高中物理 7.10 能量守恒定律與能源課件 新人教版必修2.ppt

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10能量守恒定律與能源 我們生活在一個(gè)復(fù)雜而多變的世界中 物質(zhì) 能量 信息是構(gòu)成世界的基本要素 能量無(wú)處不在 能量轉(zhuǎn)化無(wú)時(shí)不有 那么 常見(jiàn)的能量有哪些形式呢 能量的轉(zhuǎn)化是如何實(shí)現(xiàn)的 能量轉(zhuǎn)化遵循什么規(guī)律呢 能量會(huì)被永久地利用嗎 一 能量守恒定律確立的依據(jù) 2 能量的多樣性 對(duì)應(yīng)于不同的運(yùn)動(dòng)形式 能量的形式也是多種多樣的 機(jī)械能對(duì)應(yīng)機(jī)械運(yùn)動(dòng) 內(nèi)能對(duì)應(yīng)大量微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng) 我們所知道的能量的形式 機(jī)械能 內(nèi)能 電能 太陽(yáng)能 化學(xué)能 生物能 原子能等 一個(gè)物體能夠?qū)ν庾龉?我們就說(shuō)這個(gè)物體具有能量 1 能量的概念 3 能量的轉(zhuǎn)化 太陽(yáng)能的利用 太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能 內(nèi)燃機(jī)車 內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 食物的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成為維持生命所必須的內(nèi)能和機(jī)械能 水電站 水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能 水果電池 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 在一定條件下 各種形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移 能量轉(zhuǎn)移 例如運(yùn)動(dòng)的甲鋼球碰擊靜止的乙鋼球 在熱傳遞過(guò)程中等 能量轉(zhuǎn)化 例如小朋友滑滑梯 水力發(fā)電 火力發(fā)電 電流通過(guò)電熱器時(shí)等等 特點(diǎn) 能量的形式?jīng)]有變 特點(diǎn) 能量的形式發(fā)生變化 例1 指出下列現(xiàn)象中能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移情況 1 人在跑步時(shí) 身體發(fā)熱 2 風(fēng)吹動(dòng)帆船前進(jìn) 3 放在火爐旁的冷水變熱 4 電流通過(guò)燈泡 燈泡發(fā)光 5 植物進(jìn)行光合作用 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 風(fēng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)移到帆船上 內(nèi)能由火爐轉(zhuǎn)移給水 電能轉(zhuǎn)化為光能 光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 二 能量守恒定律 1 內(nèi)容 能量既不會(huì)消失 也不會(huì)產(chǎn)生 它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式 或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體 而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中 能量的總量保持不變 2 定律的表達(dá)式E初 E終 E增 E減 3 說(shuō)明 1 能量守恒定律是最基本 最普遍 最重要的自然規(guī)律之一 任何形式的能量之間都可以轉(zhuǎn)化 但轉(zhuǎn)化過(guò)程并不減少它們的總量 2 分析物理過(guò)程 求解實(shí)際問(wèn)題時(shí) 對(duì)減少的某種能量 要追蹤它的去向 對(duì)增加的能量 要能查尋它的來(lái)源 可以按照 總的減少量 總的增加量 列出數(shù)學(xué)方程 3 能源利用實(shí)際就是不同形式能量之間的轉(zhuǎn)換 把不便于人們利用的能量形式轉(zhuǎn)變成便于利用的形式 三 能源和能量耗散 1 人類利用能源大致經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)期 即柴薪時(shí)期 煤炭時(shí)期 石油時(shí)期 2 能量耗散 燃料燃燒時(shí)一旦把自己的熱量釋放出去 它就不會(huì)自動(dòng)聚集起來(lái)供人類重新利用 能量轉(zhuǎn)化的方向性 3 為什么要節(jié)約能源 1 能源短缺 2 環(huán)境惡化 3 能量耗散 四 功能關(guān)系 重力做功重力勢(shì)能的變化 WG E重 2 合外力做功動(dòng)能的變化 W合 E動(dòng) 3 彈簧彈力做功彈性勢(shì)能的變化 W彈 E彈 不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化是通過(guò)做功實(shí)現(xiàn)的 當(dāng)WG外 0時(shí) E 0 機(jī)械能增加 當(dāng)WG外 0時(shí) E 0 機(jī)械能減少 4 除重力 彈力 外 其他外力對(duì)物體所做的總功WG外等于物體機(jī)械能的變化量 E 證明 例2 質(zhì)量為m的物體在下落過(guò)程中 經(jīng)過(guò)高度h1處速度為v1 下落至高度h2處速度為v2 空氣阻力恒為f 分析由h1下落到h2過(guò)程中機(jī)械能的變化 解 根據(jù)動(dòng)能定理 有 取地面為參考平面 有 ABC 1 下列對(duì)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的認(rèn)識(shí)正確的是 A 某種形式的能量減少 一定存在其他形式的能量增加B 某個(gè)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(dòng)力而持續(xù)對(duì)外做功的機(jī)器 永動(dòng)機(jī)是不可能制成的D 石子從空中落下 最后靜止在地面上 說(shuō)明機(jī)械能消失了 ABCD 2 下列說(shuō)法中正確的是 A 不同形式能量的轉(zhuǎn)化是通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn)的B 做功的過(guò)程總是伴隨著能量的轉(zhuǎn)化 或轉(zhuǎn)移 C 某種形式的能量增加10J 一定有其他形式的能量減少10JD 某個(gè)物體的能量減少10J 一定有其他物體的能量增加10J A 3 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(kāi) 室內(nèi)空氣溫度將 A 升高B 不變C 降低D 不可能升高 C 4 近年來(lái) 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(jìn)展 走上街頭你會(huì)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(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命B 促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)和西部發(fā)展C 減少大氣污染D 節(jié)約能源 D 5 一個(gè)物體沿粗糙斜面勻速滑下 則下列說(shuō)法正確的是 A 物體機(jī)械能不變 內(nèi)能也不變B 物體機(jī)械能減小 內(nèi)能不變C 物體機(jī)械能減小 內(nèi)能增大 機(jī)械能與內(nèi)能總量減小D 物體機(jī)械能減小 內(nèi)能增大 機(jī)械能與內(nèi)能總量不變 A 6 一質(zhì)量均勻 不可伸長(zhǎng)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(diǎn)C處施加一豎直向下的力 將最低點(diǎn)緩慢拉至D點(diǎn) 在此過(guò)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 7 如右圖所示一質(zhì)量為m的物體 在距地面h高處以的加速度由靜止豎直下落到地面 則 1 重力勢(shì)能變化了多少 2 動(dòng)能變化了多少 3 機(jī)械能變化了多少 3 以地面為重力勢(shì)能參考平面 解 故機(jī)械能減少了mgh 一 能量守恒定律1 能量守恒定律的內(nèi)容2 能量守恒定律的表達(dá)式E初 E終 E增 E減二 能源和能量耗散1 人類利用能源大致經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)期 即柴薪時(shí)期 煤炭時(shí)期 石油時(shí)期 2 能量耗散 能量轉(zhuǎn)化的方向性 三 功能關(guān)系 WG E重 W合 E動(dòng) W彈 E彈 W其他 E機(jī)