高中物理 第七章 機械能守恒定律 第十節(jié) 能量守恒定律與能源課件 新人教版必修2.ppt

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第十節(jié)能量守恒定律與能源 第七章機械能守恒定律 學習目標 1 了解各種不同形式的能 知道能量守恒定律確定的兩個重要事實 2 能夠敘述能量守恒定律的內容 會用能量守恒的觀點分析 解釋一些實際問題 3 了解能量耗散 知道能源短缺和環(huán)境惡化問題 增強節(jié)約能源和環(huán)境保護意識 第七章機械能守恒定律 一 能量守恒定律 閱讀教材P81 內容 能量既不會憑空產生 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 在轉化或轉移的過程中 保持不變 轉化 轉移 能量的總量 拓展延伸 解疑難 能量守恒定律的意義1 確認了永動機是不可能制成的 2 反映了自然現(xiàn)象的普遍聯(lián)系 3 普遍性 能量守恒定律是分析解決問題的一個極為重要的方法 它比機械能守恒定律更普遍 4 能量守恒定律是19世紀自然科學的三大發(fā)現(xiàn)之一 1 1 隨著科技的發(fā)展 永動機是可以制成的 2 太陽照射到地球上的光能轉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 3 在水平路面行駛的汽車 關閉油門后慢慢停下來 說明能量正在消失 4 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生 二 能源和能量耗散 閱讀教材P82 1 能量耗散燃料燃燒時把自己的熱量釋放出去 電池中的化學能轉化為電能 它又通過燈泡轉化成 能和 能 熱和光被其他物體吸收之后變成周圍環(huán)境的 能 我們無法把這些散失的能量收集起來重新利用 2 能量轉化的方向性與節(jié)約能源的必要性能量耗散反映了能量轉化的宏觀過程具有 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 內 光 內 方向性 守恒 拓展延伸 解疑難 能源危機的含義在能源的利用過程中 即在能量的轉化過程中 能量在數量上并未減少 但在可利用的品質上降低了 從便于利用的變成不便于利用的了 2 1 能量能從一種形式轉化為另一種形式 也能從一個物體轉移到另一個物體 2 能量在轉化過程中變少的現(xiàn)象叫能量的耗散 3 既然能量守恒 所以不必擔心會發(fā)生 能源危機 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 增加的那些能量的增加量等于減少的那些能量的減少量 能量守恒定律的應用 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 特別提醒 1 機械能守恒定律實際上是能量守恒定律的一種特殊形式 2 應用能量守恒定律解題時 一定要分清系統(tǒng)中有哪些形式的能 什么能發(fā)生了轉化或轉移 自選例題 啟迪思維 1 自由擺動的秋千擺動幅度越來越小 下列說法正確的是 A 機械能守恒B 能量正在消失C 只有動能和重力勢能的相互轉化D 減少的機械能轉化為內能 但總能量守恒 解析 自由擺動的秋千擺動幅度越來越小 說明機械能減少 摩擦阻力對秋千做負功 使減少的機械能轉化為內能 正確選項為D A B C錯誤 D 2 行駛中的汽車制動后滑行一段距離 最后停下 流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的光焰 降落傘在空中勻速下降 上述不同現(xiàn)象中所包含的相同的物理過程是 A 物體克服阻力做功B 物體的動能轉化為其他形式的能量C 物體的勢能轉化為其他形式的能量D 物體的機械能轉化為其他形式的能量 解析 這三個現(xiàn)象中物體運動過程中都受到運動阻力 汽車主要受摩擦阻力 流星 降落傘受空氣阻力 選項A正確 三個物體運動過程中 汽車是動能轉化成了內能 流星 降落傘是重力勢能轉化成其他形式的能 總之是機械能轉化成了其他形式的能 選項D正確 AD 3 2014 高考廣東卷 如圖是安裝在列車車廂之間的摩擦緩沖器結構圖 圖中 和 為楔塊 和 為墊板 楔塊與彈簧盒 墊板間均有摩擦 在車廂相互撞擊使彈簧壓縮的過程中 A 緩沖器的機械能守恒B 摩擦力做功消耗機械能C 墊板的動能全部轉化為內能D 彈簧的彈性勢能全部轉化為動能 B 解析 由于車廂相互撞擊使彈簧壓縮的過程中存在克服摩擦力做功 所以緩沖器的機械能減少 選項A錯誤 B正確 彈簧壓縮的過程中 墊板的動能轉化為內能和彈簧的彈性勢能 選項C D錯誤 規(guī)律總結 不同形式的能量可以相互轉化 在轉化過程中能量的總量保持不變 明確能量的轉化形式是解題的關鍵 1 功是能量轉化的量度不同形式的能量之間的轉化是通過做功實現(xiàn)的 做功的過程就是各種形式的能量之間轉化 或轉移 的過程 且做了多少功 就有多少能量發(fā)生轉化 或轉移 因此 功是能量轉化的量度 對功與能關系的理解 2 不同形式的能量變化與不同的功對應 特別提醒 1 功和能的本質不同 并且功和能也不能相互轉化 而只能是通過做功實現(xiàn)能量的轉化 2 以系統(tǒng)為研究對象時 內力做功的過程也伴隨著能量的轉移或轉化 自選例題 啟迪思維 1 一個盛水袋 某人從側面緩慢推裝液體的袋壁使它變形至如圖所示位置 則此過程中袋和液體的重心將 A 逐漸升高B 逐漸降低C 先降低再升高D 始終不變 解析 人對液體做正功 液體的機械能增加 液體緩慢移動可以認為動能不變 重力勢能增加 重心升高 A正確 A 2 2015 桂林高一檢測 如圖所示 高h 2m的曲面固定不動 一個質量為1kg的物體 由靜止開始從曲面的頂點滑下 滑到底端時的速度大小為4m s g取10m s2 在此過程中 下列說法正確的是 A 物體克服摩擦力做功20JB 物體的動能增加了8JC 物體的重力勢能減少了20JD 曲面對物體的支持力對物體不做功 BCD 3 如圖所示 楔形木塊abc固定在水平面上 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 質量分別為M m M m 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 若不計滑輪的質量和摩擦 在兩滑塊沿斜面運動的過程中 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 CD 解析 由于斜面ab粗糙 在兩滑塊沿斜面運動的過程中 兩滑塊組成系統(tǒng)的機械能不守恒 選項A錯誤 由動能定理 重力對M做的功大于M動能的增加 選項B錯誤 由功能關系 輕繩對m做的功等于m機械能的增加 選項C正確 由功能關系可知 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 選項D正確 總結提升 應用功能關系解題的基本步驟 1 明確研究對象 2 分析物體的運動過程并畫圖展示 3 分析力對研究對象的做功情況和能量轉化形式 4 根據動能定理或能量守恒定律列方程求解 典型問題 摩擦生熱 問題的求解1 靜摩擦力做功不會引起系統(tǒng)機械能的變化 靜摩擦力做功的過程是系統(tǒng)中物體間的機械能發(fā)生轉移的過程 不產生熱量 2 滑動摩擦力做功一定會引起系統(tǒng)機械能的變化 滑動摩擦力做功 一是會引起系統(tǒng)中物體間機械能的轉移 二是會引起系統(tǒng)總機械能的減少 部分機械能轉化為內能 產生熱量 范例 足夠長的傳送帶以速度v勻速傳動 一質量為m的小物體A由靜止輕放于傳送帶上 若小物體與傳送帶之間的動摩擦因數為 如圖所示 當物體與傳送帶相對靜止時 轉化為內能的能量為 D 名師點評 1 滑動摩擦力做功時 機械能轉化為內能 2 一對滑動摩擦力做功產生的內能為Q Ffx相 其中Ff指滑動摩擦力大小 x相指發(fā)生相對滑動的物體間的相對位移 CD