高中物理能量守恒定律与能源精选文档.ppt

高中物理课件能量守恒定律与能源本讲稿第一页，共三十八页本讲稿第二页，共三十八页本讲稿第三页，共三十八页1能够叙述能量守恒定律的内容，会用能够叙述能量守恒定律的内容，会用 能量守恒的观点分析、解释一些实际能量守恒的观点分析、解释一些实际 问题。问题。2知道发现能量守恒定律的重大意义。知道发现能量守恒定律的重大意义。3了解能量耗散，了解自然界中宏观过了解能量耗散，了解自然界中宏观过 程中能量守恒以及能量转化和转移的程中能量守恒以及能量转化和转移的 方向性，认识提高效率的重要性。方向性，认识提高效率的重要性。本讲稿第四页，共三十八页本讲稿第五页，共三十八页读教材读教材填要点填要点 1能量守恒定律能量守恒定律 (1)建立定律的两类重要事实：建立定律的两类重要事实：确认了确认了 的不可能性。的不可能性。各种自然现象之间能量的各种自然现象之间能量的 与与 。(2)定律内容：定律内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从 转化为转化为 ，或者从，或者从 转移到转移到 ，在转化，在转化或转移的过程中，或转移的过程中，保持不变。保持不变。(3)机械能守恒定律与能量守恒定律的关系：机械能守恒定律与能量守恒定律的关系：机械能守恒定律是普遍的能量守恒定律在特种背景下的一种特殊表现形式。机械能守恒定律是普遍的能量守恒定律在特种背景下的一种特殊表现形式。永动机永动机相互联系相互联系转化转化一种一种形式形式另一种形式另一种形式一个物体一个物体别的物体别的物体能量的总量能量的总量本讲稿第六页，共三十八页 2能源、能量耗散和能源危机能源、能量耗散和能源危机 (1)常规能源：常规能源：、石油、石油、，新能源：，新能源：能、能、风能、风能、能。能。(2)能量耗散：燃料燃烧时把自己的能量耗散：燃料燃烧时把自己的 释放出去，电池中的释放出去，电池中的 能转化为电能，它又通过灯泡转化成能转化为电能，它又通过灯泡转化成 和光能，热和光被其和光能，热和光被其他物体吸收之后变成周围环境的他物体吸收之后变成周围环境的 ，我们无法把这些散失的能，我们无法把这些散失的能量收集起来重新利用。量收集起来重新利用。煤煤天然气天然气地热地热核核热量热量化学化学内能内能内能内能本讲稿第七页，共三十八页 (3)能源危机的含义：能源危机的含义：在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在 上虽未减少，但在可利用的上虽未减少，但在可利用的 上降低了，从便于利用的变上降低了，从便于利用的变成不便于利用的了。成不便于利用的了。(4)能量转化的方向性与节约能源的必要性：能量转化的方向性与节约能源的必要性：能量耗散反映了能量转化的方向性，所以能源的利用是能量耗散反映了能量转化的方向性，所以能源的利用是 的，也的，也是有代价的，所以自然界的能量虽然守恒，但还是很有必要节约是有代价的，所以自然界的能量虽然守恒，但还是很有必要节约能源。能源。数量数量品质品质有条件有条件本讲稿第八页，共三十八页试身手试身手夯基础夯基础1如图如图7101所示，一小孩从公园中粗糙所示，一小孩从公园中粗糙的滑梯上自由加速滑下，其能量的变化情的滑梯上自由加速滑下，其能量的变化情况是况是 ()A重力势能减小，动能不变，机械能减小重力势能减小，动能不变，机械能减小B重力势能减小，动能增加，机械能减小重力势能减小，动能增加，机械能减小C重力势能减小，动能增加，机械能增加重力势能减小，动能增加，机械能增加D重力势能减小，动能增加，机械能守恒重力势能减小，动能增加，机械能守恒图图7 710101 1本讲稿第九页，共三十八页解析：解析：由于摩擦力要做负功，机械能不守恒，故由于摩擦力要做负功，机械能不守恒，故D错误；下滑错误；下滑过程中重力势能转化为动能和内能，所以机械能减小，过程中重力势能转化为动能和内能，所以机械能减小，B正正确，确，A、C错误。错误。答案：答案：B本讲稿第十页，共三十八页2关于关于“节约能源节约能源”，下面说法中正确的是，下面说法中正确的是 ()A由于自然界的能量的总和是守恒的，所以节约能源是毫由于自然界的能量的总和是守恒的，所以节约能源是毫 无意义的无意义的B浪费能源，只是浪费个人金钱，对整个社会和自然是无浪费能源，只是浪费个人金钱，对整个社会和自然是无 关紧要的，因为能量是守恒的关紧要的，因为能量是守恒的C从能量转化的角度看，自然界中宏观过程是有方向性从能量转化的角度看，自然界中宏观过程是有方向性 的，能源的利用受这种方向性的制约，所以的，能源的利用受这种方向性的制约，所以“节约能源节约能源”对人类社会发展有很大的影响对人类社会发展有很大的影响D上述说法都是错误的上述说法都是错误的本讲稿第十一页，共三十八页解析：解析：能量虽然守恒，但能量耗散现象表明能量的转化具有方能量虽然守恒，但能量耗散现象表明能量的转化具有方向性，在利用的过程中能量的品质降低了，故需要节约能源，向性，在利用的过程中能量的品质降低了，故需要节约能源，C正确。正确。答案：答案：C本讲稿第十二页，共三十八页3关于能源的利用中，下列说法不正确的是关于能源的利用中，下列说法不正确的是 ()A自然界的能量守恒，所以不需要节约能源自然界的能量守恒，所以不需要节约能源B一座城市的能量耗散使其环境温度略高于周围农村的一座城市的能量耗散使其环境温度略高于周围农村的 环境温度环境温度C煤炭和石油产品燃烧会造成空气污染和温室效应煤炭和石油产品燃烧会造成空气污染和温室效应D能量耗散表明能源的利用是有条件的，也是有代价的能量耗散表明能源的利用是有条件的，也是有代价的.本讲稿第十三页，共三十八页解析：解析：自然界的能量守恒，但能量在利用过程中，可利用的品质在逐自然界的能量守恒，但能量在利用过程中，可利用的品质在逐渐降低，因此，必须节约能源，渐降低，因此，必须节约能源，A项错，项错，C、D对。城市工业、交通急对。城市工业、交通急剧发展使得城市过多接收了耗散的能量，使城市温度升高，剧发展使得城市过多接收了耗散的能量，使城市温度升高，B对。对。答案：答案：A本讲稿第十四页，共三十八页本讲稿第十五页，共三十八页1功和能的区别与联系功和能的区别与联系区区别别功功是是过过程程量量，能能是是状状态态量量。只只能能说说处处于于某某一一状状态态的的物物体体(或或系统系统)具有多少能，而不能说这个物体具有多少能，而不能说这个物体(或系统或系统)具有多少功具有多少功联联系系能能量量有有多多种种不不同同的的形形式式，且且不不同同形形式式的的能能量量可可以以相相互互转转化化。不不同同形形式式的的能能量量之之间间的的转转化化通通过过做做功功来来实实现现，即即做做功功的的过过程就是能量转化的过程程就是能量转化的过程做做了了多多少少功功就就有有多多少少能能量量从从一一种种形形式式转转化化为为另另一一种种形形式式，即能量转化的多少可用做功的多少来量度即能量转化的多少可用做功的多少来量度本讲稿第十六页，共三十八页 2几种常见的力做功与能量转化的对应关系几种常见的力做功与能量转化的对应关系 (1)重力做功：重力势能与其他形式的能相互转化。重力做功：重力势能与其他形式的能相互转化。(2)弹力做功：弹性势能与其他形式的能相互转化。弹力做功：弹性势能与其他形式的能相互转化。(3)合力做功：动能与其他形式的能相互转化。合力做功：动能与其他形式的能相互转化。(4)除重力、系统内弹力外，其他力做功：机械能与其他形除重力、系统内弹力外，其他力做功：机械能与其他形式的能相互转化。式的能相互转化。本讲稿第十七页，共三十八页图图7 710102 2本讲稿第十八页，共三十八页思路点拨思路点拨解答本题时应注意以下两点：解答本题时应注意以下两点：(1)根据运动员的加速度确定其摩擦力的大小和方向。根据运动员的加速度确定其摩擦力的大小和方向。(2)明确动能和机械能的变化对应什么力做功。明确动能和机械能的变化对应什么力做功。本讲稿第十九页，共三十八页答案答案D本讲稿第二十页，共三十八页 力做功都对应一定的能量转化，搞清能量转化与对应的力做功力做功都对应一定的能量转化，搞清能量转化与对应的力做功的关系，是解决此类问题的关键，具体关系如下：的关系，是解决此类问题的关键，具体关系如下：合力的功合力的功W合合Ek增增重力的功重力的功WGEp减减弹力的功弹力的功W弹弹Ep减减除重力、系统内弹力外其他力的功除重力、系统内弹力外其他力的功W其其E机机本讲稿第二十一页，共三十八页 1对能量守恒定律的理解对能量守恒定律的理解 (1)某种形式的能量减少，一定存在另外形式的能量增加，且减少某种形式的能量减少，一定存在另外形式的能量增加，且减少量和增加量相等。量和增加量相等。(2)某个物体的能量减少，一定存在别的物体的能量增加，且某个物体的能量减少，一定存在别的物体的能量增加，且减少量和增加量相等。减少量和增加量相等。2表达式表达式 E初初E末末；E增增E减减本讲稿第二十二页，共三十八页 3解题步骤解题步骤 (1)分清共有多少种形式的能分清共有多少种形式的能(如动能、势能、电能、内能等如动能、势能、电能、内能等)在在变化。变化。(2)明确哪种形式的能量增加，哪种形式的能量减少。明确哪种形式的能量增加，哪种形式的能量减少。(3)减少的总能量一定等于增加的总能量，据此列出方程：减少的总能量一定等于增加的总能量，据此列出方程：E减减E增增。本讲稿第二十三页，共三十八页 4利用能量守恒定律解题应注意的问题利用能量守恒定律解题应注意的问题 (1)该定律是贯穿整个物理学的基本规律之一，是学习物理的一条主该定律是贯穿整个物理学的基本规律之一，是学习物理的一条主线。线。(2)要分清系统中有多少种形式的能量，发生哪些转移和转化。要分清系统中有多少种形式的能量，发生哪些转移和转化。(3)滑动摩擦力与相对距离的乘积在数值上等于产生的内能，即滑动摩擦力与相对距离的乘积在数值上等于产生的内能，即QFl相相。本讲稿第二十四页，共三十八页图图7 710103 3本讲稿第二十五页，共三十八页思路点拨思路点拨解答本题时应注意两点：解答本题时应注意两点：(1)摩擦产生的热与摩擦力做功的区别。摩擦产生的热与摩擦力做功的区别。(2)从能量守恒的角度分析电动机多输出的能量。从能量守恒的角度分析电动机多输出的能量。本讲稿第二十六页，共三十八页本讲稿第二十七页，共三十八页答案答案(1)220 J(2)60 J(3)280 J本讲稿第二十八页，共三十八页 在应用能量转化与守恒解题时，首先要分析研究对象的受力在应用能量转化与守恒解题时，首先要分析研究对象的受力情况、做功情况、能量的转化方向及初、末状态能量的具体形式。情况、做功情况、能量的转化方向及初、末状态能量的具体形式。然后分别列出减少的能量然后分别列出减少的能量E减减和增加的能量和增加的能量E增增的表达式，并根的表达式，并根据据E减减E增增列式求解。列式求解。本讲稿第二十九页，共三十八页本讲稿第三十页，共三十八页1(对应要点一对应要点一)关于功和能，下列说法正确的是关于功和能，下列说法正确的是 ()A功就是能，功可以转化为能功就是能，功可以转化为能B能量转化中，做的功越多，能量转化越多能量转化中，做的功越多，能量转化越多C做功越多，物体的能越大做功越多，物体的能越大D物体能量变化多少，就做了多少功物体能量变化多少，就做了多少功解析：解析：做功的过程，就是能量转化的过程，做功越多，能量做功的过程，就是能量转化的过程，做功越多，能量转化越多，不能说物体的能越多，也不能理解为功转化为能转化越多，不能说物体的能越多，也不能理解为功转化为能量，故量，故B正确，正确，A、C错误；物体能量变化，不一定是由做功引错误；物体能量变化，不一定是由做功引起的，故起的，故D也不正确。也不正确。答案：答案：B本讲稿第三十一页，共三十八页2(对应要点一对应要点一)(2012安徽高考安徽高考)如图如图7104所所示，在竖直平面内有一半径为示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，的圆弧轨道，半径半径OA水平、水平、OB竖直，一个质量为竖直，一个质量为m的小的小球自球自A的正上方的正上方P点由静止开始自由下落，点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有时恰好对轨道没有压力。已知压力。已知AP2R，重力加速度为，重力加速度为g，则小球从，则小球从P到到B的运动过程的运动过程中中 ()图图7104本讲稿第三十二页，共三十八页答案：答案：D本讲稿第三十三页，共三十八页3(对应要点二对应要点二)有人设想在夏天用电冰箱来降低房间的温度。有人设想在夏天用电冰箱来降低房间的温度。他的办法是：关好房间的门窗，然后打开冰箱的所有门让冰箱他的办法是：关好房间的门窗，然后打开冰箱的所有门让冰箱运转，且不考虑房间内外热量的传递。则开机后，室内的温度运转，且不考虑房间内外热量的传递。则开机后，室内的温度将将 ()A升高升高B保持不变保持不变C开机时降低，停机时又升高开机时降低，停机时又升高D开机时升高，停机时降低开机时升高，停机时降低解析：解析：电冰箱的压缩机运行时，一部分电能转化为内能，室内的温度电冰箱的压缩机运行时，一部分电能转化为内能，室内的温度将升高，将升高，A正确。正确。答案：答案：A本讲稿第三十四页，共三十八页4(对应要点二对应要点二)足够长的水平传送带以足够长的水平传送带以速度速度v匀速传动，质量为匀速传动，质量为m的小物块的小物块A由静止放在传送带上，若小物块与由静止放在传送带上，若小物块与传送带间的动摩擦因数为传送带间的动摩擦因数为，如图，如图7105所示，从开始作用到所示，从开始作用到小木块与传送带相对静止时，系统转化为内能的能量为小木块与传送带相对静止时，系统转化为内能的能量为 ()图图7 710105 5本讲稿第三十五页，共三十八页答案：答案：A本讲稿第三十六页，共三十八页 (1)自然界中的能量只能从一种形式转化为另一种形式或从自然界中的能量只能从一种形式转化为另一种形式或从一个物体转移到别的物体，能量在转化和转移过程中总量不变。一个物体转移到别的物体，能量在转化和转移过程中总量不变。(2)虽然自然界中的能量是守恒的，但能量在转化过程中，可利虽然自然界中的能量是守恒的，但能量在转化过程中，可利用的品质降低了，所以很有必要节约能源。用的品质降低了，所以很有必要节约能源。(3)力对物体做功的过程就是能量转化的过程，不同的力对物力对物体做功的过程就是能量转化的过程，不同的力对物体做功，对应着不同形式的能的转化，如重力做功对应重力势能体做功，对应着不同形式的能的转化，如重力做功对应重力势能变化，合力做功对应动能变化，除重力、系统内弹力以外的力做变化，合力做功对应动能变化，除重力、系统内弹力以外的力做功对应物体机械能的变化。功对应物体机械能的变化。本讲稿第三十七页，共三十八页点击下图进入点击下图进入“课下作业综合提升课下作业综合提升”本讲稿第三十八页，共三十八页