高中物理 7.10 能量守恒定律與能源課件 新人教版必修2.ppt

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10能量守恒定律與能源 我們生活在一個復雜而多變的世界中 物質(zhì) 能量 信息是構(gòu)成世界的基本要素 能量無處不在 能量轉(zhuǎn)化無時不有 那么 常見的能量有哪些形式呢 能量的轉(zhuǎn)化是如何實現(xiàn)的 能量轉(zhuǎn)化遵循什么規(guī)律呢 能量會被永久地利用嗎 一 能量守恒定律確立的依據(jù) 2 能量的多樣性 對應于不同的運動形式 能量的形式也是多種多樣的 機械能對應機械運動 內(nèi)能對應大量微觀粒子的熱運動 我們所知道的能量的形式 機械能 內(nèi)能 電能 太陽能 化學能 生物能 原子能等 一個物體能夠?qū)ν庾龉?我們就說這個物體具有能量 1 能量的概念 3 能量的轉(zhuǎn)化 太陽能的利用 太陽能轉(zhuǎn)化為電能 內(nèi)燃機車 內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 食物的化學能轉(zhuǎn)化成為維持生命所必須的內(nèi)能和機械能 水電站 水的機械能轉(zhuǎn)化為電能 水果電池 化學能轉(zhuǎn)化為電能 電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 電能轉(zhuǎn)化為機械能 在一定條件下 各種形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移 能量轉(zhuǎn)移 例如運動的甲鋼球碰擊靜止的乙鋼球 在熱傳遞過程中等 能量轉(zhuǎn)化 例如小朋友滑滑梯 水力發(fā)電 火力發(fā)電 電流通過電熱器時等等 特點 能量的形式?jīng)]有變 特點 能量的形式發(fā)生變化 例1 指出下列現(xiàn)象中能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移情況 1 人在跑步時 身體發(fā)熱 2 風吹動帆船前進 3 放在火爐旁的冷水變熱 4 電流通過燈泡 燈泡發(fā)光 5 植物進行光合作用 化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 風的機械能轉(zhuǎn)移到帆船上 內(nèi)能由火爐轉(zhuǎn)移給水 電能轉(zhuǎn)化為光能 光能轉(zhuǎn)化為化學能 二 能量守恒定律 1 內(nèi)容 能量既不會消失 也不會產(chǎn)生 它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式 或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體 而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中 能量的總量保持不變 2 定律的表達式E初 E終 E增 E減 3 說明 1 能量守恒定律是最基本 最普遍 最重要的自然規(guī)律之一 任何形式的能量之間都可以轉(zhuǎn)化 但轉(zhuǎn)化過程并不減少它們的總量 2 分析物理過程 求解實際問題時 對減少的某種能量 要追蹤它的去向 對增加的能量 要能查尋它的來源 可以按照 總的減少量 總的增加量 列出數(shù)學方程 3 能源利用實際就是不同形式能量之間的轉(zhuǎn)換 把不便于人們利用的能量形式轉(zhuǎn)變成便于利用的形式 三 能源和能量耗散 1 人類利用能源大致經(jīng)歷了三個時期 即柴薪時期 煤炭時期 石油時期 2 能量耗散 燃料燃燒時一旦把自己的熱量釋放出去 它就不會自動聚集起來供人類重新利用 能量轉(zhuǎn)化的方向性 3 為什么要節(jié)約能源 1 能源短缺 2 環(huán)境惡化 3 能量耗散 四 功能關(guān)系 重力做功重力勢能的變化 WG E重 2 合外力做功動能的變化 W合 E動 3 彈簧彈力做功彈性勢能的變化 W彈 E彈 不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化是通過做功實現(xiàn)的 當WG外 0時 E 0 機械能增加 當WG外 0時 E 0 機械能減少 4 除重力 彈力 外 其他外力對物體所做的總功WG外等于物體機械能的變化量 E 證明 例2 質(zhì)量為m的物體在下落過程中 經(jīng)過高度h1處速度為v1 下落至高度h2處速度為v2 空氣阻力恒為f 分析由h1下落到h2過程中機械能的變化 解 根據(jù)動能定理 有 取地面為參考平面 有 ABC 1 下列對能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的認識正確的是 A 某種形式的能量減少 一定存在其他形式的能量增加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)對外做功的機器 永動機是不可能制成的D 石子從空中落下 最后靜止在地面上 說明機械能消失了 ABCD 2 下列說法中正確的是 A 不同形式能量的轉(zhuǎn)化是通過做功來實現(xiàn)的B 做功的過程總是伴隨著能量的轉(zhuǎn)化 或轉(zhuǎn)移 C 某種形式的能量增加10J 一定有其他形式的能量減少10JD 某個物體的能量減少10J 一定有其他物體的能量增加10J A 3 在一間隔熱很好的密閉房間中 把正在工作的電冰箱門打開 室內(nèi)空氣溫度將 A 升高B 不變C 降低D 不可能升高 C 4 近年來 在公交車和出租車中推行用天然氣代替汽油作燃料的改革 取得了顯著的進展 走上街頭你會發(fā)現(xiàn)不少公交車和出租車上印有 CNG 的標記 代表它們是以天然氣作為燃料的汽車 則推廣這一改革的主要目的是 A 延長發(fā)動機的壽命B 促進地方經(jīng)濟和西部發(fā)展C 減少大氣污染D 節(jié)約能源 D 5 一個物體沿粗糙斜面勻速滑下 則下列說法正確的是 A 物體機械能不變 內(nèi)能也不變B 物體機械能減小 內(nèi)能不變C 物體機械能減小 內(nèi)能增大 機械能與內(nèi)能總量減小D 物體機械能減小 內(nèi)能增大 機械能與內(nèi)能總量不變 A 6 一質(zhì)量均勻 不可伸長的繩索 重為G A B兩端固定在天花板上 如圖所示 現(xiàn)在最低點C處施加一豎直向下的力 將最低點緩慢拉至D點 在此過程中 繩的重心位置 A 逐漸升高B 逐漸降低C 先降低后升高D 始終不變 7 如右圖所示一質(zhì)量為m的物體 在距地面h高處以的加速度由靜止豎直下落到地面 則 1 重力勢能變化了多少 2 動能變化了多少 3 機械能變化了多少 3 以地面為重力勢能參考平面 解 故機械能減少了mgh 一 能量守恒定律1 能量守恒定律的內(nèi)容2 能量守恒定律的表達式E初 E終 E增 E減二 能源和能量耗散1 人類利用能源大致經(jīng)歷了三個時期 即柴薪時期 煤炭時期 石油時期 2 能量耗散 能量轉(zhuǎn)化的方向性 三 功能關(guān)系 WG E重 W合 E動 W彈 E彈 W其他 E機