人教版高中物理必修2第七章 機械能守恒定律10. 能量守恒定律與能源 課件(4).ppt

第七章 機械能及其守恒定律 7 10能量守恒定律與能源 重力勢能 彈性勢能 動能 知識回顧 能量 一 能量的概念一個物體能夠?qū)ν庾龉?我們就說這個物體具有能量 二 能量的多樣性對應(yīng)于不同的運動形式 能的形式也是多種多的 說一說 你知道的能量形式 機械能 內(nèi)能 電能 太陽能 化學(xué)能 生物能 原子能等 討論與思考 能量之間有聯(lián)系嗎 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)化機械能 水電站 水的機械能轉(zhuǎn)化為電能 水果電池 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 不同形式的能之間可以在一定條件的情況下相互轉(zhuǎn)化 能量守恒定律 1 能量守恒定律2 導(dǎo)致能量守恒定律最后確立的兩類重要事實是什么 導(dǎo)致能量守恒定律最后確立的兩類重要事實是確立了永動機的不可能性和發(fā)現(xiàn)了各種自然現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系與轉(zhuǎn)化 內(nèi)容 能量既不會憑空產(chǎn)生 也不會憑空消失 它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式 或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體 而在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中 能量的總量保持不變 定律的表達式E初 E終 E增 E減 的內(nèi)容 1 導(dǎo)致能量守恒定律最后確立的兩類重要事實是什么 17 18世紀(jì)許多機械專家就已經(jīng)論證了永動機是不可能的法國科學(xué)院在1775年就正式?jīng)Q定 不再研究和試驗任何永動機 歷史上有很多人不相信能量守恒定律的人 挖空心思想發(fā)明一種不消耗能量 卻能不斷對外做功的機器 永動機 你認為它一旦轉(zhuǎn)動起來就能永遠轉(zhuǎn)動起來嗎 永動不可能制成的原因 根據(jù)能量守恒定律 任何一部機器 只能使能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式 而不能無中生有地制造能量 因此第一類永動機是不可能制成的 2 能量守恒定律是一個人發(fā)現(xiàn)的嗎 對能量守恒定律貢獻比較大的科學(xué)家有 德國物理學(xué)家和醫(yī)生邁爾 英國物理學(xué)家焦耳 德國物理和生理學(xué)家亥姆霍茲等人 練習(xí) 下列對能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的認識正確的是 A 某種形式的能減少 一定存在其他形式的能增加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 ABC 注意 能量守恒定律是指能量的總量不變 但更重要的是指轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中的守恒 在不同形式的能量間發(fā)生轉(zhuǎn)化 在不同的物體間發(fā)生轉(zhuǎn)移 既然能量是守恒的 不可能消滅 為什么我們還要節(jié)約能源 能量耗散 燃料燃燒時一旦把自己的熱量釋放出去 它就不會再次自動聚集起來供人類重新利用 電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 它又通過燈泡轉(zhuǎn)化成內(nèi)能和光能 熱和光被其他物質(zhì)吸收后變?yōu)橹車h(huán)境的內(nèi)能 我們無法把這些內(nèi)能收集起來重新利用 這種現(xiàn)象叫做能量的耗散 能量耗散與能量守恒是否矛盾 該怎樣理解 能量耗散 能量耗散和能量守恒并不矛盾 能量耗散表明 在能源利用的過程中 即在能量的轉(zhuǎn)化過程中 能量在數(shù)量上并沒有減少 但是可利用的品質(zhì)上降低了 從便于利用變?yōu)椴槐阌诶昧?這是節(jié)約能源的根本原因 這說明能量的耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中宏觀過程的方向性 能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性 內(nèi)能總是自發(fā)地從高溫物體向低溫物體轉(zhuǎn)移而不會自發(fā)的由低溫物體向高溫物體轉(zhuǎn)移 能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性 機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能而內(nèi)能不可全部轉(zhuǎn)化為機械能而不引起其他變化熱機的效率不可能1000 0 第二類永動機不可能存在 例如 一輛行駛的小轎車 燃料燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能有370 0通過發(fā)動機散熱系統(tǒng)排除 370 0直接由排氣管排出 有260 0變?yōu)榘l(fā)動機輸出的機械能 能量的耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中宏觀過程的方向性 正是因為能量轉(zhuǎn)化的方向性 能量的利用受這種方向性的制約 所以能量的利用是有條件的 也是有代價的 通過以上分析我們知道了 閱讀教材 1 了解人類應(yīng)用能源的歷程 能源對人類社會發(fā)展所起的作用 人類在利用能源的同時也對環(huán)境造成了嚴(yán)重污染 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 一次能源 是指直接取自自然界沒有經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換的各種能量和資源二次能源 由一次能源經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換以后得到的能源產(chǎn)品 一 能量守恒定律1 內(nèi)容 能量既不會消滅 也不會創(chuàng)生 它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式 或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另外一個物體 而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中 能量的總和保持不變 2 建立過程 二 能源和能量耗散1 內(nèi)容 能量轉(zhuǎn)化具有方向性 2 節(jié)約能源的重要意義 小結(jié) 通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)我們知道了 1 WG E重 3 W合 E動 2 W彈 E彈 4 其它力做的功 重力 彈簧 彈力以外的力 與機械能的變化之間的關(guān)系 力學(xué)領(lǐng)域中功能關(guān)系的主要形式有 功能關(guān)系 功能原理 除了重力和彈力外 其他力對物體系所做的功等于物體系機械能的變化 注意 功是能量轉(zhuǎn)化的量度 做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程 功是過程量 能是狀態(tài)量 當(dāng)W外 0時 E 0 機械能增加 當(dāng)W外 0時 E 0 機械能減少 學(xué)以致用 在下列能源中 屬于一次可再生能源的是 A 太陽能B 石油C 風(fēng)能D 天然氣在下列能源中 屬于二次能源的是 A 水能B 電能C 焦炭D 核能在下列能源中 屬于未來的理想清潔能源的是 A 氫能B 核能C 太陽能D 風(fēng)能 AC BC ABCD 學(xué)以致用 下列說法中正確的是 不同形式能量的轉(zhuǎn)化是通過做功來實現(xiàn)的做功的過程總是伴隨著能量的轉(zhuǎn)化 或轉(zhuǎn)移 某種形式的能量增加10J 一定有其他形式的能量減少10J某個物體的能量減少10J 一定有其他物體的能量增加10J ABCD 學(xué)以致用 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 A 學(xué)以致用 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(biāo)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 C 學(xué)以致用 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 D 學(xué)以致用 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 A 解析外力對繩索做功 繩索的機械能增加 由于繩索的動能不變 增加的必是重力勢能 重力勢能增加是重心升高的結(jié)果 正確選項為A 點悟 本題繩索重心的具體位置很難確定 且往往會錯誤地認為 外力將繩索向下拉 繩索的重心會逐漸降低 這里 我們應(yīng)用功能原理 對問題作出了正確的判斷 功和能是緊密聯(lián)系的 功和能的關(guān)系在力學(xué)領(lǐng)域主要有哪幾種表現(xiàn)形式 在力學(xué)領(lǐng)域中功能關(guān)系的主要形式有 1 重力做功等于重力勢能變化量的