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2.6 能量的转化与守恒,一、能量转化及守恒定律 观图助学,如图所示，“神舟十号”飞船返回舱进入地球大气层以后，由于它的高速下落，而与空气发生剧烈摩擦，返回舱的表面温度达到1 000摄氏度。,(1)该过程动能和势能怎么变化？机械能守恒吗？ (2)该过程中什么能向什么能转化？机械能和内能的总量变化吗？,1.各种形式的能量 自然界存在着不同形式的能量。如：_、内能、_、_、核能、_等 2.能量之间的转化 各种形式的能量是可以相互转化的。例如：在摩擦生热的现象中，克服摩擦力做多少功，就有多少机械能转化成等量的内能；通过电流的导线变热，电能转化成_；燃料燃烧生热，_转化成内能；灼热的灯丝发光，内能转化成_。,机械能,电能,电磁能,化学能,内能,化学能,光能,3.能量转化与守恒定律 (1)内容：能量既不会凭空_，也不会凭空消失，它只能从一种形式_为另一种形式，或者从一个物体_到另一个物体，在转化或转移的过程中其_不变。 (2)意义 揭示了自然界各种运动形式不仅具有_性、而且具有_性。 宣布_不可能制成。,产生,转化,转移,总量,多样,统一,“第一类永动机”,理解概念,判断下列说法是否正确。 (1)机械能守恒定律是能量守恒定律的一种特殊形式。( ) (2)在利用能源的过程中，能量在数量上并未减少。( ) (3)随着科技的发展，永动机是可以制成的。( ) (4)太阳照射到地球上的光能转化成其他能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了。( ),二、能量转化和转移的方向性 观图助学,如图是在草地上减速运动的足球，此过程是动能转化成内能而耗散在周围空气中，那么反过来周围空气中内能能自发转化成足球动能让足球加速运动起来吗？,在整个自然界中，所有宏观自发过程都具有单向性，都有一定的_性，都是一种不可逆过程。 (1)热传导的方向性。 两个温度不同的物体相互接触时，热量会自发地从高温物体传给_物体，结果使高温物体的温度降低，低温物体的温度升高。 (2)机械能和内能转化过程的方向性。 机械能是可以_转化为内能的，但在任何情况下都不可能把从高温热源吸收的热量全部转变为有用的机械功，而且工作物质本身又回到原来的状态，即内能不可能全部转化为机械能，而不引起其他变化。,方向,低温,全部,理解概念,判断下列说法是否正确。 (1)能量转移和转化具有方向性与能量守恒相矛盾。( ) (2)内能不可能全部转化为机械能而不引起其他变化。( ) (3)热量可以从低温物体传到高温物体。( ),能量守恒定律的理解和应用,观察探究,(1)在验证机械能守恒定律的实验中，计算结果发现，重物减少的重力势能的值总大于增加的动能的值，即机械能的总量在减少。机械能减少的原因是什么？减少的机械能是消失了吗？,图1,(2)请说明下列现象中能量是如何转化或转移的？ 植物进行光合作用。 放在火炉旁的冰融化变热。 电流通过灯泡，灯泡发光。,答案 (1)机械能减少的原因是由于要克服摩擦阻力和空气阻力做功，机械能转化成了内能。不是。 (2)光能转化为化学能 内能由火炉转移到冰 电能转化为光能,探究归纳 1.能量守恒定律的理解 某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等。 某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。 2.能量守恒定律的表达式 (1)从不同状态看，E初E末。 (2)从能的转化角度看，E增E减。 (3)从能的转移角度看，EA增EB减。 3.能量守恒定律应用的关键步骤 (1)明确研究对象和研究过程。 (2)找全参与转化或转移的能量，明确哪些能量增加，哪些能量减少。 (3)列出增加量和减少量之间的守恒式。,试题案例 例1 (多选)从光滑斜面上滚下的物体，最后停止在粗糙的水平面上，说明( ) A.在斜面上滚动时，只有动能和势能的相互转化 B.在斜面上滚动时，有部分势能转化为内能 C.在水平面上滚动时，总能量正在消失 D.在水平面上滚动时，机械能转化为内能，总能量守恒 解析 在斜面上滚动时，只有重力做功，只发生动能和势能的相互转化；在水平面上滚动时，有摩擦力做功，机械能转化为内能，总能量是守恒的。 答案 AD,针对训练1 (2018江门高一检测)如图2所示，皮带的速度是3 m/s，两圆心的距离s4.5 m，现将m1 kg的小物体轻放在左轮正上方的皮带上，物体与皮带间的动摩擦因数0.15，电动机带动皮带将物体从左轮运送到右轮正上方时(g取10 m/s2)，求：,图2 (1)小物体获得的动能Ek； (2)这一过程摩擦产生的热量Q； (3)这一过程电动机多消耗的电能E。,答案 (1)4.5 J (2)4.5 J (3)9 J,功能关系的理解与应用,探究归纳 1.功能关系概述 (1)不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的，做功的过程就是能量之间转化的过程。 (2)功是能量转化的量度。做了多少功，就有多少能量发生转化。 2.功与能的关系 由于功是能量转化的量度，某种力做功往往与某一种具体形式的能量转化相联系，具体功能关系如下：,试题案例,图3,答案 CD,要认清每种形式能的变化与相应力做功相关：重力势能的变化只与重力做功有关；弹性势能的变化与弹簧类弹力做功有关；动能的变化与合力做功有关；机械能的改变量与除重力(及系统内弹力)之外的力做功有关。,针对训练2 (2018珠海高一检测)如图4所示，在光滑的水平面上，有一质量为M的长木块以一定的初速度向右匀速运动，将质量为m的小铁块无初速度地轻放到长木块右端，小铁块与长木块间的动摩擦因数为，当小铁块在长木块上相对长木块滑动L时与长木块保持相对静止，此时长木块对地的位移为l，求这个过程中：,图4 (1)系统产生的热量； (2)小铁块增加的动能； (3)长木块减少的动能； (4)系统机械能的减少量。,解析 画出这一过程两物体位移示意图，如图所示。,(1)m、M间相对滑动的位移为L，根据能量守恒定律，有QmgL，即摩擦力对系统做的总功等于系统产生的热量。 (2)根据动能定理得mg(lL)Ek，即小铁块动能的增加量等于滑动摩擦力对小铁块做的功。 (3)摩擦力对长木块做负功，根据功能关系得EkMmgl，即长木块减少的动能等于长木块克服摩擦力做的功mgl。 (4)系统机械能的减少量等于系统克服摩擦力做的功EmgL。 答案 (1)mgL (2)mg(lL) (3)mgl (4)mgL,
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