高一物理課件（廣東專用）：第四章 第六節(jié)《能量的轉(zhuǎn)化與守恒》（粵教必修二）

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第六節(jié)能量的轉(zhuǎn)化與守恒 一 各種各樣的能量1 自然界的能量 自然界存在各種形式的能量 如 內(nèi)能 電能 電磁能 核能 化學(xué)能等 2 能量舉例 1 被拉開的弓 聲音具有 機(jī)械能 2 內(nèi)能是指無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的粒子的 和 的總和 3 原子彈爆炸具有 太陽(yáng)能也是 動(dòng)能 勢(shì)能 核能 核能 機(jī)械能 二 能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律 轉(zhuǎn)移 轉(zhuǎn)化 1 能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化 同種形式的能可以在不同物體間或物體不同部位發(fā)生 不同形式的能可以相互 自 然界中不斷地發(fā)生著能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化 轉(zhuǎn)移 不變 2 能量轉(zhuǎn)化與守恒定律 能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生 也不會(huì)憑空消失 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(guò)程中其總量 3 能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性 低溫物體的內(nèi)能不會(huì) 給高溫物體 能量的利用總有損耗 效率不可能達(dá)到100 這都因?yàn)槟芰康霓D(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有 具體表現(xiàn)為熱力學(xué)第二 定律 自發(fā)傳遞 方向性 轉(zhuǎn)化 要點(diǎn)1 能量守恒定律的理解與應(yīng)用 1 理解 1 某種形式的能量減少 一定存在另一種形式能量的增加 且減少量和增加量相等 2 某個(gè)物體的能量減少 一定存在別的物體的能量增加 且減少量和增加量相等 2 意義 1 能量守恒定律是普遍適用的 對(duì)宏觀世界 微觀世界 高速運(yùn)動(dòng)及低速運(yùn)動(dòng)等都成立 2 能量守恒定律反映了自然現(xiàn)象的普遍聯(lián)系 揭示了自然 科學(xué)是相互聯(lián)系 相互統(tǒng)一的 3 能量守恒定律的建立 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 宣布了 第一類永動(dòng)機(jī) 是不可能制成的 3 應(yīng)用 1 分清哪些能量形式的能在變化及其轉(zhuǎn)化方向 2 分別列出減少的能量 E減和增加的能量 E增 3 列出方程 E減 E增 代入數(shù)據(jù)計(jì)算 例1 雙選 一顆子彈以某一水平速度擊中了靜止在光滑水平面上的木塊 并從中穿出 對(duì)于這一過(guò)程 下列說(shuō)法正確 的是 A 子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的機(jī)械能B 子彈和木塊組成的系統(tǒng)的機(jī)械能的損失量等于系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量C 子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的動(dòng)能與木塊增加的內(nèi)能之和D 子彈減少的動(dòng)能等于木塊增加的動(dòng)能與子彈和木塊增加的內(nèi)能之和 解析 子彈射穿木塊的過(guò)程中 由于相互間摩擦力的作用使得子彈的動(dòng)能減少 木塊獲得動(dòng)能 同時(shí)產(chǎn)生熱量 且系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量在數(shù)值上等于系統(tǒng)機(jī)械能的損失 A選項(xiàng)沒(méi)考慮系統(tǒng)內(nèi)能的增加 C選項(xiàng)應(yīng)考慮系統(tǒng) 子彈 木塊 內(nèi)能的增加 故選B D 答案 BD 1 下列說(shuō)法正確的是 C A 隨著科技的發(fā)展 永動(dòng)機(jī)是可以制成的B 太陽(yáng)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(shuō)明能量可以憑空產(chǎn)生 要點(diǎn)2 功能關(guān)系的理解與運(yùn)用 1 功是能量轉(zhuǎn)化的量度不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化是通過(guò)做功實(shí)現(xiàn)的 做功的過(guò)程就是各種形式的能量之間轉(zhuǎn)化的過(guò)程 做了多少功 就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化 因此 功是能量轉(zhuǎn)化的量度 2 幾種常見的功與能的轉(zhuǎn)化關(guān)系 1 合外力對(duì)物體做功 使其他形式的能與動(dòng)能之間相互轉(zhuǎn)化 表達(dá)式為W合 Ek 2 重力做正功 重力勢(shì)能減少 重力做負(fù)功 重力勢(shì)能增加 重力做功等于重力勢(shì)能增量的負(fù)值 表達(dá)式為WG Ep 3 彈力做正功 彈性勢(shì)能減少 彈力做負(fù)功 彈性勢(shì)能增加 彈力做功等于彈性勢(shì)能增量的負(fù)值 表達(dá)式為W彈 E彈 4 除重力和彈力以外的力做功 使其他形式的能與機(jī)械能 之間相互轉(zhuǎn)化 表達(dá)式為W外 E 3 解題步驟 1 認(rèn)真審題 明確研究對(duì)象和物理情景 2 分析研究對(duì)象的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況 3 選定過(guò)程及確定過(guò)程中力做功和能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系 4 根據(jù)功能關(guān)系列方程求解 例2 如圖4 6 1所示 質(zhì)量為m的物體 從半徑為R的豎直半圓形軌道的邊緣由靜止開始下滑 滑至最低點(diǎn)時(shí)速度為v 則物體沿軌道下滑的過(guò)程中 產(chǎn)生的熱能是多少 若 摩擦力大小不變 則摩擦力是多大 圖4 6 1 思路點(diǎn)撥 物體下滑時(shí)受重力 軌道對(duì)它的彈力和摩擦力 我們分析一下這幾個(gè)力做功情況以及發(fā)生了哪些能量的變化 再對(duì)應(yīng)功和能的關(guān)系列方程即可 2 雙選 2011年佛山一中期末 在奧運(yùn)比賽項(xiàng)目中 高臺(tái)跳水是我國(guó)運(yùn)動(dòng)員的強(qiáng)項(xiàng) 質(zhì)量為m的跳水運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入水中后受到水的阻力而做減速運(yùn)動(dòng) 設(shè)水對(duì)他的阻力大小恒為F 那么在他減速下降高度為h的過(guò)程中 下列說(shuō)法正確的是 g為當(dāng)?shù)?的重力加速度 A 他的動(dòng)能減少了FhB 他的重力勢(shì)能減少了mghC 他的機(jī)械能減少了 F mg hD 他的機(jī)械能減少了Fh 解析 動(dòng)能減少對(duì)應(yīng)合外力做功 即為 F mg h A項(xiàng)錯(cuò) 重力勢(shì)能減少對(duì)應(yīng)過(guò)程中重力做功 即為mgh B項(xiàng)正確 機(jī)械能減少對(duì)應(yīng)重力以外其他力做功 即阻力的功 大小為Fh 所以C項(xiàng)錯(cuò) D項(xiàng)對(duì) 答案 BD 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全