高一物理能量转化与守恒

1、第六节能量的转化与守恒第六节能量的转化与守恒核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练课前自主学案课前自主学案第六节能量的转化与守恒第六节能量的转化与守恒课标定位课标定位课标定位课标定位学习目标：学习目标：1.知道自然界中各种不同形式的能量知道自然界中各种不同形式的能量之间可以相互转化且能量转化和转移的方向性之间可以相互转化且能量转化和转移的方向性2能够叙述能量守恒定律的内容并会用能量守能够叙述能量守恒定律的内容并会用能量守恒的观点分析计算一些实际问题恒的观点分析计算一些实际问题重点难点：能量转化与守恒定律的应用重点难点：能量转化与守恒定律的应用课前自主学案课前自

2、主学案一、各种各样的能量一、各种各样的能量自然界中存在着不同形式的能量，与物体的机械自然界中存在着不同形式的能量，与物体的机械运动对应的能量称运动对应的能量称_，与物体内大量分子，与物体内大量分子热运动及分子间相互作用对应的能量称为热运动及分子间相互作用对应的能量称为_,与电磁运动对应的能量称为与电磁运动对应的能量称为_，与物质的，与物质的化学运动对应的能量称为化学运动对应的能量称为_二、能量之间的转化二、能量之间的转化虽然自然界中存在多种形式的能量，但不同形式虽然自然界中存在多种形式的能量，但不同形式的能量之间可以相互的能量之间可以相互_机械能机械能内能内能电磁能电磁能化学能化学能转化转化思

3、考感悟思考感悟1不同形式能量间的相互转化是通过什么实现不同形式能量间的相互转化是通过什么实现的？在某一过程中能量转化了多少可以用什么来的？在某一过程中能量转化了多少可以用什么来量度？量度？提示：提示：不同形式能量间的相互转化是通过做功实不同形式能量间的相互转化是通过做功实现的做功的过程就是能量发生相互转化的过程现的做功的过程就是能量发生相互转化的过程,且做了多少功，就有多少能量发生相互转化，即且做了多少功，就有多少能量发生相互转化，即功是能量转化的量度功是能量转化的量度三、能量转化与守恒定律三、能量转化与守恒定律1内容：能量既不会凭空内容：能量既不会凭空_，也不会凭空，也不会凭空_,它只能从一

4、种形式它只能从一种形式_为另一种形式，为另一种形式，或者从一个物体或者从一个物体_到另一个物体，在转化或到另一个物体，在转化或转移的过程中其总量不变转移的过程中其总量不变2意义：能量转化与守恒定律是最基本、意义：能量转化与守恒定律是最基本、 _、最重要的自然规律之一，它揭示了自然界各种运最重要的自然规律之一，它揭示了自然界各种运动形式不仅具有多样性，而且具有统一性，它指动形式不仅具有多样性，而且具有统一性，它指出了能量既不能无中生有，也不能出了能量既不能无中生有，也不能_，只能，只能在一定条件下相互在一定条件下相互_产生产生消失消失转化转化转移转移最普遍最普遍消灭消灭转化转化思考感悟思考感悟2

5、永动机永动机(如图如图461所示所示)新闻又现江湖，国内某知名报新闻又现江湖，国内某知名报纸曾经在头版正中央位置登出纸曾经在头版正中央位置登出一则报道一则报道无偏二极管有望开无偏二极管有望开辟新的能源出路辟新的能源出路，声称中国，声称中国科学院生物研究所研究员发明科学院生物研究所研究员发明的无偏二极管在不需要外加任的无偏二极管在不需要外加任何能源的条件下，只要环境温何能源的条件下，只要环境温一个经典的永动一个经典的永动机设计方案图机设计方案图461度高于负度高于负273 ，该器件就能奇迹般地输出直流电，该器件就能奇迹般地输出直流电流流,将是一种取之不尽、完全没有污染的新型能源将是一种取之不尽、

6、完全没有污染的新型能源.此消息一经刊登，就招致众人的口诛笔伐，大家此消息一经刊登，就招致众人的口诛笔伐，大家一致认为，这是一条假新闻，可能是因为记者、一致认为，这是一条假新闻，可能是因为记者、编辑的科学素质不高，只听发明者的一面之词就编辑的科学素质不高，只听发明者的一面之词就急急忙忙地发表出来急急忙忙地发表出来你认为大家为何说这是一条假新闻？你认为大家为何说这是一条假新闻？提示：提示：本新闻报道的发明不消耗其他能量而源源本新闻报道的发明不消耗其他能量而源源不断地产生电能违背了能量守恒不断地产生电能违背了能量守恒,因此是假新闻因此是假新闻四、能量转化和转移的方向性四、能量转化和转移的方向性能量转

7、化和转移具有能量转化和转移具有_，如烧火生热，化，如烧火生热，化学能通过燃烧转化为内能，但内能不会自发地重学能通过燃烧转化为内能，但内能不会自发地重新转化为化学能新转化为化学能方向性方向性核心要点突破核心要点突破一、功能关系的进一步理解一、功能关系的进一步理解1内容：功是能量转化的量度内容：功是能量转化的量度2对功能关系的四点理解对功能关系的四点理解(1)能量的转化是通过做功来完成的，做功的过程能量的转化是通过做功来完成的，做功的过程就是能量转化的过程如：重力做功，可使重力就是能量转化的过程如：重力做功，可使重力势能和动能发生相互转化；弹簧的弹力做功，可势能和动能发生相互转化；弹簧的弹力做功，

8、可使弹性势能和动能发生相互转化；电动机做功，使弹性势能和动能发生相互转化；电动机做功，可将电能转化为机械能；电流做功，可将电能转可将电能转化为机械能；电流做功，可将电能转化为内能和光能等等化为内能和光能等等(2)做了多少功，就有多少能量发生了转化如：运做了多少功，就有多少能量发生了转化如：运动员将质量为动员将质量为150 kg的杠铃举高了的杠铃举高了2 m，他做了，他做了3000 J的功，就有约的功，就有约3000 J的化学能转化为的化学能转化为(杠铃的杠铃的)重力重力势能势能(3)自然界中各种不同性质的力自然界中各种不同性质的力(如重力、弹力、摩如重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等等

9、擦力、分子力、电磁力、核力等等)做功，使形形色做功，使形形色色的能发生相互转化色的能发生相互转化(不同力做的功对应着不同的能不同力做的功对应着不同的能量转化量转化).虽然它们做功的计算方式可能不同虽然它们做功的计算方式可能不同,但做了但做了多少功就有多少能量由一种形式转化为另一种形多少功就有多少能量由一种形式转化为另一种形式式(4)功是能量转化的量度功是能量转化的量度(这是功的物理意义这是功的物理意义)，它，它建立起了功与能量转化的桥梁，因此通过做功的建立起了功与能量转化的桥梁，因此通过做功的多少可以定量地研究能量及能量转化的问题多少可以定量地研究能量及能量转化的问题3几个常用的功能关系几个常

10、用的功能关系由于我们关心的大多是能量的变化量，而不是能由于我们关心的大多是能量的变化量，而不是能量的具体数值，能量的转化必须通过做功才能实量的具体数值，能量的转化必须通过做功才能实现，某种力做功往往与某一具体的能量变化相联现，某种力做功往往与某一具体的能量变化相联系，即所谓功能关系系，即所谓功能关系常见的力做功与能量变化的对应关系如下：常见的力做功与能量变化的对应关系如下：功功能的变化能的变化表达式表达式重力重力做功做功正功正功重力势能减少重力势能减少重力势重力势能变化能变化WGEp1Ep2负功负功重力势能增加重力势能增加弹力弹力做功做功正功正功弹性势能减少弹性势能减少弹性势弹性势能变化能变化

11、W弹弹Ep1Ep2负功负功弹性势能增加弹性势能增加合力合力做功做功正功正功动能增加动能增加动能动能变化变化W合合Ek2Ek1负功负功动能减少动能减少除重力除重力(或系统或系统内弹力内弹力)外其他外其他力做功力做功正功正功机械能增加机械能增加机械能机械能变化变化W外外Ek2Ek1负功负功机械能减少机械能减少特别提醒：特别提醒：功和能的本质不同，并且功和能也功和能的本质不同，并且功和能也不能相互转化不能相互转化,而只能是通过做功实现能量的转而只能是通过做功实现能量的转化化即时应用即时应用 (即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1(单选单选)下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A能就是功，功就

12、是能能就是功，功就是能B做功越多，物体的能量就越大做功越多，物体的能量就越大C外力对物体不做功，这个物体就没有能量外力对物体不做功，这个物体就没有能量D能量转化的多少可以用做功来量度能量转化的多少可以用做功来量度解析：解析：选选D.功和能是两个不同的概念，故功和能是两个不同的概念，故A错误；错误；做功的多少只是说明了能量转化的多少，而不能说做功的多少只是说明了能量转化的多少，而不能说明能量的多少，故明能量的多少，故B错误；外力做功与物体能量的错误；外力做功与物体能量的有无无关有无无关,故故C错误；功是能量转化的量度，故错误；功是能量转化的量度，故D正正确确二、能量转化与守恒定律的理解二、能量转

13、化与守恒定律的理解1表达式表达式(1)E1E2(2)E增增E减减2对能量转化与守恒定律的三点理解对能量转化与守恒定律的三点理解(1)某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加，且减少量和增加量一定相等量增加，且减少量和增加量一定相等(2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等量增加，且减少量和增加量一定相等(3)能量转化与守恒定律是能量转化与守恒定律是19世纪最伟大的发现之世纪最伟大的发现之一它不仅适用于无机界，也适用于生命过程，一它不仅适用于无机界，也适用于生命过程，是自然界

14、中最基本、最普遍的规律是自然界中最基本、最普遍的规律3第一类永动机是不可能制成的第一类永动机是不可能制成的第一类永动机不需要任何动力和燃料，却能不断第一类永动机不需要任何动力和燃料，却能不断地对外做功，这违背了能量转化与守恒定律，所地对外做功，这违背了能量转化与守恒定律，所以第一类永动机是不可能制成的以第一类永动机是不可能制成的特别提醒：特别提醒：(1)能量守恒是无条件的而机械能守恒能量守恒是无条件的而机械能守恒是有条件的，即只有重力或弹力做功是有条件的，即只有重力或弹力做功. (2)用能量观点去分析、解决物理问题，往往具有用能量观点去分析、解决物理问题，往往具有简便、适用范围广等优点，同学们

15、要逐步养成用简便、适用范围广等优点，同学们要逐步养成用能量的观点分析、解决问题的习惯能量的观点分析、解决问题的习惯即时应用即时应用 (即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)2图图462表示撑杆跳运动的几个阶段：助跑、表示撑杆跳运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆试定性地说明在这几个阶段中撑杆起跳、越横杆试定性地说明在这几个阶段中能量的转化情况能量的转化情况图图462答案：答案： 运动员的助跑阶段，身体中的化学能转化运动员的助跑阶段，身体中的化学能转化为人和杆的动能；起跳时，运动员的动能和身体中为人和杆的动能；起跳时，运动员的动能和身体中的化学能转化为人的重力势能和动能，使人体上升的化学能转化

16、为人的重力势能和动能，使人体上升至横杆以上；越过横杆后，运动员的重力势能转化至横杆以上；越过横杆后，运动员的重力势能转化为动能为动能课堂互动讲练课堂互动讲练对功能关系的理解对功能关系的理解 一小滑块放在如图一小滑块放在如图463所示的凹形斜面上，用力所示的凹形斜面上，用力F沿斜沿斜面向下拉小滑块，小滑块沿斜面面向下拉小滑块，小滑块沿斜面运动了一段距离若已知在这个运动了一段距离若已知在这个过程中，拉力过程中，拉力F所做的功的大小所做的功的大小(绝对值绝对值)为为A，斜面对滑块的作用，斜面对滑块的作用图图463力所做的功的大小为力所做的功的大小为B，重力做功的大小为，重力做功的大小为C，空，空气阻

17、力做功的大小为气阻力做功的大小为D 用这些量来表达小滑块用这些量来表达小滑块的动能的改变的动能的改变(指末态动能减去初态动能指末态动能减去初态动能)等于多等于多少？滑块的重力势能的改变等于多少？滑块机械少？滑块的重力势能的改变等于多少？滑块机械能能(指动能与重力势能之和指动能与重力势能之和)的改变等于多少？的改变等于多少？【精讲精析精讲精析】根据动能定理，动能的改变等根据动能定理，动能的改变等于外力做功的代数和其中做负功的有空气阻于外力做功的代数和其中做负功的有空气阻力做的功，斜面对滑块的作用力的功力做的功，斜面对滑块的作用力的功(因弹力不因弹力不做功，实际上为摩擦阻力的功做功，实际上为摩擦阻

18、力的功)，因此，因此EkABCD；根据重力做功与重力势能的关系，重力势能的根据重力做功与重力势能的关系，重力势能的减少等于重力所做的功，因此减少等于重力所做的功，因此EpC.滑块机械能的改变等于重力之外的其他力做的滑块机械能的改变等于重力之外的其他力做的功，因此功，因此EABD.【答案答案】ABCDCABD【方法总结方法总结】应用功能关系分析问题时，一定应用功能关系分析问题时，一定要搞清什么力的功对应什么能的变化并且力对要搞清什么力的功对应什么能的变化并且力对“谁谁”做功就对应做功就对应“谁谁”的位移，引起的位移，引起“谁谁”的的能量变化能量变化 (单选单选)(2011年广州质检年广州质检)下

19、列说法正确的下列说法正确的是是()A随着科技的发展，永动机是可以制成的随着科技的发展，永动机是可以制成的B太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了C“既要马儿跑，又让马儿不吃草既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能违背了能量转化和守恒定律，因而是不可能的量转化和守恒定律，因而是不可能的D有种有种“全自动全自动”手表，不用上发条，也不用手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生凭空产生能量转化与守恒定律的理解能量转

20、化与守恒定律的理解【精讲精析精讲精析】永动机是指不消耗或少消耗能量，永动机是指不消耗或少消耗能量，而可以大量对外做功的装置，历史上曾出现过各式而可以大量对外做功的装置，历史上曾出现过各式各样的所谓永动机的发明，结果都以失败告终，原各样的所谓永动机的发明，结果都以失败告终，原因就是违背了能量转化和守恒定律，即使以后科技因就是违背了能量转化和守恒定律，即使以后科技再发达，也要受自然规律的制约，所以永动机是永再发达，也要受自然规律的制约，所以永动机是永远不可能制成的故远不可能制成的故A错错太阳辐射大量的能量太阳辐射大量的能量,地球只吸收了极小的一部分，地球只吸收了极小的一部分，就形成了风云雨雪，使万

21、物生长，但辐射到星际空就形成了风云雨雪，使万物生长，但辐射到星际空间的能量也没有消失，一定是转化成了别的能量，间的能量也没有消失，一定是转化成了别的能量，所以所以B错错马和其他动物，包括人要运动马和其他动物，包括人要运动,必须消耗能量，必须消耗能量，动物的能量来源于食物中储存的化学能，因此动物的能量来源于食物中储存的化学能，因此C正确正确所谓所谓“全自动全自动”手表内部还是有能量转化装置手表内部还是有能量转化装置的，一般是一个摆锤，当人戴着手表活动时，的，一般是一个摆锤，当人戴着手表活动时，使摆锤不停摆动，给游丝弹簧补充能量，才会使摆锤不停摆动，给游丝弹簧补充能量，才会维持手表的走时，如果把这

22、种表放在桌面上静维持手表的走时，如果把这种表放在桌面上静置两天，它一定会停摆的，故置两天，它一定会停摆的，故D错错【答案答案】C【方法总结方法总结】大量实验和实践证明：一切现大量实验和实践证明：一切现象和过程都遵守能量守恒定律在解决任何问象和过程都遵守能量守恒定律在解决任何问题时，能量守恒的思想不能动摇题时，能量守恒的思想不能动摇 如图如图464所示所示,一子弹以水平速度射入置一子弹以水平速度射入置于光滑水平面上原来静止的木块，并留在木块中，于光滑水平面上原来静止的木块，并留在木块中，在此过程中子弹钻入木块的深度为在此过程中子弹钻入木块的深度为d，木块的位移，木块的位移为为s，木块对子弹的摩擦阻力大小为，木块对子弹的摩擦阻力大小为f，则在这一过，则在这一过程中系统机械能损失了多少？由能的转化和守恒定程中系统机械能损失了多少？由能的转化和守恒定律你能得出什么结论？律你能得出什么结论？ 图图464摩擦内能问题摩擦内能问题【答案答案】fd见精讲精析见精讲精析【方法总结方法总结】摩擦生热是一个属