高中物理 第七章 机械能守恒定律 第十节 能量守恒定律与能源课件 新人教版必修2.ppt

第十节能量守恒定律与能源 第七章机械能守恒定律 学习目标 1 了解各种不同形式的能 知道能量守恒定律确定的两个重要事实 2 能够叙述能量守恒定律的内容 会用能量守恒的观点分析 解释一些实际问题 3 了解能量耗散 知道能源短缺和环境恶化问题 增强节约能源和环境保护意识 第七章机械能守恒定律 一 能量守恒定律 阅读教材P81 内容 能量既不会凭空产生 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 到别的物体 在转化或转移的过程中 保持不变 转化 转移 能量的总量 拓展延伸 解疑难 能量守恒定律的意义1 确认了永动机是不可能制成的 2 反映了自然现象的普遍联系 3 普遍性 能量守恒定律是分析解决问题的一个极为重要的方法 它比机械能守恒定律更普遍 4 能量守恒定律是19世纪自然科学的三大发现之一 1 1 随着科技的发展 永动机是可以制成的 2 太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量 但照射到宇宙空间的能量都消失了 3 在水平路面行驶的汽车 关闭油门后慢慢停下来 说明能量正在消失 4 有种 全自动 手表 不用上发条 也不用任何形式的电源 却能一直走动 说明能量可以凭空产生 二 能源和能量耗散 阅读教材P82 1 能量耗散燃料燃烧时把自己的热量释放出去 电池中的化学能转化为电能 它又通过灯泡转化成 能和 能 热和光被其他物体吸收之后变成周围环境的 能 我们无法把这些散失的能量收集起来重新利用 2 能量转化的方向性与节约能源的必要性能量耗散反映了能量转化的宏观过程具有 所以能源的利用是有条件的 也是有代价的 所以自然界的能量虽然 但还是很有必要节约能源 内 光 内 方向性 守恒 拓展延伸 解疑难 能源危机的含义在能源的利用过程中 即在能量的转化过程中 能量在数量上并未减少 但在可利用的品质上降低了 从便于利用的变成不便于利用的了 2 1 能量能从一种形式转化为另一种形式 也能从一个物体转移到另一个物体 2 能量在转化过程中变少的现象叫能量的耗散 3 既然能量守恒 所以不必担心会发生 能源危机 1 适用范围 能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律 是各种自然现象中普遍适用的一条规律 2 表达式 1 E初 E末 初状态各种能量的总和等于末状态各种能量的总和 2 E增 E减 增加的那些能量的增加量等于减少的那些能量的减少量 能量守恒定律的应用 3 应用步骤 1 明确研究对象及研究过程 2 明确该过程中 哪些形式的能量在变化 3 确定参与转化的能量中 哪些能量增加 哪些能量减少 4 列出增加的能量和减少的能量之间的守恒式 或初 末状态能量相等的守恒式 特别提醒 1 机械能守恒定律实际上是能量守恒定律的一种特殊形式 2 应用能量守恒定律解题时 一定要分清系统中有哪些形式的能 什么能发生了转化或转移 自选例题 启迪思维 1 自由摆动的秋千摆动幅度越来越小 下列说法正确的是 A 机械能守恒B 能量正在消失C 只有动能和重力势能的相互转化D 减少的机械能转化为内能 但总能量守恒 解析 自由摆动的秋千摆动幅度越来越小 说明机械能减少 摩擦阻力对秋千做负功 使减少的机械能转化为内能 正确选项为D A B C错误 D 2 行驶中的汽车制动后滑行一段距离 最后停下 流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰 降落伞在空中匀速下降 上述不同现象中所包含的相同的物理过程是 A 物体克服阻力做功B 物体的动能转化为其他形式的能量C 物体的势能转化为其他形式的能量D 物体的机械能转化为其他形式的能量 解析 这三个现象中物体运动过程中都受到运动阻力 汽车主要受摩擦阻力 流星 降落伞受空气阻力 选项A正确 三个物体运动过程中 汽车是动能转化成了内能 流星 降落伞是重力势能转化成其他形式的能 总之是机械能转化成了其他形式的能 选项D正确 AD 3 2014 高考广东卷 如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图 图中 和 为楔块 和 为垫板 楔块与弹簧盒 垫板间均有摩擦 在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中 A 缓冲器的机械能守恒B 摩擦力做功消耗机械能C 垫板的动能全部转化为内能D 弹簧的弹性势能全部转化为动能 B 解析 由于车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中存在克服摩擦力做功 所以缓冲器的机械能减少 选项A错误 B正确 弹簧压缩的过程中 垫板的动能转化为内能和弹簧的弹性势能 选项C D错误 规律总结 不同形式的能量可以相互转化 在转化过程中能量的总量保持不变 明确能量的转化形式是解题的关键 1 功是能量转化的量度不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的 做功的过程就是各种形式的能量之间转化 或转移 的过程 且做了多少功 就有多少能量发生转化 或转移 因此 功是能量转化的量度 对功与能关系的理解 2 不同形式的能量变化与不同的功对应 特别提醒 1 功和能的本质不同 并且功和能也不能相互转化 而只能是通过做功实现能量的转化 2 以系统为研究对象时 内力做功的过程也伴随着能量的转移或转化 自选例题 启迪思维 1 一个盛水袋 某人从侧面缓慢推装液体的袋壁使它变形至如图所示位置 则此过程中袋和液体的重心将 A 逐渐升高B 逐渐降低C 先降低再升高D 始终不变 解析 人对液体做正功 液体的机械能增加 液体缓慢移动可以认为动能不变 重力势能增加 重心升高 A正确 A 2 2015 桂林高一检测 如图所示 高h 2m的曲面固定不动 一个质量为1kg的物体 由静止开始从曲面的顶点滑下 滑到底端时的速度大小为4m s g取10m s2 在此过程中 下列说法正确的是 A 物体克服摩擦力做功20JB 物体的动能增加了8JC 物体的重力势能减少了20JD 曲面对物体的支持力对物体不做功 BCD 3 如图所示 楔形木块abc固定在水平面上 粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同 顶角b处安装一定滑轮 质量分别为M m M m 的滑块 通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接 轻绳与斜面平行 两滑块由静止释放后 沿斜面做匀加速运动 若不计滑轮的质量和摩擦 在两滑块沿斜面运动的过程中 A 两滑块组成系统的机械能守恒B 重力对M做的功等于M动能的增加C 轻绳对m做的功等于m机械能的增加D 两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功 CD 解析 由于斜面ab粗糙 在两滑块沿斜面运动的过程中 两滑块组成系统的机械能不守恒 选项A错误 由动能定理 重力对M做的功大于M动能的增加 选项B错误 由功能关系 轻绳对m做的功等于m机械能的增加 选项C正确 由功能关系可知 两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功 选项D正确 总结提升 应用功能关系解题的基本步骤 1 明确研究对象 2 分析物体的运动过程并画图展示 3 分析力对研究对象的做功情况和能量转化形式 4 根据动能定理或能量守恒定律列方程求解 典型问题 摩擦生热 问题的求解1 静摩擦力做功不会引起系统机械能的变化 静摩擦力做功的过程是系统中物体间的机械能发生转移的过程 不产生热量 2 滑动摩擦力做功一定会引起系统机械能的变化 滑动摩擦力做功 一是会引起系统中物体间机械能的转移 二是会引起系统总机械能的减少 部分机械能转化为内能 产生热量 范例 足够长的传送带以速度v匀速传动 一质量为m的小物体A由静止轻放于传送带上 若小物体与传送带之间的动摩擦因数为 如图所示 当物体与传送带相对静止时 转化为内能的能量为 D 名师点评 1 滑动摩擦力做功时 机械能转化为内能 2 一对滑动摩擦力做功产生的内能为Q Ffx相 其中Ff指滑动摩擦力大小 x相指发生相对滑动的物体间的相对位移 CD