水内能由火炉转移给水电能转化为光能电能转化为光能光能转化为化学能光能转化为化学能六六.能源和能量耗散能源和能量耗散人类利用能源大致经历了三个时期，即柴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。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释放出去，它就不会自动聚集起来供人类重新利用。（新利用。（能量转化的方向性能量转化的方向性）质质量量为为m的物体下落的物体下落过过程中，程中，经经过过高度高度h1处处速度速度为为v1，下落至高，下落至高度度h2处处速度速

7、度为为v2，空气阻力恒，空气阻力恒为为f ， ，分析由分析由h1下落到下落到h2过过程中机程中机械能械能的的变变化。化。分析：根据动能定理，有分析：根据动能定理，有 21222121mvmvwwfg功能原理介绍：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。取地面为参考上等于物体重力势能的变化量。取地面为参考平面，有：平面，有：21mghmghwg由以上两式可以得到：由以上两式可以得到：1221222121mghmghmvmvwf1212222121mghmvmghmveee12当当wg外外0时，时，e0，机械能增加，

8、机械能增加 当当wg外外0时，时，e0，机械能减少，机械能减少 1122pkpkeeee12eeeg外w除重力除重力(弹力弹力)外，其他外力对物体对所做的总外，其他外力对物体对所做的总功功wg外外等于物体机械能的变化量等于物体机械能的变化量e 功功 能能 原原 理理 绪言 1.引子 (介绍几个有趣的实验) 图0-1和图0-3所示的实验， 图0-2所示的不易做到，用照片形象地展现当超声波的频率与玻璃杯的固有频率相同时，发生共振的有趣现象。 另做几个有启发性的实验。 2.物理学是研究物质结构和运动基本规律的学科(从广阔的时间尺度和空间尺度两方面介绍物理学的研究范围) 图0-4介绍了物质世界的时间尺

9、度以秒为单位的数量级。 图0-7介绍了目前人类认识的空间范围的以米为单位的数量级。科学计数法虽然在初中就已学过，但这样大范围的标志和表示，特别是只谈数量级而淡化具体数字注意从绪言开始强化数量级的意识。 图0-5和图0-6介绍了人类探索物质世界最大和最小范围的两件工具。特别是图0-6所示的我国北京正负电子对撞机，是我国改革开放后设计建设的，它的研究工作在国际同类设备中处于较先进的地位。 3.物理学是现代自然科学的基础之一，物理学的研究成果和研究方法在自然科学的各个领域都起着重要作用(介绍物理学在自然科学中的基础地位，并着重说明物理学的研究方法对其他各领域的重要作用) 1. 物理学与天文科学和材料

10、科学等广泛的领域的密切关系，而且说明我国在这两方面的研究也都处于世界领先地位。 图0-8所示的蟹状星云图, 图0-9所示的超导磁悬浮; 2.物理和化学的关系更是密切. 图0-10.只从较为直观的方面对此做一点反映。 3.生物物理是近年来极为活跃并发展迅速的交叉学科，dna双螺旋结构的发现过程本身就是物理科学与生物科学结合的最好例证.图0-12所示的是dna双螺旋结构的模型图。 4.我国科学家李四光创建的地质力学对我国的科学研究和生产有重大作用，这也是物理科学与地质学结合的产物。 物理学的研究成果和研究方法在各领域所起的重要作用.。4.物理学是现代技术的重要基础(介绍物理学是现代技术的基础) 图0-14是较概括的说明计算机的发展和使用对人类生活有着不可估量的深远影响，而它的心脏集成电路的半导体芯片的制造则离不开物理学, 图0-15的注中说:可以说，没有量子力学就没有现代技术，也就没有现代化的生活。 5.物理学对推动社会发展有重要作用 从人类社会发展的几个重要阶段;蒸汽机时代、电气化时代以及核能时代，说明物理学对推动社会发展有重要作用。 电在现代社会生活中的重要作用，都有深切体会，地处我国核电发展