三中陈雷能量守恒与能源幻灯片-完整版课件

人教普通高中课标实验教材高一物理选必修二课题名称：能量守恒定律与能源作者：陈雷单位：哈尔滨市第三中学校主要内容能量1能量守恒定律2

能源和能量的耗散3一、能量1.概念：一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量。是物质运动的一种量度。2.形式：对应于不同的运动形式，能的形式也是多种多样的。运动的小汽车—动能被举高的重物—重力势能被压缩的弹簧—弹性势能其他形式的能：内能、电能、光能、太阳能、化学能、生物能、核能等．3、能量的转化和转移：

撑杆跳：生物能-动能和势能的转化水电站：水的机械能转化为电能J10战斗机：化学能转化为机械能水果电池：化学能转化为电能帆船运动：机械能转移总之：不同形式的能量之间可以在一定条件的情况下相互转化和转移，而在转化和转移过程中总量保持不变。转化能量B能量A物体A物体B转移1、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（

）（2）风吹动帆船前进（）（3）放在火炉旁的冷水变热（）（4）电流通过灯泡，灯泡发光（）（5）植物进行光合作用（）生物能、化学能转化为内能风的机械能转移到帆船上

内能由火炉转移给水电能转化为光能光能转化为化学能4、功能关系力学领域中：功是能量转化的量度重力做功：重力势能发生变化WG=-△Ep弹力做功：弹性势能发生变化W弹=-△Ep合外力做功：代数和等于物体动能的变化W合=△Ek除了重力（万有引力）和弹力外:其他力对物体所做的功等于物体机械能的变化W（除重力、弹力）=△E两物体间滑动摩擦力对物体系所做的功与物体系增加的内能数值相等。Q=fL相对例1：一质量均匀、不可伸长的绳索，重为G，A、B两端固定在天花板上，如图所示。现在最低点C处施加一竖直向下的力，将最低点缓慢拉至D点。在此过程中，绳的重心位置（）A.逐渐升高B.逐渐降低C.先降低后升高D.始终不变DABCFA例2．一小滑块放在如图所示的凹形斜面上，用力F沿斜面向下拉小滑块，小滑块沿斜面运动了一段距离。若已知在这过程中，拉力F所做的功的大小（绝对值）为A，斜面对滑块的作用力所做的功的大小（绝对值）为B，重力做功的大小为C，空气阻力做功的大小为D．（绝对值）当用这些量表达时，小滑块的动能的改变ΔEk=

；滑块的重力势能的改变ΔEp=

；滑块机械能的改变ΔE=

．ΔEk=A-B+C–D

ΔEp=-C

ΔE=A–B–D

二、能量守恒定律科学家对能量守恒的探索：1801年，戴维发现了电流的化学效应；1820年，奥斯特发现了电流的磁效应；1821年，塞贝克发现了温差电现象；1831年，法拉第发现了电磁感应现象；1840年，焦耳发现了电流的热效应；1842年，迈尔表述了能量守恒定律，并计算出热功当量的数值；1843年，焦耳测定了热功当量的数值。从而，确立了电化学、电和磁、电和热、力和热等自然现象之间的联系。1847年，亥姆霍兹在理论上概括和总结了能量守恒定律。……联系历史上曾有人设想制造一种不需要消耗任何能源就可以不断做功的机器，即永动机，这样的机器能不能制成？为什么？请你分析一下，维尔金斯“永动机”能实现吗?约在1670年，英国赛斯特城的主教约翰·维尔金斯设计了一种磁力“永动机”，如图所示，在斜坡顶上放一块强有力的磁铁，斜坡上端有一个小孔，斜面下有一个连接小孔直至底端的弯曲轨道。维尔金斯认为：如果在斜坡底放一个小铁球，那么由于磁铁的吸引，小铁球就会向上运动，当小球运动到小孔P处时，它就要掉下，再沿着斜面下的弯曲轨道返回斜坡底端Q，由于有速度而可以对外做功，然后又被磁铁吸引回到上端，到小孔P处又掉下。不可能1、量守恒定律：（大量事实证明）能量既不会凭空消灭，也不会凭空创生，它只会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，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。2、表达式：

E初＝E终；△E增＝△E减3、说明：

a.该定律是贯穿整个物理学，甚至整个自然科学的基本规律之一，被认为是19世纪连自然科学的三大发现之一。（另外两个：细胞学说、达尔文的生物进化论）

b.关键要分清系统中有多少种形式的能，发生了转化和转移。

c.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Q＝FL相对位移例3：将一物体竖直向上抛出，不计空气阻力，则物体的动能—路程图象应是图中的（）OEks(A)O(B)O(C)O(D)EkEkEksssB例4：如图所示，小球以60J的初动能从A点出发沿粗糙斜面向上运动，在上升到B点的过程中，小球的动能损失了50J，机械能损失了10J，则小球继续向上运动至最高点C再运动至出发点A时的动能为多少？ABC动能定理：WG+WF=△Ek=－50J，功能关系：WF=△E=－10J，WG∝LWF∝L△Ek1:△E1=△Ek2:△E2△E2=-12JEk=36J例5、风力发电是一种环保的电能获取方式.图为某风力发电站外观图.设计每台风力发电机的功率为40kW.实验测得风的动能转化为电能的效率约为20%，空气的密度是1.29kg/m3,当地水平风速约为10m/s，问风力发电机的叶片长度约为多少才能满足设计要求？由①②③得

L≈10m

三、能源和能量耗散1、

能源短缺：人类利用能源大致经历了三个时期按照目前的石油开采和消耗速度，地球上的石油储藏将在百年内用尽；煤炭也将在二百多年的时间内采完。可以想象，如果没有了石油和煤炭，人类的社会生活将会瘫痪。问题：既然能量是守恒的，不可能消灭的，为什么我们还要节约能源？

柴薪时期煤炭时期石油时期2、能量耗散：图燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，它就不会再次自动聚集起来供人类重新利用；电池中的化学能转化为电能，它又通过灯泡转化为内能和光能，我们也无法把这些内能收集起来重新利用。这些实例说明，在能量的转化和转移过程中，能