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1、第10節(jié)能量守恒定律與能源,一、能量守恒定律 閱讀教材第81頁“能量守恒定律”部分，大概知道能量守恒定律的內(nèi)容。,1.建立能量守恒定律的兩個重要事實： (1)確認了永動機的_____ (A.可能B.不可能)性。 (2)發(fā)現(xiàn)了各種自然現(xiàn)象之間能量的__________與_____。,B,相互聯(lián)系,轉(zhuǎn)化,2.內(nèi)容：能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式_____為另一種形式，或者從一個物體______到別的物體，在______或______的過程中，能量的總量______ ______。,轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)移,轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)移,不變,保持,3.意義：能量守恒定律的建立，是人類認識自然的一次重大飛躍。
2、它是最____、最____、最____的自然規(guī)律之一，而且是大自然普遍和諧性的一種表現(xiàn)形式。,普遍,重要,可靠,思維拓展 “神舟十號”飛船返回艙進入地球大氣層以后，由于它的高速下落，而與空氣發(fā)生劇烈摩擦，返回艙的表面溫度達到1 000攝氏度。,圖1,(1)進入大氣層很長一段時間，返回艙加速下落，返回艙表面溫度逐漸升高。該過程動能和勢能怎么變化？機械能守恒嗎？ (2)返回艙表面溫度越高，內(nèi)能越大。該過程中什么能向什么能轉(zhuǎn)化？機械能和內(nèi)能的總量變化呢？,答案(1)勢能減少動能增加機械能不守恒 (2)機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能不變,二、能源和能量耗散 閱讀教材第82頁“能源和能量耗散”部分，知道能量耗散的原因
3、，了解能量轉(zhuǎn)化的方向性。 1.能源與人類社會：人類對能源的利用大致經(jīng)歷了三個時期，即柴薪時期、______時期、______時期。自工業(yè)革命以來，煤和______成為人類的主要能源。,煤炭,石油,石油,2.能量耗散：燃料燃燒時一旦把自己的熱量釋放出去，就不會再次自動聚集起來供人類重新利用。電池中的化學能轉(zhuǎn)化為電能，電能又通過燈泡轉(zhuǎn)化成______和______，熱和光被其他物質(zhì)吸收之后變成周圍環(huán)境的______，我們無法把這些散失的能量收集起來重新利用。,內(nèi)能,光能,內(nèi)能,3.能源危機的含義：在能源的利用過程中，即在能量的轉(zhuǎn)化過程中，能量在數(shù)量上__________，但在可利用的品質(zhì)上____
4、_____，從便于利用的變成____________的了。 4.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向性。所以，能源的利用是有條件的，也是有代價的，所以自然界的能量雖然______，但還是很有必要節(jié)約能源。,雖未減少,降低了,不便于利用,能量耗散,守恒,思維拓展,圖2,情景1：如圖2甲所示，煤炭和石油是常規(guī)能源。盡管我國的常規(guī)能源資源非常豐富，但由于人口眾多，所以能源的需求量很大，能源的浪費很嚴重，將來會面臨能源危機。,情景2：如圖2乙、丙所示，太陽能、風能、地熱能、海洋能等是新能源，積極開發(fā)利用新能源是實現(xiàn)我國經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。
5、(1)能量耗散與能量守恒是否矛盾，為什么？ (2)能量是守恒的，為什么還要節(jié)約能源？,答案(1)能量耗散和能量守恒并不矛盾，能量耗散并不是能量消失了，而是在能源利用的過程中，能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化，使能量的品質(zhì)下降。但能量在數(shù)量上并沒有減少。,(2)能量耗散表明，在能源的利用過程中，即在能量的轉(zhuǎn)化過程中，能量在數(shù)量上并未減少，但在可利用品質(zhì)上降低了，從便于利用的能量變成不便于利用的能量了。這是能源危機更深層次的含義，也是“自然界的能量雖然守恒，但還是要節(jié)約能源”的根本原因。因此我們要節(jié)約能源，同時積極研究和開發(fā)利用新能源和可再生能源，如核能、太陽能、風能、海洋能、生物質(zhì)能等。,要點歸納,能量守恒定律的
6、理解和應用,1.適用范圍：能量守恒定律是貫穿物理學的基本規(guī)律，是各種自然現(xiàn)象中普遍適用的一條規(guī)律。,2.表達式 (1)E初E末，初狀態(tài)各種能量的總和等于末狀態(tài)各種能量的總和。 (2)E增E減，能量的增加量等于能量的減少量。,3.應用步驟 (1)明確研究對象及研究過程。 (2)明確該過程中，哪些形式的能量在變化。 (3)確定參與轉(zhuǎn)化的能量中，哪些能量增加，哪些能量減少。 (4)列出增加的能量和減少的能量之間的守恒式(或初、末狀態(tài)能量相等的守恒式)。,精典示例,例1 下列說法正確的是() A.隨著科技的發(fā)展，永動機是可以制成的 B.太陽照射到地球上的光能轉(zhuǎn)化成其他能量，但照射到宇宙空間的能量都消失
7、了 C.“既要馬兒跑，又讓馬兒不吃草”違背了能量守恒定律，因而是不可能的 D.有種“全自動”手表，不用上發(fā)條，也不用任何形式的電源，卻能一直走動，說明能量可以憑空產(chǎn)生,解析永動機是不消耗或少消耗能量，可以大量對外做功的裝置，違背能量守恒定律，A錯誤；能量不可能憑空消失，B錯誤；能量也不可能憑空產(chǎn)生，C正確，D錯誤。 答案C,針對訓練1 某地平均風速為5 m/s，已知空氣密度是1.2 kg/m3，有一風車，它的風葉轉(zhuǎn)動時可形成半徑為12 m的圓面。如果這個風車能將圓面內(nèi)10%的氣流動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，則該風車帶動的發(fā)電機功率是多大？,答案3 391.2 W,要點歸納,摩擦生熱及產(chǎn)生內(nèi)能的有關(guān)計算,1
8、.系統(tǒng)內(nèi)一對靜摩擦力即使對物體做功，但由于相對位移為零而沒有內(nèi)能產(chǎn)生，只有物體間機械能的轉(zhuǎn)移。 2.作用于系統(tǒng)的滑動摩擦力和物體間相對滑動的距離的乘積，在數(shù)值上等于滑動過程產(chǎn)生的內(nèi)能。即QF滑x相對，其中F滑必須是滑動摩擦力，x相對必須是兩個接觸面的相對滑動距離(或相對位移)。,精典示例,例2 電動機帶動水平傳送帶以速度v勻速傳動，一質(zhì)量為m的小木塊由靜止輕放在傳送帶上，若小木塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為，如圖3所示。傳送帶足夠長，當小木塊與傳送帶相對靜止時，求：,圖3,(1)小木塊的位移； (2)傳送帶轉(zhuǎn)過的路程； (3)小木塊獲得的動能； (4)摩擦過程中產(chǎn)生的內(nèi)能； (5)因傳送小木塊電
9、動機多消耗的電能。,針對訓練2 (多選)如圖4所示，質(zhì)量為M、長度為l的小車靜止在光滑的水平面上。質(zhì)量為m的小物塊放在小車的最左端?，F(xiàn)有一水平恒力F作用在小物塊上，使物塊從靜止開始做勻加速直線運動，物塊和小車之間的摩擦力為f。經(jīng)過時間t，小車運動的位移為s，物塊剛好滑到小車的最右端，下列說法正確的是(),圖4,A.此時物塊的動能為(Ff)(sl) B.這一過程中，物塊對小車所做的功為f(sl) C.這一過程中，物塊和小車增加的機械能為Fs D.這一過程中，物塊和小車產(chǎn)生的內(nèi)能為f l,答案AD,要點歸納,功能關(guān)系的理解和應用,1.功能關(guān)系概述 (1)不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化是通過做功實現(xiàn)的，做
10、功的過程就是能量之間轉(zhuǎn)化的過程。 (2)功是能量轉(zhuǎn)化的量度。做了多少功，就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化。,2.功與能的關(guān)系：由于功是能量轉(zhuǎn)化的量度，某種力做功往往與某一種具體形式的能量轉(zhuǎn)化相聯(lián)系，具體功能關(guān)系如下表：,精典示例,例3 如圖5所示，某段滑雪雪道傾角為30，總質(zhì)量為m(包括雪具在內(nèi))的滑雪運動員從距底端高為h處的雪道上由靜止開始勻加速下滑，加速度為 g。在他從上向下滑到底端的過程中，下列說法正確的是(),圖5,答案D,針對訓練3 (多選)如圖6所示，質(zhì)量為m的物體放在升降機的底板上。若升降機從靜止開始以a 的加速度豎直向下運動一段位移h。下列說法正確的是(),答案 CD,1.(能源的開發(fā)和
11、利用)下列關(guān)于能源開發(fā)和利用的說法中，正確的是() A.能源利用的過程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能的過程 B.能量是守恒的，因此不需要節(jié)約能源 C.能源利用的過程是一種形式的能向另外一種形式的能轉(zhuǎn)化的過程 D.無論是節(jié)約能源還是開發(fā)能源，我國都要外國支援 答案C,2.(對能量守恒定律的理解)(多選)下列關(guān)于能量守恒定律的認識正確的是() A.某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加 B.某個物體的能量減少，必然有其他物體的能量增加 C.不需要任何外界的動力而持續(xù)對外做功的機械永動機不可能制成 D.石子從空中落下，最后靜止在地面上，說明機械能消失了,解析根據(jù)能量守恒定律可知，能量既不會消滅，也不會創(chuàng)生。
12、能量只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到其他物體，A、B正確，D錯誤；永動機違背了能量守恒定律，故它不可能制造出來，C正確。 答案ABC,3.(摩擦生熱及產(chǎn)生內(nèi)能的有關(guān)計算)兩塊完全相同的木塊A、B，其中A固定在水平桌面上，B放在光滑水平桌面上。兩顆同樣的子彈以相同的水平速度射入兩木塊，穿透后子彈的速度分別為vA、vB，在子彈穿透木塊過程中因克服摩擦力產(chǎn)生的熱分別為QA、QB，設木塊對子彈的摩擦力大小一定，則(),A.vAvB，QAQB B.vAvB，QAQB C.vAvB，QAQB D.vAvB，QAQB,答案D,4.(對功能關(guān)系的理解)(多選)如圖7所示，楔形木塊abc固定在
13、水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc與水平面的夾角相同，頂角b處安裝一定滑輪。質(zhì)量分別為M、m(Mm)的滑塊，通過不可伸長的輕繩跨過定滑輪連接，輕繩與斜面平行。兩滑塊由靜止釋放后，沿斜面做勻加速運動。若不計滑輪的質(zhì)量和摩擦，在兩滑塊沿斜面運動的過程中(),圖7,A.兩滑塊組成系統(tǒng)的機械能守恒 B.重力對M做的功等于M動能的增加 C.輕繩對m做的功等于m機械能的增加 D.兩滑塊組成系統(tǒng)的機械能損失等于M克服摩擦力做的功,解析因為M克服摩擦力做功，所以系統(tǒng)機械能不守恒，A錯誤；由功能關(guān)系知系統(tǒng)減少的機械能等于M克服摩擦力做的功，D正確；對M，除重力外還有摩擦力和輕繩拉力對其做功，由動能定理知B錯誤；對m，有拉力和重力對其做功，由功能關(guān)系知C正確。,答案CD,
2017-2018學年高中物理 第7章 機械能守恒定律 第10節(jié) 能量守恒定律與能源課件 新人教版必修2.ppt
