第10节能量守恒定律与能源

1、7.10能量守恒定律与能源能量守恒定律与能源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、

2、太阳能、化学能、生物能、原子能等原子能等这些能量之间有联系吗？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

3、中总量保持不变。四四.功是能量转化的量度功是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：能量既能量既不可会消灭不可会消灭，也，也不会创生不会创生，它只会，它只会从一种形式从一种形式转化转化为其他形式，或者从一个为其他形式，或者从一个物体物体转移转移到另一个物体，而在转化和转移到另一个物体，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

4、本规律之一，该定律是贯穿整个物理学的基本规律之一，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，滑动摩擦力与的减少量，滑动摩擦力与相对距离相对距离的乘积在数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

5、止的乙钢球；能量转移：能量转移：能量转化：能量转化：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

6、能转化为内能风的机械能转移到帆船上风的机械能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）课后习题课后习题质质量量为为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h

7、1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：1221222121mghmghmvmvWf1212222121mghmv

8、mghmvEEE12当当WG外外0时，时，E0，机械能增加，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 理理返回返回 (2011年辽宁联考年辽宁联考)如图如图7102所示，质量所示，质量为为m的小铁块的小铁块A以水平速度以水平速度v0冲上质量为冲上质量为M、长为长为l置于光滑水平面置于光滑水平面C上的木板上的木板B，正好不，正好不从木板上掉下，已知从木板上掉下，已知A、B间的动摩

9、擦因数间的动摩擦因数为为，此时木板对地位移为，此时木板对地位移为x，求这一过程中：，求这一过程中：功能关系的应用功能关系的应用图图7102返回返回(1)木板增加的动能；木板增加的动能；(2)小铁块减少的动能；小铁块减少的动能；(3)系统机械能的减少量；系统机械能的减少量；(4)系统产生的热量系统产生的热量【思路点拨思路点拨】在此过程中摩擦力做功的情在此过程中摩擦力做功的情况是：况是：A和和B所受摩擦力分别为所受摩擦力分别为F1、F2，且，且F1F2mg，A在在F1的作用下做匀减速运的作用下做匀减速运动，动，B在在F2的作用下做匀加速运动；当的作用下做匀加速运动；当A滑滑动到动到B的右端时，的右端时，A、B达到相同的速度达到相同的速度v，正好不掉下正好不掉下返回返回返回返回【答案答案】见自主答见自主答返回返回【方法总结方法总结】通过本题可以看出摩擦力通过本题可以看出摩擦力做功可从以下两个方面理解：做功可从以下两个方面理解：(1)相互作用的静摩擦力，如果一个力做正相互作用的静摩擦力，如果一个力做正功，另一个力一定做负功，并且量值相等，功，另一个力一定做负功，并且量值相等，即一对静摩擦力做功不会产生热量即一对静摩擦力做功不会产生热量(2)相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数相互作用的一对滑