物理 第七章 机械能守恒定律 第10节 能量守恒定律与能源1 新人教版必修2 .ppt

7.7.1010 能量守恒定律与能源能量守恒定律与能源新课导入新课导入 在在验验证证机机械械能能守守恒恒定定律律实实验验中中，重重锤锤下下落落过过程程中中减减小小的的重重力力势势能能总总是是略略大大于于增增加加的的动动能能，为为什什么么出出现现这这种种现现象象？滑滑滑滑梯梯时时减减小小的的重重力力势势能能又又转转化化为为什什么么能？能？除除了了动动能能、势势能能和和内内能能之之外外，你你还还知知道道哪哪些形式的能？各种形式的能之间有何联系？些形式的能？各种形式的能之间有何联系？化化学学能能、太太阳阳能能、光光能能、电电能能、风风能能、核核能、生物能等等。能、生物能等等。内燃机车内燃机车水力发电站水力发电站火力发电厂火力发电厂 塔式太阳能热电站塔式太阳能热电站 电站有一个高塔，塔顶上装有锅炉，塔的周围装有平面反射镜，电站有一个高塔，塔顶上装有锅炉，塔的周围装有平面反射镜，它把阳光反射后集中在锅炉上，把锅炉内的工作物质水加热成它把阳光反射后集中在锅炉上，把锅炉内的工作物质水加热成高温高压蒸汽。高温高压蒸汽通过管道输送到汽轮发电机。高温高压蒸汽。高温高压蒸汽通过管道输送到汽轮发电机。微波炉微波炉 电风扇电风扇光合作用光合作用 手握冰块手握冰块 探究一：能量守恒定律探究一：能量守恒定律（1）能量的概念是人类对物质运动规律进行）能量的概念是人类对物质运动规律进行长期探索中建立的，请你说说人类在建立起长期探索中建立的，请你说说人类在建立起能量守恒定律的过程中经历了哪些主要事件能量守恒定律的过程中经历了哪些主要事件？哪些科学家作出了卓越的贡献？哪些科学家作出了卓越的贡献？新课教学新课教学科学家们一直在关注自然现象之间的普通联系科学家们一直在关注自然现象之间的普通联系18011801年年 戴维发现电流的化学效应（电和化学的联系）戴维发现电流的化学效应（电和化学的联系）18201820年年 奥斯特发现电流的磁效应（电和磁的联系）奥斯特发现电流的磁效应（电和磁的联系）18211821年年 塞贝克发现温差电现象（热和电的联系）塞贝克发现温差电现象（热和电的联系）18311831年年 法拉第发现电磁感应现象（电和磁的联系）法拉第发现电磁感应现象（电和磁的联系）18401840年年 焦耳发现电流的热效应（电和热的联系）焦耳发现电流的热效应（电和热的联系）18421842年年 迈尔表述了能量守恒定律，并计算出了热功迈尔表述了能量守恒定律，并计算出了热功 当量的数值（功和热的联系）当量的数值（功和热的联系）18431843年年 焦耳测定了热功当量的数值（功和热的联系）焦耳测定了热功当量的数值（功和热的联系）18471847年年 亥姆霍兹在理论上概括和总结能量守恒定律亥姆霍兹在理论上概括和总结能量守恒定律（2）历历史史上上曾曾有有人人设设想想制制造造一一种种不不需需要要消消耗耗任任何何能能源源就就可可以以不不断断做做功功的的机机器器，即即永永动动机，这样的机器能不能制成。机，这样的机器能不能制成。制制造造永永动动机机的的美美好好梦梦想想虽虽然然破破灭灭了了，但但是是却却让让我我们们明明白白了了能能量量不不可可能能无无中中生生有有，即即不不能能创创造造能能量量，也也就就是是说说自自然然界界各种能量之间存在着一定的转化关系。各种能量之间存在着一定的转化关系。永动机的启示永动机的启示1.导致能量守恒定律最终确立的重要导致能量守恒定律最终确立的重要事实：事实：确认了永动机的不可能性和发现了确认了永动机的不可能性和发现了各种自然现象之间的相互联系和转各种自然现象之间的相互联系和转化。化。2能能量守恒定律内容：量守恒定律内容：l能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变过程中其总量不变。l某种形式的能减少，一定有其他形式的能某种形式的能减少，一定有其他形式的能量增加，且减少量和增加量一定相等某个量增加，且减少量和增加量一定相等某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。增加，且减少量和增加量一定相等。表达式表达式：E E初初E E终终 E E增增 E E减减1判断下列关于能量转化的说法是否正确判断下列关于能量转化的说法是否正确A举重运动员把重物举起来，体内的一部分化学能举重运动员把重物举起来，体内的一部分化学能转化为重物的重力势能；转化为重物的重力势能；B电流通过电炉子后电炉丝变热，电能转化为内能；电流通过电炉子后电炉丝变热，电能转化为内能；C做功过程是能量转化过程，某过程中做了做功过程是能量转化过程，某过程中做了10 J的的功，一定有功，一定有10 J的能量发生了转化；的能量发生了转化；D石子从空中落下，最后惨止在地面上，说明机械石子从空中落下，最后惨止在地面上，说明机械能消失了；能消失了；E风吹动帆船前进是风能转化为机械能；风吹动帆船前进是风能转化为机械能；F用毛巾反复擦背，感觉后背热了，是机械能转化用毛巾反复擦背，感觉后背热了，是机械能转化为热能；为热能；G有种有种“全自动全自动”手表，不用上发条，也不用任何形手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生。能量可以凭空产生。2质质量量为为m、速速度度为为v0的的子子弹弹水水平平匀匀速速飞飞行行，击击中中前前方方悬悬挂挂于于绳绳长长为为L的的绳绳下下端端的的木木块块（质质量量为为M），子子弹弹未未能能穿穿出出木木块块,使使悬悬绳绳偏偏离离竖竖直直方方向向的的最最大大偏偏角角为为，则则子子弹弹击击中中木木块块后后产产生生的内能为多少？的内能为多少？探究二：能源和能量耗散探究二：能源和能量耗散（1）能源是人类社会的物质基础，）能源是人类社会的物质基础，人类利用能源大致经历了哪几个过人类利用能源大致经历了哪几个过程？现在人类消耗的能源主要有哪程？现在人类消耗的能源主要有哪些？些？既然能量是守恒的，不可能消失，既然能量是守恒的，不可能消失，为什么我们还要节约能源？为什么我们还要节约能源？（2）什么是能量耗散？）什么是能量耗散？3.能能量量耗耗散散：燃燃料料燃燃烧烧时时一一旦旦把把自自己己的的热热量量释释放放出出去去，它它就就不不会会再再次次自自动动聚聚集集起起来来供供人人类类重重新新利利用用，电电池池中中的的化化学学能能转转化化为为电电能能，它它又又通通过过灯灯泡泡转转化化成成内内能能和和光光能能，热热和和光光被被其其他他物物质质吸吸收收后后变变为为周周围围环环境境的的内内能能，我我们们无无法法把把这这些些内内能能收收集集起起来来重重新新利利用用这这种种现现象象叫叫做做能能量量的耗散的耗散（3）请大家查阅资料，了解人类社会生）请大家查阅资料，了解人类社会生活依赖的主要能源的储藏量，以及化石活依赖的主要能源的储藏量，以及化石能源的利用带来的环境污染。谈谈节约能源的利用带来的环境污染。谈谈节约能源意义和保护环境的重要性。能源意义和保护环境的重要性。石石油油储储量量大大约约在在2050年年左左右右宣宣告告枯枯竭竭，天天然然气气储储备备估估计计将将在在5765年年内内枯枯竭竭，煤煤的的储储量量约约可可以以供供应应169年年。事事实实上上，中中东东及及海海湾湾地地区区与与非非洲洲的的战战争争都都是是由由化化石石能能源源的的重重新新配配置置与与分分配配而而引引发发。这这种种军军事事冲冲突突，今今后后还还将将更更猛猛烈烈、更更频频繁繁；总总之之，能能源源危危机机迟迟早早会会爆爆发发；它它的的爆爆发发将具有爆炸性！将具有爆炸性！环境恶化环境恶化大气污染大气污染浓烟滚滚的工厂浓烟滚滚的工厂酸雨毁坏的森林酸雨毁坏的森林汽车的尾气汽车的尾气温室效应使全球气候变暖温室效应使全球气候变暖1999年北极拍摄年北极拍摄两极冰山融化两极冰山融化 人人类类在在利利用用能能源源的的同同时时也也对对环环境境造造成成了了严严重重污污染染，因因化化石石燃燃料料的的燃燃烧烧，使使大大气气中中的的颗颗粒粒物物和和SO2浓浓度度的的增增高高，危危及及人人和和其其他他生生物物的的身身体体健健康康，同同时时还还会会腐腐蚀蚀材材料料，给给人人类类社社会会造造成成损损失失；环环境境污污染染除除了了给给生生态态系系统统造造成成直直接接的的破破坏坏和和影影响响外外，污污染染物物的的积积累累和和迁迁移移转转化化还还会会引引起起多多种种衍衍生生的的环环境境效效应应，给给生生态态系系统统和和人人类类社社会会造造成成间间接接的的危危害害，有有时时这这种种间间接接的的环环境境效效应应的的危危害害比比当当时时造造成成的的直直接接危危害害更更大大，也也更更难难消消除除。例例如如，温温室室效效应应、酸酸雨雨、和臭氧层破坏就是由大气污染衍生出的环境效应。和臭氧层破坏就是由大气污染衍生出的环境效应。（4）根据我国实际情况谈谈如何开发新）根据我国实际情况谈谈如何开发新能源？能源？新能源新能源太太阳阳能能新能源新能源风风能能 新新疆疆达达坂坂 风风力力发发电电厂厂新能源新能源三峡水电站三峡水电站新能源新能源核核能能 深深圳圳大大亚亚湾湾核核电电站站 新能源新能源西藏羊八井地热电站西藏羊八井地热电站 温泉温泉 地热能地热能（5）能源短缺和环境恶化是当今社会存）能源短缺和环境恶化是当今社会存在的重大问题，为了节约能源和保护环境，在的重大问题，为了节约能源和保护环境，谈谈你将怎么做？谈谈你将怎么做？3“能源危机能源危机”是当今世界各国共同面是当今世界各国共同面临的问题。对此，以下措施可行的是（临的问题。对此，以下措施可行的是（）A人人都要自觉做到节约用水、节约用人人都要自觉做到节约用水、节约用电，不浪费和人为毁坏物品电，不浪费和人为毁坏物品B关闭现有的火力发电站关闭现有的火力发电站C各地都要新建水力和风力发电站各地都要新建水力和风力发电站D停止使用石油资源，而以核能和太阳停止使用石油资源，而以核能和太阳能取代能取代4关于能量耗散，下列说法中正确的是关于能量耗散，下列说法中正确的是（）A能量耗散是指在一定条件下，能量在转化能量耗散是指在一定条件下，能量在转化过程中总量减少了过程中总量减少了B能量耗散表明，能量守恒定律具有一定的能量耗散表明，能量守恒定律具有一定的局限性局限性C能量耗散表明，在能源的利用过程中，能能量耗散表明，在能源的利用过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了降低了D能量耗散从能量转化的角度，反映出自然能量耗散从能量转化的角度，反映出自然界中宏观过程的方向性界中宏观过程的方向性一、能量守恒定律一、能量守恒定律 1.1.能量守恒定律的内容能量守恒定律的内容 2.2.能量守恒能量守恒定律的表达式定律的表达式 E E初初E E终终；E E增增E E减减二、能源和能量耗散二、能源和能量耗散 1.1.能量耗散能量耗散(能量转化的方向性）能量转化的方向性）2.2.节约能源的意义节约能源的意义课堂总结课堂总结