能量守恒定律 教學用

能量守恒定律夾子打點計時器紙帶重物？鐵架臺當物體只有重力做功時，重力勢能和動能相互轉(zhuǎn)化，機械能保持不變。實驗結論：（1）實驗中打點記時器的安裝，紙帶和限位孔必須在同一豎直線上，以減少摩擦力．（2）實驗時，必須先接通電源，讓打點記時器工作正常后才松開紙帶讓重錘下落．（3）打點記時器必須接50Hz交流低壓電源.（4）挑選一條點跡清晰且第1、2點間距約為2mm的紙帶進行測量。（5）實驗中，只要驗證gh是否等于v2/2即可，不用測重錘的質(zhì)量。誤差分析：由于重錘克服阻力作功，所以動能增加量略小于重力勢能減少量。實驗中的注意事項：

質(zhì)量為m的物體自由下落過程中，經(jīng)過高度h1的A點時速度為v1，下落至高度h2的B點處速度為v2，不計空氣阻力，試分析物體下落過程中能量的轉(zhuǎn)化情況？h1v1v2mh2ABh1V1h2V2AB②由重力做功與重力勢能關系①A→B動能定理：③由以上兩式：即：v1彈簧的彈性勢能與小球的動能相互轉(zhuǎn)化v2x一、機械能守恒定律：在只有重力（或彈力）做功的情形下，物體的動能和重力（彈性）勢能可以發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機械能的總量保持不變。（二）條件：

1、只有重力和彈力做功。

2、只發(fā)生動能和勢能間的相互轉(zhuǎn)化。（一）表達式：（三）對機械能守恒定律條件的理解：（3）、物體除受重力外還受其它力，其他力也做功，但其它力做功的代數(shù)和為零。ABvv（1）、物體只受重力，不受其它力；（2）、物體除受重力外還受其它力，但其他力不做功；v1vG（1）確定研究對象和研究過程；（四）應用機械能守恒定律解題的一般步驟：（2）對研究對象進行受力分析，明確各個力的做功情況，判斷是否符合機械能守恒的條件；（3）若符合，恰當?shù)倪x取零勢能面，確定物體初、末狀態(tài)的機械能；（4）根據(jù)機械能守恒定律列方程求解。

例題1.在下面各個實例中，除1外都不空氣阻力，判斷哪些機械能是守恒的，并說明理由。

1.傘兵帶著張開的降落傘在空氣中勻速下落。

解析：機械能不守恒，因為除重力做功外，降落傘還要克服空氣阻力做功。2.拋出的手榴彈做拋物線運動。解析：機械能守恒，因為除受重力外，沒有其它力對手榴彈做功。

3.物體沿著光滑的曲面滑下。解析：機械能守恒，因為除重力做功外，曲面彈力始終與位移垂直，不做功。4.拉著物體沿著光滑的斜面勻速上升。解析：機械能不守恒，因為除重力外，還有拉力對物體做功。

5.在光滑水平面上運動的小球碰到一個彈簧，把彈簧壓縮后，又被彈回來。解析：機械能守恒，因為除彈簧彈力外，沒有其它力對小球做功。6.用細繩拴著一個小球，使小球在光滑水平桌面內(nèi)做勻速圓周運動。解析：機械能守恒，因為小球在水平面上運動,重力和支持力不做功,重力勢能不變;繩的拉力始終與位移垂直，也不做功，小球做勻速圓周運動，動能也不變。7.套在光滑圓環(huán)上的小球在豎直面內(nèi)做圓周運動使小球在豎直面內(nèi)做圓周運動。解析：機械能守恒，因為除重力外，環(huán)的彈力不做功。小球的動能和重力勢能相互轉(zhuǎn)化，但機械能保持不變。例題TmgvBAOLC二、能量守恒定律（2）一個物體能量的增加，必然存在其他物體能量的減少，且這個物體能量的增加量等于其他物體能量的減少量1、內(nèi)容：能量既不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或叢一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，在轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化過程中其總量保持不變。2、對能量守恒定律的理解：（1）一種能量的增加，必然存在其他能量的減少，且這種能量的增加量等于其它能量的減少量；一、能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性1．能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性自然界實際進行的與熱現(xiàn)象有關的一切宏觀過程都是有_____性的不可逆的過程．方向(1)機械能與內(nèi)能間轉(zhuǎn)化的方向性：_______可以完全轉(zhuǎn)化為_____，反過來，____不可能_____地、并不引起任何變化地完全變?yōu)闄C械能．(2)熱傳遞過程中的方向性：在熱傳遞的過程中，內(nèi)能總是_____地從______物體向_____物體轉(zhuǎn)移，而不可能______地從_____物體向______物體轉(zhuǎn)移．2．熱機的效率熱機是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置，它從高溫熱源吸收熱量，一部分用來做功，同時向低溫熱源放出熱量，它的效率________達到100%.機械能內(nèi)能內(nèi)能自動自動高溫低溫自動低溫高溫不可能正確理解能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性1．關于方向性的理解能量守恒定律指明各種形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化，并且在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中總和不變．但是能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移并不是任意的，而是具有方向性的，具體表現(xiàn)在：(1)機械能可以自發(fā)地全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為機械能而不引起其他變化．機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能可以不需要專門的設備，但內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能卻需要很復雜的設備．例如蒸汽機、內(nèi)燃機等．(2)內(nèi)能總是自發(fā)地從高溫物體向低溫物體傳遞，但不能自發(fā)地從低溫物體向高溫物體傳遞．這里所說“自發(fā)地”是指沒有任何外界的影響或幫助，電冰箱工作時能將冰箱內(nèi)(溫度較低)的熱量，傳給外界空氣(溫度較高)，是因為電冰箱消耗了電能，對制冷系統(tǒng)做了功．(3)散失到周圍環(huán)境中的內(nèi)能不可能重新收集起來重新利用．二、能源開發(fā)與可持續(xù)發(fā)展1．珍惜能源：能量的利用過程是______的，自然界中的常規(guī)能源(如煤炭、石油等)的儲量是____的，并且是不可再生的，因此我們要珍惜現(xiàn)有的能源，盡力提高能源的__________．2．認識未來的能源：核能、風能、______、水能、地熱能、生物質(zhì)能、海洋能、氫能等．3．人類社會可持續(xù)發(fā)展的意義：發(fā)展不僅是滿足______的需要，還應考慮不損害_____的需要．不可逆有限利用效率太陽能當代人后代能源與環(huán)境問題1．能源凡是能夠提供可利用能量的物質(zhì)統(tǒng)稱為能源．(1)常規(guī)能源：煤、石油、天然氣．常規(guī)能源的儲量是有限的．(2)綠色能源：在釋放能量或能量轉(zhuǎn)化的過程中對環(huán)境不造成污染的能源．它包括：風能、水能、太陽能、氫能、生物質(zhì)能等．2．環(huán)境問題常規(guī)能源的大量消耗會產(chǎn)生嚴重的環(huán)境污染，它會嚴重威脅人體健康，同時又影響動植物的生長，破壞經(jīng)濟資源，損壞建筑物及文物古跡，如果嚴重時還會改變大氣的性質(zhì)，嚴重破壞自然界的生態(tài)平衡．(1)溫室效應：是由于大氣中溫室氣體(二氧化碳、甲烷等)含量增大而形成的．主要原因是煤炭和