（浙江專用）2018-2019學年高中物理 第七章 機械能守恒定律 10 能量守恒定律與能源課件 新人教版必修2.ppt

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1、10能量守恒定律與能源,第七章機械能守恒定律,內容索引,,自主預習預習新知夯實基礎,重點探究啟迪思維探究重點,達標檢測檢測評價達標過關,自主預習,一、能量守恒定律1.建立能量守恒定律的兩個重要事實(1)確認了永動機的(填“可能”或“不可能”)性.(2)發(fā)現(xiàn)了各種自然現(xiàn)象之間能量的與.2.內容：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___為另一種形式，或者從一個物體到別的物體，在或的過程中，能量的總量.3.意義：能量守恒定律的建立，是人類認識自然的一次重大飛躍.它是最、最、最的自然規(guī)律之一，而且是大自然普遍和諧性的一種表現(xiàn)形式.,不可能,相互聯(lián)系,轉化,轉,化,轉移,轉化,轉移,保

2、持不變,普遍,重要,可靠,二、能源和能量耗散1.能源與人類社會：人類對能源的利用大致經(jīng)歷了三個時期，即柴薪時期、時期、時期.自工業(yè)革命以來，煤和成為人類的主要能源.2.能量耗散：燃料燃燒時一旦把自己的熱量釋放出去，就不會_________聚集起來供人類重新利用.,煤炭,石油,石油,再次自動,3.能源危機的含義：在能源的利用過程中，即在能量的轉化過程中，能量在數(shù)量上雖未減少，但在可利用的品質上了，從便于利用的變成___________的了.4.能量轉化的方向性：能量的耗散從能量轉化的角度反映出自然界中宏觀過程的性，所以自然界的能量雖然守恒，但還是很有必要節(jié)約能源.,降低,不便于利用,方向,答案,

3、即學即用1.判斷下列說法的正誤.(1)當一個物體的能量減少時，一定有其他物體的能量增多.()(2)做功越多，能量的轉化也越多.()(3)在利用能源的過程中，能量在數(shù)量上并未減少.()(4)世上總能量不變，所以我們不需要節(jié)約能源.()(5)人類不斷地開發(fā)和利用新能源，所以能量可以被創(chuàng)造.(),,,,,,答案,2.質量為0.4kg的皮球，從離地面高0.5m處自由落下，與地面碰撞后以2m/s的速度反彈，不計空氣阻力，g取10m/s2，碰撞時損失的機械能為_____，損失的機械能轉化為____能.,1.2J,內,重點探究,,一、能量守恒定律的理解,1.在驗證機械能守恒定律的實驗中，計算結果發(fā)現(xiàn)，重物減

4、少的重力勢能的值總大于增加的動能的值，即機械能的總量在減少.機械能減少的原因是什么？減少的部分機械能是消失了嗎？,導學探究,答案,答案機械能減少的原因是由于要克服摩擦阻力和空氣阻力做功，機械能轉化成了內能.不是.,2.請說明下列現(xiàn)象中能量是如何轉化或轉移的？(1)植物進行光合作用.,答案,答案光能轉化為化學能,(2)放在火爐旁的冰融化變熱.,答案內能由火爐轉移到冰,(3)電流通過燈泡，燈泡發(fā)光.,答案電能轉化為光能,1.適用范圍：能量守恒定律是貫穿物理學的基本規(guī)律，是各種自然現(xiàn)象中普遍適用的一條規(guī)律.2.能量守恒定律的理解某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加，且減少量和增加量一定相等.某

5、個物體的能量減少，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.,知識深化,例1(多選)從光滑斜面上滾下的物體，最后停止在粗糙的水平面上，則A.在斜面上滾動時，只有動能和勢能的相互轉化B.在斜面上滾動時，有部分勢能轉化為內能C.在水平面上滾動時，總能量正在消失D.在水平面上滾動時，機械能轉化為內能，總能量守恒,解析在斜面上滾動時，只有重力做功，只發(fā)生動能和勢能的相互轉化；在水平面上滾動時，有摩擦力做功，機械能轉化為內能，總能量是守恒的，故選A、D.,,,答案,解析,,二、能量守恒定律的應用,1.能量守恒定律的表達式(1)從不同狀態(tài)看，E初E末.(2)從能的轉化角度看，E增E減.(3)從

6、能的轉移角度看，EA增EB減.2.能量守恒定律應用的關鍵步驟(1)明確研究對象和研究過程.(2)找全參與轉化或轉移的能量，明確哪些能量增加，哪些能量減少.(3)列出增加量和減少量之間的守恒式.,答案,例2如圖1所示，皮帶的速度是3m/s，兩圓心的距離s4.5m，現(xiàn)將m1kg的小物體輕放在左輪正上方的皮帶上，物體與皮帶間的動摩擦因數(shù)0.15，電動機帶動皮帶將物體從左輪運送到右輪正上方時，求：(g取10m/s2),解析,,圖1,(1)小物體獲得的動能Ek；,答案4.5J,解析設小物體與皮帶達到共同速度時，物體相對地面的位移為s.,即物體可與皮帶達到共同速度，此時,答案,解析,,圖1,(2)這一過程

7、摩擦產(chǎn)生的熱量Q；,答案4.5J,解析由mgma得a1.5m/s2，由vat得t2s，則Qmg(vts)0.15110(63)J4.5J.,答案,(3)這一過程電動機多消耗的電能E.,解析,答案9J,圖1,解析由能量守恒知，這一過程電動機多消耗的電能EEkQ4.5J4.5J9J.,例3(2018臺州中學高二下學期期中考試)一彈珠彈射玩具模型如圖2所示，水平粗糙管AB內裝有一輕彈簧，左端固定.豎直放置的光滑管道BCD，其中CD為半徑R0.1m的四分之一圓周，C點與地面間的高度H0.1m，用質量m10.2kg的彈珠(可看成質點)將彈簧緩慢壓縮到某一確定位置M，彈珠與彈簧不固連，由靜止釋放后彈珠恰能

8、停在D點.用同種材料、質量m20.1kg的彈珠仍將彈簧緩慢壓縮到M點再由靜止釋放，彈珠由D點飛出后落在與D點正下方D點相距x0.8m處.求：(g取10m/s2，不計空氣阻力),圖2,(1)彈珠m2從D點飛出時的速度大??；,答案見解析,答案,解析,圖2,解析彈珠m2由D點飛出后做平拋運動，有,得t0.2s,(2)彈簧被緩慢壓縮到M點時儲存的彈性勢能；,答案見解析,答案,解析,圖2,解析彈珠從釋放到D點的過程，由能量守恒定律得：釋放m1的過程，有Epm1gxMBm1g(HR)釋放m2的過程，有Epm2gxMBm2g(HR)m2vD2解得Ep1.6J,(3)保持彈珠m2仍將彈簧緩慢壓縮到M點，改變H

9、的高度，從D點飛出后落點與D點正下方D點的距離x是不同的，求x的最大值.,答案見解析,答案,解析,圖2,由數(shù)學知識得xm1m.,在涉及彈性勢能等多種形式的能量轉化問題中，用能量守恒的思想解題可以化繁為簡.,,三、功能關系的理解與應用,1.功能關系概述(1)不同形式的能量之間的轉化是通過做功實現(xiàn)的，做功的過程就是能量轉化的過程.(2)功是能量轉化的量度.做了多少功，就有多少能量發(fā)生轉化.,2.功與能的關系：由于功是能量轉化的量度，某種力做功往往與某一種具體形式的能量轉化相聯(lián)系，具體功能關系如下表：,答案,解析,例4如圖3所示，在豎直平面內有一半徑為R的圓弧軌道，半徑OA水平、OB豎直，一個質量為

10、m的小球自A的正上方P點由靜止開始自由下落，小球沿軌道到達最高點B時恰好對軌道沒有壓力.已知AP2R，重力加速度為g，則小球從P到B的運動過程中,圖3,,解析重力做功與路徑無關，所以WGmgR，選項A錯；小球在B點時所受重力提供向心力，即mgm，所以v，從P點到B點，由動能定理知：W合mv2mgR，故選項C錯；根據(jù)能量守恒知：機械能的減少量為|E||Ep||Ek|mgR，故選項B錯；克服摩擦力做的功等于機械能的減少量，故選項D對.,應用功能關系解題的關鍵應用功能關系解題的關鍵是深刻理解不同功能關系的含義：(1)重力做功是物體重力勢能變化的原因，重力做多少功，重力勢能就減少多少；(2)彈力做功是

11、彈簧彈性勢能變化的原因，彈力做多少功，彈性勢能就減少多少；(3)合力做功是物體動能變化的原因，合力做多少功，動能就增加多少；(4)除重力和系統(tǒng)內彈力之外的其他力做功是機械能變化的原因，其他力做多少功，機械能就增加多少.,答案,解析,針對訓練如圖4所示為低空跳傘表演，假設質量為m的跳傘運動員，由靜止開始下落，在打開傘之前受恒定阻力作用，下落的加速度為g，在運動員下落h的過程中，下列說法正確的是,圖4,,解析在運動員下落h的過程中，重力勢能減少了mgh，故A錯誤；根據(jù)牛頓第二定律得，運動員所受的合力為F合mamg，則根據(jù)動能定理得，合力做功為mgh，則動能增加了mgh，故B正確；合力做功等于重力做

12、功與阻力做功的代數(shù)和，因為重力做功為mgh，則克服阻力做功mgh，故C錯誤；重力勢能減少了mgh，動能增加了mgh，故機械能減少了mgh，故D錯誤.,達標檢測,1.(能源的利用)關于能源的開發(fā)和應用，下列說法中正確的是A.能源應用的過程就是內能轉化為機械能的過程B.化石能源的能量歸根結底來自于太陽能，因此化石能源永遠不會枯竭C.在廣大的農(nóng)村推廣沼氣意義重大，既變廢為寶，減少污染，又大量節(jié)約能源D.隨著科學技術的發(fā)展，煤炭資源將取之不盡、用之不竭,,1,2,3,4,答案,解析,解析能源應用過程并不單純是將內能轉化為機械能的過程，各種轉化形式均可為人類服務，A錯誤；化石能源的能量雖然來自太陽能，但

13、要經(jīng)過數(shù)億年的地質演變才能形成，且儲量有限，為不可再生能源，B錯誤；在廣大農(nóng)村推廣沼氣對改善農(nóng)村環(huán)境、節(jié)約能源意義重大，功在當代，利在千秋，C正確；無論技術先進與否，煤炭資源不可能取之不盡、用之不竭，D錯誤.,1,2,3,4,A.選手從開始跳下到入水的時間等于2秒B.選手在空中下落過程中重力勢能增大C.選手在空中下落過程中動能增大D.選手在空中下落過程中機械能增大,2.(功能關系)(2018新昌中學高三選考適應性考試)如圖5所示為一選手從距離水面高為20米的懸崖上跳下，選手受到的空氣阻力跟速度成正比(g取10m/s2)，則以下說法正確的是,答案,,圖5,1,2,3,4,3.(功能關系)(201

14、8杭西高高一4月測試)韓曉鵬是我國首位在冬奧會雪上項目奪冠的運動員.他在一次自由式滑雪空中技巧比賽中沿“助滑區(qū)”保持同一姿勢下滑了一段距離，重力對他做功1900J，他克服阻力做功100J.韓曉鵬在此過程中A.動能增加了1900JB.動能增加了2000JC.重力勢能減小了1900JD.機械能減小了2000J,答案,,1,2,3,4,4.(能量守恒定律的應用)如圖6所示，質量為m的物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為，物塊壓縮彈簧至A點由靜止釋放，到B點時對圓弧軌道的壓力為5mg，已知A、B間的水平距離為L，圓弧軌道半徑為R，求釋放物塊時彈簧的彈性勢能.,圖6,答案mgL2mgR,答案,解析,1,2,3,4,由牛頓第三定律得FN5mg從A至B的過程中，由能量守恒定律：,由得：EpmgL2mgR.,1,2,3,4,