能量 能量轉(zhuǎn)化與守恒定律

第六節(jié)能量的轉(zhuǎn)化與守恒課前自主學(xué)案一、各種各樣的能量自然界中存在著不同形式的能量，與物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的能量稱_________，與物體內(nèi)大量分子熱運(yùn)動(dòng)及分子間相互作用對(duì)應(yīng)的能量稱為______,與電磁運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的能量稱為_________，與物質(zhì)的化學(xué)運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的能量稱為_________．機(jī)械能內(nèi)能電磁能化學(xué)能課前自主學(xué)案．二、能量之間的轉(zhuǎn)化雖然自然界中存在多種形式的能量，但不同形式的能量之間可以相互______．轉(zhuǎn)化思考感悟1．不同形式能量間的相互轉(zhuǎn)化是通過什么實(shí)現(xiàn)的？在某一過程中能量轉(zhuǎn)化了多少可以用什么來量度？

提示：不同形式能量間的相互轉(zhuǎn)化是通過做功實(shí)現(xiàn)的．

做功的過程就是能量發(fā)生相互轉(zhuǎn)化的過程,且做了多少功，就有多少能量發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，即功是能量轉(zhuǎn)化的量度．三、能量轉(zhuǎn)化與守恒定律1．內(nèi)容：能量既不會(huì)憑空______，也不會(huì)憑空______,它只能從一種形式______為另一種形式，或者從一個(gè)物體______到另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量不變．

產(chǎn)生消失轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移三、能量轉(zhuǎn)化與守恒定律2．意義：能量轉(zhuǎn)化與守恒定律是最基本、______、最重要的自然規(guī)律之一，它揭示了自然界各種運(yùn)動(dòng)形式不僅具有多樣性，而且具有統(tǒng)一性，它指出了能量既不能無中生有，也不能______，只能在一定條件下相互______．最普遍消滅轉(zhuǎn)化四、能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有_______，如燒火生熱，化學(xué)能通過燃燒轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能不會(huì)自發(fā)地重新轉(zhuǎn)化為化學(xué)能．方向性核心要點(diǎn)突破一、功能關(guān)系的進(jìn)一步理解1．內(nèi)容：功是能量轉(zhuǎn)化的量度．2．對(duì)功能關(guān)系的四點(diǎn)理解(1)能量的轉(zhuǎn)化是通過做功來完成的，做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程．如：重力做功，可使重力勢能和動(dòng)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化；彈簧的彈力做功，可使彈性勢能和動(dòng)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化；電動(dòng)機(jī)做功，可將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；電流做功，可將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能等等．(2)做了多少功，就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化．如：運(yùn)動(dòng)員將質(zhì)量為150kg的杠鈴舉高了2m，他做了3000J的功，就有約3000J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為(杠鈴的)重力勢能．

(3)(不同力做的功對(duì)應(yīng)著不同的能量轉(zhuǎn)化)自然界中各種不同性質(zhì)的力(如重力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力、核力等等)做功，使形形色色的能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化.雖然它們做功的計(jì)算方式可能不同,但做了多少功就有多少能量由一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式．(4)功是能量轉(zhuǎn)化的量度(這是功的物理意義)，它建立起了功與能量轉(zhuǎn)化的橋梁，因此通過做功的多少可以定量地研究能量及能量轉(zhuǎn)化的問題．3．幾個(gè)常用的功能關(guān)系常見的力做功與能量變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：功能的變化表達(dá)式重力做功正功重力勢能減少重力勢能變化WG＝Ep1－Ep2負(fù)功重力勢能增加彈力做功正功彈性勢能減少彈性勢能變化W彈＝Ep1－Ep2負(fù)功彈性勢能增加合力做功正功動(dòng)能增加動(dòng)能變化W合＝Ek2－Ek1負(fù)功動(dòng)能減少除重力(或系統(tǒng)內(nèi)彈力)外其他力做功正功機(jī)械能增加機(jī)械能變化W外＝Ek2－Ek1負(fù)功機(jī)械能減少即時(shí)應(yīng)用

1．(單選)下列說法中正確的是(

)A．能就是功，功就是能B．做功越多，物體的能量就越大C．外力對(duì)物體不做功，這個(gè)物體就沒有能量D．能量轉(zhuǎn)化的多少可以用做功來量度

即時(shí)應(yīng)用

解析：選D.功和能是兩個(gè)不同的概念，故A錯(cuò)誤；做功的多少只是說明了能量轉(zhuǎn)化的多少，而不能說明能量的多少，故B錯(cuò)誤；外力做功與物體能量的有無無關(guān),故C錯(cuò)誤；功是能量轉(zhuǎn)化的量度，故D正確．二、能量轉(zhuǎn)化與守恒定律的理解1．表達(dá)式(1)E1＝E2

(2)ΔE增＝ΔE減2．對(duì)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律的理解(1)某種形式的能量減少，一定存在其他形式的能量增加，且減少量和增加量一定相等．(2)某個(gè)物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等．即時(shí)應(yīng)用

2．圖表示撐桿跳運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)階段：助跑、撐桿起跳、越橫桿．試定性地說明在這幾個(gè)階段中能量的轉(zhuǎn)化情況．答案：

運(yùn)動(dòng)員的助跑階段，身體中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為人和桿的動(dòng)能；

起跳時(shí)，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能和身體中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為人的重力勢能和動(dòng)能，使人體上升至橫桿以上；

越過橫桿后，運(yùn)動(dòng)員的重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能．一小滑塊放在如圖所示的凹形斜面上，用力F沿斜面向下拉小滑塊，小滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)了一段距離．若已知在這個(gè)過程中，拉力F所做的功的大小(絕對(duì)值)為A，斜面對(duì)滑塊的作用力所做的功的大小為B，重力做功的大小為C，空氣阻力做功的大小為D

．用這些量來表達(dá)小滑塊的動(dòng)能的改變(指末態(tài)動(dòng)能減去初態(tài)動(dòng)能)等于多少？滑塊的重力勢能的改變等于多少？滑塊機(jī)械能(指動(dòng)能與重力勢能之和)的改變等于多少？【精講精析】根據(jù)動(dòng)能定理，動(dòng)能的改變等于外力做功的代數(shù)和．其中做負(fù)功的有空氣阻力做的功，斜面對(duì)滑塊的作用力的功(因彈力不做功，實(shí)際上為摩擦阻力的功)，因此ΔEk＝A－B＋C－D；根據(jù)重力做功與重力勢能的關(guān)系，重力勢能的減少等于重力所做的功，因此ΔEp＝－C.滑塊機(jī)械能的改變等于重力之外的其他力做的功，因此ΔE＝A－B－D.【答案】

A－B＋C－D－C

A－B－D【方法總結(jié)】應(yīng)用功能關(guān)系分析問題時(shí)，一定要搞清什么力的功對(duì)應(yīng)什么能的變化并且力對(duì)“誰”做功就對(duì)應(yīng)“誰”的位移，引起“誰”的能量變化．(單選)下列說法正確的是(

)A．隨著科技的發(fā)展，永動(dòng)機(jī)是可以制成的

B．太陽照射到地球上的光能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空間的能量都消失了

C．“既要馬兒跑，又讓馬兒不吃草”違背了能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，因而是不可能的

D．有種“全自動(dòng)”手表，不用上發(fā)條，也不用任何形式的電源，卻能一直走動(dòng)，說明能量可以憑空產(chǎn)生【精講精析】永動(dòng)機(jī)是指不消耗或少消耗能量，而可以大量對(duì)外做功的裝置，歷史上曾出現(xiàn)過各式各樣的所謂永動(dòng)機(jī)的發(fā)明，結(jié)果都以失敗告終，原因就是違背了能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，即使以后科技再發(fā)達(dá)，也要受自然規(guī)律的制約，所以永動(dòng)機(jī)是永遠(yuǎn)不可能制成的．故A錯(cuò)．太陽輻射大量的能量,地球只吸收了極小的一部分，就形成了風(fēng)云雨雪，使萬物生長，但輻射到星際空間的能量也沒有消失，一定是轉(zhuǎn)化成了別的能量，所以B錯(cuò)．馬和其他動(dòng)物，包括人要運(yùn)動(dòng),必須消耗能量，動(dòng)物的能量來源于食物中儲(chǔ)存的化學(xué)能，因此C正確．所謂“全自動(dòng)”手表內(nèi)部還是有能量轉(zhuǎn)化裝置的，一般是一個(gè)擺錘，當(dāng)人戴著手表活動(dòng)時(shí)，使擺錘不停擺動(dòng)，給游絲彈簧補(bǔ)充能量，才會(huì)維持手表的走時(shí)，如果把這種表放在桌面上靜置兩天，它一定會(huì)停擺的，故D錯(cuò)．【答案】

C【方法總結(jié)】大量實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐證明：一切現(xiàn)象和過程都遵守能量守恒定律．在解決任何問題時(shí)，能量守恒的思想不能動(dòng)搖．

如圖所示,一子彈以水平速度射入置于光滑水平面上原來靜止的木塊，并留在木塊中，在此過程中子彈鉆入木塊的深度為d，木塊的位移為s，木塊對(duì)子彈的摩擦阻力大小為f，則在這一過程中系統(tǒng)機(jī)械能損失了多少？由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律你能得出什么結(jié)論？【答案】

fd見精講精析【方法總結(jié)】摩擦生熱是一個(gè)屬于系統(tǒng)的現(xiàn)象，其本質(zhì)就是一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功代數(shù)和總為負(fù)．計(jì)算摩擦生熱可依據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律，在滑動(dòng)摩擦力大小一定的情況下，也可由Q＝fs相對(duì)求解．

如圖4－6－5所示，滑塊從A點(diǎn)由靜止開始沿斜面下滑，過O點(diǎn)后滑上右邊斜面B點(diǎn)時(shí)的速度恰好等于零，O點(diǎn)附近光滑，滑塊經(jīng)過O點(diǎn)沒有能量損失．若滑塊從B點(diǎn)以某速度v沿原路往回滑，到達(dá)A點(diǎn)時(shí)速度也恰好為零，求A、B兩點(diǎn)之間的高度差．能量轉(zhuǎn)化與守恒定律的應(yīng)用類型四例4圖4－6－5【思路點(diǎn)撥】滑塊從A