江蘇省海頭高級中學(xué)高一物理下學(xué)期《第七章 能量守恒定律與能源》課件

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1、第十節(jié)能量守恒定律與能源第十節(jié)能量守恒定律與能源學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解各種不同形式的能，知道能量守了解各種不同形式的能，知道能量守恒定律確定的兩類重要事實(shí)恒定律確定的兩類重要事實(shí)2能夠敘述能量守恒定律的內(nèi)容，會(huì)用能量守恒能夠敘述能量守恒定律的內(nèi)容，會(huì)用能量守恒的觀點(diǎn)分析、解釋一些實(shí)際問題的觀點(diǎn)分析、解釋一些實(shí)際問題3.了解能量耗散，知道能源短缺和環(huán)境惡化問題了解能量耗散，知道能源短缺和環(huán)境惡化問題,增增強(qiáng)節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)意識強(qiáng)節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)意識重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)難點(diǎn)：對能量守恒定律的理解及應(yīng)用對能量守恒定律的理解及應(yīng)用新 知 初 探新 知 初 探 自主學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí) 一、能量守恒定律一、

2、能量守恒定律 自主探究自主探究 不同的運(yùn)動(dòng)形式間的聯(lián)系不同的運(yùn)動(dòng)形式間的聯(lián)系1.不同的運(yùn)動(dòng)形式間相互轉(zhuǎn)化不同的運(yùn)動(dòng)形式間相互轉(zhuǎn)化電流的化學(xué)效應(yīng)揭示了電與化學(xué)之間的聯(lián)系；電流的化學(xué)效應(yīng)揭示了電與化學(xué)之間的聯(lián)系；電流的磁效應(yīng)和電磁感應(yīng)揭示了電與磁之間的聯(lián)系；電流的磁效應(yīng)和電磁感應(yīng)揭示了電與磁之間的聯(lián)系；電流的熱效應(yīng)和溫差電現(xiàn)象揭示了熱和電之間的聯(lián)系電流的熱效應(yīng)和溫差電現(xiàn)象揭示了熱和電之間的聯(lián)系;摩擦生熱揭示了力和熱之間的聯(lián)系；摩擦生熱揭示了力和熱之間的聯(lián)系；2.轉(zhuǎn)化中遵守的規(guī)律轉(zhuǎn)化中遵守的規(guī)律大量事實(shí)和實(shí)驗(yàn)確認(rèn)：大量事實(shí)和實(shí)驗(yàn)確認(rèn)：(1)永動(dòng)機(jī)是永動(dòng)機(jī)是_制制成的；成的；(2)不同形式能量之間在相

3、互轉(zhuǎn)化的過程中不同形式能量之間在相互轉(zhuǎn)化的過程中,能量的總量能量的總量_不可能不可能不變不變成功發(fā)現(xiàn)成功發(fā)現(xiàn)能量既不會(huì)憑空能量既不會(huì)憑空_,也不會(huì)憑空也不會(huì)憑空_,它只它只能從一種形式能從一種形式_為另一種形式為另一種形式,或者從一個(gè)物或者從一個(gè)物體體_到別的物體到別的物體,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中,能能量的量的_保持不變保持不變產(chǎn)生產(chǎn)生消失消失轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移總量總量二、能源和能量耗散二、能源和能量耗散1.能量耗散能量耗散燃料燃燒時(shí)把自己的熱量釋放出去燃料燃燒時(shí)把自己的熱量釋放出去,電池中的化電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,它又通過燈泡轉(zhuǎn)化成它又通過燈泡轉(zhuǎn)化成_能能和

4、和_能能,熱和光被其他物熱和光被其他物體吸收之后變成周圍環(huán)境的體吸收之后變成周圍環(huán)境的_能，我們無能，我們無法把這些散失的能量收集起來重新利用法把這些散失的能量收集起來重新利用內(nèi)內(nèi)光光內(nèi)內(nèi)2.能源危機(jī)的含義能源危機(jī)的含義在能源的利用過程中在能源的利用過程中,即在能量的轉(zhuǎn)化過程中即在能量的轉(zhuǎn)化過程中,能量在數(shù)量能量在數(shù)量上上_,但在可利用的品質(zhì)上但在可利用的品質(zhì)上_了了,從便于利用的變成從便于利用的變成_的了的了3.能量轉(zhuǎn)化的方向性與節(jié)約能源的必要性能量轉(zhuǎn)化的方向性與節(jié)約能源的必要性_反映了能量轉(zhuǎn)化的宏觀過程具有方反映了能量轉(zhuǎn)化的宏觀過程具有方向性向性,所以能源的利用是有條件的所以能源的利用是有

5、條件的,也是有代價(jià)的也是有代價(jià)的,所以自然界的能量雖然所以自然界的能量雖然_,但還是很有必要但還是很有必要節(jié)約能源節(jié)約能源并未減少并未減少降低降低不便于利用不便于利用能量耗散能量耗散守恒守恒要 點(diǎn) 探 究要 點(diǎn) 探 究 講 練 互 動(dòng)講 練 互 動(dòng)對功與能關(guān)系的理解對功與能關(guān)系的理解1.功是能量轉(zhuǎn)化的量度功是能量轉(zhuǎn)化的量度不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化是通過做功實(shí)現(xiàn)的不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化是通過做功實(shí)現(xiàn)的.做做功的過程就是各種形式的能量之間轉(zhuǎn)化功的過程就是各種形式的能量之間轉(zhuǎn)化(或轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)移)的過程且做了多少功，就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化的過程且做了多少功，就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化(或轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)移)，因此，功

6、是能量轉(zhuǎn)化的量度，因此，功是能量轉(zhuǎn)化的量度2.不同形式的能量變化與不同的功對應(yīng)不同形式的能量變化與不同的功對應(yīng)功功能的變化能的變化表達(dá)式表達(dá)式重力重力做功做功正功正功重力勢重力勢能減少能減少重力勢重力勢能變化能變化WGEp1Ep2負(fù)功負(fù)功重力勢重力勢能增加能增加彈力彈力做功做功正功正功彈性勢彈性勢能減少能減少彈性勢彈性勢能變化能變化W彈彈Ep1Ep2負(fù)功負(fù)功彈性勢彈性勢能增加能增加功功能的變化能的變化表達(dá)式表達(dá)式合力合力做功做功正功正功動(dòng)能增加動(dòng)能增加動(dòng)能變動(dòng)能變化化W合合Ek2Ek1負(fù)功負(fù)功動(dòng)能減少動(dòng)能減少除重力除重力(或或系統(tǒng)內(nèi)彈系統(tǒng)內(nèi)彈力力)外其他外其他力做功力做功正功正功機(jī)械機(jī)械能增加

7、能增加機(jī)械能機(jī)械能變化變化W外外E2E1負(fù)功負(fù)功機(jī)械機(jī)械能減少能減少例例1【思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥】首先根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況判定其首先根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況判定其受力情況，再判斷各力做功情況，然后根據(jù)功與受力情況，再判斷各力做功情況，然后根據(jù)功與能的關(guān)系判定能量變化情況能的關(guān)系判定能量變化情況【精講精析精講精析】在下落到地面的過程中，重力在下落到地面的過程中，重力做功為做功為WGmgh，由重力做功與重力勢能關(guān)，由重力做功與重力勢能關(guān)系知，重力勢能的減少量為：系知，重力勢能的減少量為：EpWGmgh，故故A錯(cuò)，故錯(cuò)，故D正確；正確；物體受力如圖物體受力如圖7101.由牛頓第二定律得由牛頓第二定律得圖圖710

8、1【答案答案】BD【規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)】熟練掌握不同性質(zhì)的力做功與不熟練掌握不同性質(zhì)的力做功與不同形式的能變化的關(guān)系同形式的能變化的關(guān)系變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1.一個(gè)盛水袋，某人從側(cè)面緩慢推裝液體的袋一個(gè)盛水袋，某人從側(cè)面緩慢推裝液體的袋壁使它變形至如圖壁使它變形至如圖7102所示位置，則此過所示位置，則此過程中袋和液體的重心將程中袋和液體的重心將()圖圖7102A逐漸升高逐漸升高B逐漸降低逐漸降低C先降低再升高先降低再升高 D始終不變始終不變解析：選解析：選A.人對液體做正功，液體的機(jī)械能增加，人對液體做正功，液體的機(jī)械能增加，液體緩慢移動(dòng)可以認(rèn)為動(dòng)能不變，重力勢能增加，液體緩慢移動(dòng)可以認(rèn)為動(dòng)能不變

9、，重力勢能增加，重心升高，重心升高，A正確正確對能量守恒定律的理解及應(yīng)用對能量守恒定律的理解及應(yīng)用1.表達(dá)式：表達(dá)式：E1減減E2增增2.含義含義(1)某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加，且減少量一定和增加量相等加，且減少量一定和增加量相等(2)某個(gè)物體的能量減少，一定存在其他物體的能某個(gè)物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等量增加，且減少量和增加量一定相等(3)確定了永動(dòng)機(jī)的不可能性確定了永動(dòng)機(jī)的不可能性3.應(yīng)用步驟應(yīng)用步驟(1)分清哪些形式的能分清哪些形式的能(如機(jī)械能、熱能、電能如機(jī)械能、熱能、電能等等)在變化

10、在變化(2)分別列出減少的能量分別列出減少的能量E減減和增加的能量和增加的能量E增增的表達(dá)式的表達(dá)式(3)依據(jù)能量守恒列式求解依據(jù)能量守恒列式求解特別提醒：特別提醒：(1)能量守恒定律是個(gè)普遍規(guī)律，它能量守恒定律是個(gè)普遍規(guī)律，它不受條件約束，是自然科學(xué)的基本規(guī)律之一不受條件約束，是自然科學(xué)的基本規(guī)律之一(2)應(yīng)用能量守恒定律解題時(shí)，一定要分清系統(tǒng)應(yīng)用能量守恒定律解題時(shí)，一定要分清系統(tǒng)中有哪些形式的能中有哪些形式的能,什么能發(fā)生了轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移什么能發(fā)生了轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移 下列說法正確的是下列說法正確的是()A隨著科技的發(fā)展，永動(dòng)機(jī)是可以制成的隨著科技的發(fā)展，永動(dòng)機(jī)是可以制成的B太陽照射到地球上的光能轉(zhuǎn)化

11、成了其他形式太陽照射到地球上的光能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空間的能量都消失了的能量，但照射到宇宙空間的能量都消失了C“既要馬兒跑，又讓馬兒不吃草既要馬兒跑，又讓馬兒不吃草”違背了能違背了能量守恒定律，因而是不可能的量守恒定律，因而是不可能的D有種有種“全自動(dòng)全自動(dòng)”手表，不用上發(fā)條，也不用手表，不用上發(fā)條，也不用任何形式的電源，卻能一直走動(dòng)，說明能量可任何形式的電源，卻能一直走動(dòng)，說明能量可以憑空產(chǎn)生以憑空產(chǎn)生例例2【思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)應(yīng)把握以下兩點(diǎn)：解答本題時(shí)應(yīng)把握以下兩點(diǎn)：(1)能量守恒定律經(jīng)受住了事實(shí)的檢驗(yàn)?zāi)芰渴睾愣山?jīng)受住了事實(shí)的檢驗(yàn)(2)一切違背能量守恒定律的事

12、情都是不能發(fā)生的一切違背能量守恒定律的事情都是不能發(fā)生的.【精講精析精講精析】永動(dòng)機(jī)違背了能量守恒定律，永動(dòng)機(jī)違背了能量守恒定律，是不可能制成的是不可能制成的,A錯(cuò)；太陽輻射大量的能量錯(cuò)；太陽輻射大量的能量,地地球只吸收了極少的一部分，就形成了風(fēng)、云、球只吸收了極少的一部分，就形成了風(fēng)、云、雨、雪，使萬物生長雨、雪，使萬物生長,但輻射到星際空間的能量但輻射到星際空間的能量也沒有消失也沒有消失,一定是轉(zhuǎn)化成了別的能量，一定是轉(zhuǎn)化成了別的能量，B錯(cuò)；錯(cuò)；馬和其他動(dòng)物，包括人馬和其他動(dòng)物，包括人,要運(yùn)動(dòng)，必須消耗能量要運(yùn)動(dòng)，必須消耗能量,動(dòng)物的能量來源是食物中儲存的生物質(zhì)能，動(dòng)物的能量來源是食物中儲

13、存的生物質(zhì)能，C對；所謂對；所謂“全自動(dòng)全自動(dòng)”手表，內(nèi)部還是有能量轉(zhuǎn)手表，內(nèi)部還是有能量轉(zhuǎn)化裝置的，一般是一個(gè)擺錘，當(dāng)人戴著手表活化裝置的，一般是一個(gè)擺錘，當(dāng)人戴著手表活動(dòng)時(shí)，使擺錘不停擺動(dòng)，給游絲彈簧補(bǔ)充能量動(dòng)時(shí)，使擺錘不停擺動(dòng)，給游絲彈簧補(bǔ)充能量,才會(huì)維持手表的運(yùn)行如果把這種手表放在桌才會(huì)維持手表的運(yùn)行如果把這種手表放在桌面上靜置兩天，它一定會(huì)停擺的，面上靜置兩天，它一定會(huì)停擺的，D錯(cuò)錯(cuò)【答案答案】C【規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)】能量守恒定律是自然現(xiàn)象中普能量守恒定律是自然現(xiàn)象中普遍成立的規(guī)律，沒有特例，違背能量守恒定律遍成立的規(guī)律，沒有特例，違背能量守恒定律的現(xiàn)象是不存在的的現(xiàn)象是不存在的變式訓(xùn)

14、練變式訓(xùn)練2.(2012廈門高一檢測廈門高一檢測)自由擺動(dòng)的秋千幅度越自由擺動(dòng)的秋千幅度越來越小，直至最后停止擺動(dòng)，對于該過程，下來越小，直至最后停止擺動(dòng)，對于該過程，下列說法正確的是列說法正確的是()A機(jī)械能守恒機(jī)械能守恒B能量正在消失能量正在消失C減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D只有動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化只有動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化解析：選解析：選C.在秋千擺動(dòng)過程中，空氣阻力做功在秋千擺動(dòng)過程中，空氣阻力做功,機(jī)機(jī)械能減少，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但能量不會(huì)消失，械能減少，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但能量不會(huì)消失，C正正確確 (2012大同一中高一月考大同一中高一月考)如圖如圖7103所示，質(zhì)量為所示，質(zhì)量為

15、m的小鐵塊的小鐵塊A以水平速度以水平速度v0沖沖上質(zhì)量為上質(zhì)量為M、長為、長為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，正好不從木板上掉下，已知正好不從木板上掉下，已知A、B間的動(dòng)摩擦因間的動(dòng)摩擦因數(shù)為數(shù)為,此時(shí)木板對地位移為此時(shí)木板對地位移為x，求這一過程中：，求這一過程中：圖圖7103例例3(1)木板增加的動(dòng)能；木板增加的動(dòng)能；(2)小鐵塊減少的動(dòng)能；小鐵塊減少的動(dòng)能；(3)系統(tǒng)機(jī)械能的減少量；系統(tǒng)機(jī)械能的減少量；(4)系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量【思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥】在此過程中摩擦力做功的情況在此過程中摩擦力做功的情況是：是：A和和B所受摩擦力分別為所受摩擦力分別為F1、F2,且

16、且F1F2mg,A在在F1的作用下做勻減速運(yùn)動(dòng)的作用下做勻減速運(yùn)動(dòng),B在在F2的作的作用下做勻加速運(yùn)動(dòng)用下做勻加速運(yùn)動(dòng);當(dāng)當(dāng)A滑動(dòng)到滑動(dòng)到B的右端時(shí)的右端時(shí),A、B達(dá)到相同的速度達(dá)到相同的速度v，正好不掉下，正好不掉下【答案】見精講精析【答案】見精講精析【方法總結(jié)方法總結(jié)】通過本題可以看出摩擦力做功通過本題可以看出摩擦力做功可從以下兩個(gè)方面理解：可從以下兩個(gè)方面理解：(1)一對靜摩擦力，如果一個(gè)力做正功，另一個(gè)一對靜摩擦力，如果一個(gè)力做正功，另一個(gè)力一定做負(fù)功，并且量值相等，即一對靜摩擦力一定做負(fù)功，并且量值相等，即一對靜摩擦力對系統(tǒng)做的總功為零，不產(chǎn)生熱量力對系統(tǒng)做的總功為零，不產(chǎn)生熱量(2

17、)相互作用的一對滑動(dòng)摩擦力做功的代數(shù)和一相互作用的一對滑動(dòng)摩擦力做功的代數(shù)和一定為負(fù)值，即一對滑動(dòng)摩擦力做功的結(jié)果總是定為負(fù)值，即一對滑動(dòng)摩擦力做功的結(jié)果總是使系統(tǒng)的機(jī)械能減少，減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)使系統(tǒng)的機(jī)械能減少，減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能：能：QF滑滑s相相，其中，其中s相相是兩個(gè)接觸面相對滑是兩個(gè)接觸面相對滑動(dòng)的距離動(dòng)的距離(或相對路程或相對路程)變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練3.一顆子彈以某一水平速度擊中了靜止在光滑水一顆子彈以某一水平速度擊中了靜止在光滑水平面上的木塊，并從中穿出對于這一過程平面上的木塊，并從中穿出對于這一過程,下列下列說法正確的是說法正確的是()A子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的機(jī)械

18、能子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的機(jī)械能B子彈和木塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能的損失量等于子彈和木塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能的損失量等于系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量C子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的動(dòng)能與子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的動(dòng)能與木塊增加的內(nèi)能之和木塊增加的內(nèi)能之和D子彈減少的動(dòng)能等于木塊增加的動(dòng)能與子子彈減少的動(dòng)能等于木塊增加的動(dòng)能與子彈和木塊增加的內(nèi)能之和彈和木塊增加的內(nèi)能之和解析：選解析：選BD.由能量守恒定律可知對子彈來講由能量守恒定律可知對子彈來講,減減少的機(jī)械能一是用于木塊增加動(dòng)能，二是用于增少的機(jī)械能一是用于木塊增加動(dòng)能，二是用于增加木塊和子彈的內(nèi)能，加木塊和子彈的內(nèi)能，D對對子彈和木塊來講

19、對對子彈和木塊來講減少的機(jī)械能只用來增加它們的內(nèi)能，減少的機(jī)械能只用來增加它們的內(nèi)能，B對，對，A、C錯(cuò)錯(cuò)熱 點(diǎn) 示 例熱 點(diǎn) 示 例 創(chuàng) 新 拓 展創(chuàng) 新 拓 展應(yīng)用功能關(guān)系解決多過程問題應(yīng)用功能關(guān)系解決多過程問題經(jīng)典案例經(jīng)典案例(10分分)如圖如圖7104所示所示,斜面足夠斜面足夠長，其傾角為長，其傾角為，質(zhì)量為，質(zhì)量為m的滑塊，距擋板的滑塊，距擋板P為為x0，以初速度以初速度v0沿斜面上滑沿斜面上滑,滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為數(shù)為，滑塊所受摩擦力小于滑塊沿斜面方向的，滑塊所受摩擦力小于滑塊沿斜面方向的重力分力重力分力,若滑塊每次與擋板相碰均無機(jī)械能損失若滑塊每次與擋

20、板相碰均無機(jī)械能損失,求滑塊在斜面上經(jīng)過的總路程為多少？求滑塊在斜面上經(jīng)過的總路程為多少？圖圖7104【解題樣板解題樣板】滑塊在滑動(dòng)過程中，要克服摩滑塊在滑動(dòng)過程中，要克服摩擦力做功，其機(jī)械能不斷減少；又因?yàn)榛瑝K所擦力做功，其機(jī)械能不斷減少；又因?yàn)榛瑝K所受摩擦力小于滑塊沿斜面方向的重力分力，所受摩擦力小于滑塊沿斜面方向的重力分力，所以最終會(huì)停在斜面底端以最終會(huì)停在斜面底端(2分分)在整個(gè)過程中，除重力做功外在整個(gè)過程中，除重力做功外,只有摩擦力做負(fù)只有摩擦力做負(fù)功功,設(shè)滑塊通過的路程為設(shè)滑塊通過的路程為s,則克服摩擦力做功為則克服摩擦力做功為WFfmgscos(2分分)【方法總結(jié)方法總結(jié)】在涉及滑動(dòng)摩擦力的往復(fù)運(yùn)動(dòng)中，在涉及滑動(dòng)摩擦力的往復(fù)運(yùn)動(dòng)中，要注意摩擦力做功與轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的關(guān)系：要注意摩擦力做功與轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的關(guān)系：E內(nèi)內(nèi)Ffs相對相對