10能量守恒定律与能源.ppt

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1、10.能量守恒定律与能源能量守恒定律与能源我们已经学过了好几种形式的能量了，那么到底我们已经学过了好几种形式的能量了，那么到底如何定义能量呢？如何定义能量呢？一一.能量的概念能量的概念一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量。能量。二二.能量的多样性能量的多样性对应于不同的运动形式，能的形式也是多种多样的对应于不同的运动形式，能的形式也是多种多样的 机械能对应机械运动，内能对应大量微观粒子的热运机械能对应机械运动，内能对应大量微观粒子的热运动动.我们知道能量的形式：我们知道能量的形式：机械能、内能、电能、太阳能、化学能、生物能、机械能、内能、电能

2、、太阳能、化学能、生物能、原子能等原子能等这些能量之间有联系吗？有什么联系呢？这些能量之间有联系吗？有什么联系呢？讨论与思考：讨论与思考：太阳能的利用：太阳能转化为电能太阳能的利用：太阳能转化为电能内燃机车：内能转化机械能内燃机车：内能转化机械能水电站：水的机械能转化为电能水电站：水的机械能转化为电能水果电池：化学能转化为电能水果电池：化学能转化为电能三、能的转化三、能的转化不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的。不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的。不同形式的能之间可以在一定条件的情况下相互不同形式的能之间可以在一定条件的情况下相互转化，而且在转化过程中总量保持不变。转化，而且在转化过

3、程中总量保持不变。四四.功是能量转化的量度功是能量转化的量度重力做功：重力势能和其他能相互转化重力做功：重力势能和其他能相互转化弹力做功：弹性势能和其他能相互转化弹力做功：弹性势能和其他能相互转化区别区别功是过程量，能是状态量只能说处于某一状功是过程量，能是状态量只能说处于某一状态的物体态的物体(或系统或系统)具有多少能，而不能说这个物具有多少能，而不能说这个物体体(或系统或系统)具有多少功具有多少功联系联系能量有多种不同的形式，且不同形式的能量可能量有多种不同的形式，且不同形式的能量可以相互转化不同形式的能量之间的转化通过以相互转化不同形式的能量之间的转化通过做功来实现，即做功的过程就是能量

4、转化的过做功来实现，即做功的过程就是能量转化的过程程做了多少功就有多少能量从一种形式转化为另做了多少功就有多少能量从一种形式转化为另一种形式，即能量转化的多少可用做功的多少一种形式，即能量转化的多少可用做功的多少来量度来量度功和能的区别与联系.定律内容：定律内容：能量既不会凭空产生，也不会能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从凭空消失，它只能从_为另为另一种形式，或者从一个物体一种形式，或者从一个物体_，在转化或转移的过程，在转化或转移的过程中，中，_保持不变保持不变建立定律的两个重要事实建立定律的两个重要事实(1)确认了确认了_的不可能性的不可能性(2)各种自然现象之间能量的相互联系与

5、转各种自然现象之间能量的相互联系与转化化 一种形式转化一种形式转化转移到别的物体转移到别的物体能量的总量能量的总量永动机永动机五五.能量守恒定律能量守恒定律定律定律的表达式的表达式 E初初E终终 ；E增增E减减 说明说明：a.该定律是贯穿整个物理学的基本规律之一，该定律是贯穿整个物理学的基本规律之一，是学习物理学的一条主线。是学习物理学的一条主线。b.要分清系统中有多少种形式的能，发生了哪要分清系统中有多少种形式的能，发生了哪些转化和转移。些转化和转移。c.系统克服摩擦力所做的总功等于系统机械能系统克服摩擦力所做的总功等于系统机械能的减少量，滑动摩擦力与相对距离的乘积在数的减少量，滑动摩擦力与

6、相对距离的乘积在数值上等于系统产生的内能，即值上等于系统产生的内能，即QFl相相在一定条件下，各种形式的能量可以相互在一定条件下，各种形式的能量可以相互转化和转移转化和转移在热传递过程中。在热传递过程中。运动的甲钢球碰击静止的乙钢球；运动的甲钢球碰击静止的乙钢球；能量转移：能量转移：能量转化：能量转化：小朋友滑滑梯；小朋友滑滑梯；水力发电；水力发电；火力发电；火力发电；电流通过电热器时。电流通过电热器时。特点：能量的形式没有变特点：能量的形式没有变特点：能量的形式发生变化特点：能量的形式发生变化1、指出下列现象中能量的转化或转移情况：、指出下列现象中能量的转化或转移情况：（1）人在跑步时，身体

7、发热（）人在跑步时，身体发热（）（2）风吹动帆船前进（）风吹动帆船前进（）（3）放在火炉旁的冷水变热（）放在火炉旁的冷水变热（）（4）电流通过灯泡，灯泡发光（）电流通过灯泡，灯泡发光（）（5）植物进行光合作用（）植物进行光合作用（）化学能转化为内能化学能转化为内能风的机械能转移到帆船上风的机械能转移到帆船上内能由火炉转移给水内能由火炉转移给水电能转化为光能电能转化为光能光能转化为化学能光能转化为化学能六六.能源和能量耗散能源和能量耗散人类利用能源大致经历了三个时期，即柴人类利用能源大致经历了三个时期，即柴薪时期，煤炭时期，石油时期。薪时期，煤炭时期，石油时期。能量耗散：燃料燃烧时一旦把自己的热

8、量能量耗散：燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，它就不会自动聚集起来供人类重释放出去，它就不会自动聚集起来供人类重新利用。新利用。(能量转化的方向性能量转化的方向性）1.能源：能源：能源是人类社会活动的物质基础人类能源是人类社会活动的物质基础人类对能源的利用大致经历了三个时期，即对能源的利用大致经历了三个时期，即_、_石油时期石油时期2能量耗散：能量耗散：燃料燃烧时一旦把自己的热量释放燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，就不会再次自动聚集起来供人类重新利出去，就不会再次自动聚集起来供人类重新利用如电池中的化学能转化为电能，电能又通用如电池中的化学能转化为电能，电能又通过灯泡转化成过灯泡转化成_

9、，热和光被其他物，热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的质吸收之后变成周围环境的_，我们无法，我们无法把这些内能收集起来重新利用这种现象叫做把这些内能收集起来重新利用这种现象叫做能量的能量的_能源和能量耗散能源和能量耗散 柴薪时期柴薪时期煤炭时期煤炭时期内能和光能内能和光能内能内能耗散耗散3能量转化的方向性：能量转化的方向性：能量的耗散从能量的耗散从_的角度反映出自然界中宏观过程的方向性的角度反映出自然界中宏观过程的方向性4能源危机的含义：能源危机的含义：在能源的利用过程中，即在在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上并未减少，能量的转化过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的

10、品质上但在可利用的品质上_了，从便于利用的了，从便于利用的变成变成_的了的了 能量转化能量转化降低降低不便利用不便利用质质量量为为m的物体下落的物体下落过过程中，程中，经经过过高度高度h1处处速度速度为为v1，下落至高，下落至高度度h2处处速度速度为为v2，空气阻力恒，空气阻力恒为为f ， ，分析由分析由h1下落到下落到h2过过程中机程中机械能械能的的变变化。化。分析：根据动能定理，有分析：根据动能定理，有 21222121mvmvWWfG功能原理介绍：功能原理介绍：下落过程中重力对物体做功，重力做功等于物下落过程中重力对物体做功，重力做功等于物体体重力势能的减少。重力势能的减少。取地面为参考

11、平面，有：取地面为参考平面，有：21mghmghWG由以上两式可以得到：由以上两式可以得到：1221222121mghmghmvmvWf1212222121mghmvmghmvEEE12当当W其他其他0时，时，E0，机械能增加，机械能增加 当当W其他其他0时，时，E0，机械能减少，机械能减少 1122pkpkEEEE12EEE其他w除重力除重力(弹力弹力)外，其他外力对物体对所做的总外，其他外力对物体对所做的总功功W其他其他等于物体机械能的变化量等于物体机械能的变化量E 功功 能能 原原 理理【我来冲关】某海湾共占面积某海湾共占面积1.0107 m2，涨潮时平均水深，涨潮时平均水深20 m，此时关上水坝闸门，可使水位保持，此时关上水坝闸门，可使水位保持20 m不变，退潮时，坝外水位降至不变，退潮时，坝外水位降至18 m(如图如图7105)利用此水坝建立一座水力发电站，重利用此水坝建立一座水力发电站，重力势能转化为电能的效率为力势能转化为电能的效率为10%，每天有两次，每天有两次涨潮，该电站每天能发出多少电能？涨潮，该电站每天能发出多少电能？(g10 m/s2，不计发电机的能量损失，不计发电机的能量损失) 图图7105答案41010 J