高一物理教课件：第六节《能量的转化与守恒》（粤教版必修2）

欢迎进入物理课堂 第六节能量的转化与守恒 1 了解自然界中存在多种形式的能量 2 知道能量守恒定律是最基本最普遍的自然规律 3 通过能量守恒以及能量转化和转移的方向性 认识提高效率的重要性 4 通过第一类永动机研制的失败 体会能量守恒定律建立的重要性 我们生活在一个复杂而多变的世界中 物质 能量 信息是构成世界的基本要素 能量无处不在 能量转化无时不有 那么 常见的能量有哪些形式呢 能量的转化是如何实现的 能量转化遵循什么规律呢 能量会被永久地利用吗 一能量的多样性 对应于不同的运动形式 能的形式也是多种多样的 例如我们刚学过动能 重力势能 弹性势能 常见的能量形式 机械能 内能 电能 太阳能 化学能 生物能 原子能等 太阳能的利用 太阳能转化为电能 内燃机车 内能转化为机械能 水电站 水的机械能转化为电能 水果电池 化学能转化为电能 二能的转化 1 不同形式的能之间可以在一定条件下相互转化 2 做功的过程是能的转化的过程 仔细观察下面的图片 说明它们具有哪种形式的能 涉及哪些形式能量之间的转化 化学能转化为机械能 电能转化为光能 化学能转化为内能和光能 核能转化为机械能 我们所消耗的能量 无论是食物还是电 大部分是太阳能辐射到地球后转化而来的 太阳能与其他形式的能量转化关系图 同种形式能从一个物体转移到另一个物体 不同形式能之间 大量的事实证明 自然界中各种形式的能量都不是孤立的 不同形式的能量会发生相互转化 能量也会在不同的物体间相互转移 三能量守恒定律 1 内容 能量既不会凭空产生 也不会凭空消失 它只会从一种形式转化为另一种形式 或者从一个物体转移到另一个物体 在转化或转移的过程中其总量保持不变 2 定律的表达式E初 E终 E增 E减 3 说明 1 能量守恒定律是最基本 最普遍 最重要的自然规律之一 任何形式的能量之间都可以转化 但转化过程并不减少它们的总量 2 分析物理过程 求解实际问题时 对减少的某种能量 要追踪它的去向 对增加的能量 要查寻它的来源 可以按照 总的减少量 总的增加量 列出数学方程 3 能源利用实际就是不同形式能量之间的转换 把不便于人们利用的能量形式转变成便于利用的形式 历史上曾有人设想制造一种不需要消耗任何能源就可以不断做功的机器 即第一类永动机 这样的机器能不能制成 为什么 讨论与交流 第一类永动机不可能实现的原因是违反了能量守恒定律 第一类 永动机 不可能成功的事实告诉我们 违反能量的转化和守恒定律的事情是不可能发生的 那么 遵循能量的转化和守恒定律的事件是否就一定会发生呢 事例1 当一根炙热的的铁钉投入水中 将有热量从铁钉传递给水 从而使铁块的温度降低 水的温度升高 最后达到相同的温度 铁钉不可能自发地从同温度的水中吸收热量 使自己变得炙热 尽管这一过程并不违背能量的转化和守恒定律 但是 相反的事件并不会自发的发生 事例2 当杂技演员沿竹竿下滑时 演员的重力势能有一部分转化为手和竹竿的内能 使手和竹竿的温度升高 那么相反的现象会不会自发的发生呢 即手和竹竿自发地降低温度 而使人的位置升高 结论能量的转化和转移有一定的方向性 这种方向性有着怎样的实际意义 节约能源 合理开发能源 1 下列说法中错误的是 A 能的转化和守恒定律只适用于物体内能的变化B 只要有能的转化和转移 就一定遵循能量守恒定律C 能的转化和守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器D 任何一种形式的能在转化为其他形式的能的过程中 消耗多少某种形式的能量 就能得到多少其他形式的能量 而能的总量保持不变 A 2 指出下列现象中能量的转化或转移情况 1 人在跑步时 身体发热 2 风吹动帆船前进 3 放在火炉旁的冷水变热 4 电流通过灯泡 灯泡发光 5 植物进行光合作用 化学能转化为内能 风的机械能转移到帆船上 内能由火炉转移给水 电能转化为光能 光能转化为化学能 3 质量为m 2kg的物体下落过程中 经过高度h1 2 3m处速度为v1 1m s 下落至高度h2 2 0m处速度为v2 2m s 求物体由h1下落到h2过程中由于空气阻力产生的内能 解 设产生的内能为Q 根据能量守恒定律 有 解得 4 NBA篮球赛非常精彩 吸引了众多观众 经常有这样的场面 在终场前0 1s 运动员把球投出且准确命中 获得比赛的胜利 如果运动员投篮过程中对篮球做功为W 出手高度 相对地面 为h1 篮筐距地面高度为h2 球的质量为m 空气阻力不计 则篮球进筐时的动能表达式是 A W mgh1 mgh2B W mgh2 mgh1C mgh1 mgh2 WD mgh2 mgh1 W 解析 由能量守恒 人做的功 W 转化为球进筐时的动能和势能 设进筐时球的动能为Ek 则有 W Ek mgh2 mgh1故Ek W mgh1 mgh2 A项正确 答案 A 5 如图所示 一质量为m的滑块从高为h的光滑圆弧形槽的顶端A处无初速度地滑下 槽的底端B与水平传送带相接 传送带的运行速度恒为v0 两轮轴心间距为l 滑块滑到传送带上后做匀加速运动 滑到传送带右端C时 恰好加速到与传送带的速度相同 求 1 滑块到达底端B时的速度大小vB 2 滑块与传送带间的动摩擦因数 3 此过程中 由于克服摩擦力做功而产生的热量Q 1 滑块在由A到B的过程中机械能守恒 可得 mgh mvB2 解得 vB 2 滑块在由B到C的过程中 应用动能定理得 mgl mv02 mvB2解得 3 Q Ff l相对 mgl相对由l相对 和v0 vB gt可得 l相对 故Q 1 能量的形式多种多样 不同形式的能量之间可以相互转化2 能量转化与守恒定律能量既不会凭空产生 也不能凭空消失 它只会从一种形式转化为其他形式 或者从一个物体转移到另一个物体 而在转化和转移过程中 能量的总量保持不变 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全