简介能量守恒能量守恒的例子动能转变为内能进度评估3.ppt

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1、1简介能量守恒能量守恒的例子动能转变为内能进度评估3 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望21.1志文正在玩彈床，他每次反彈的高.2.2當我們由靜止狀態開始在斜道滑.熱熱 身身7.3 能量的轉變能量的轉變31志文正在玩彈床，他每次反彈的高度大致相同。你認為以下哪些敘述是正確的？彈床給予志文升起的能量。當志文彈上及落下時，他的動能也隨之被製造和破壞。當志文抵達最高點時，他的 勢能是最大的；而當他剛剛碰到彈床時，他的動能是最大的。熱熱 身身7.3 能量的轉變

2、能量的轉變42當我們由靜止狀態開始在斜道滑下，我們的速率可能會急劇地增加至58 km h1。你認為以下哪些述是正確的？速率的增加是重力所作的功的結果。當我們抵達斜道的最低點時，勢能將等於零。速率的增加視乎斜道的傾斜度而定。熱熱 身身7.3 能量的轉變能量的轉變5當能量從一種形式轉變為另一種形式時，能量的總和始終保持不變。能量是不可能能量是不可能被創造的。被創造的。0簡簡 介介爆炸的能量來自爆炸物的化學能。7.3 能量的轉變能量的轉變6能量以多種形式出現。能量是不可能被創造或毀滅的。能量可以從一種形式轉變為另一種形式。0簡簡 介介7.3 能量的轉變能量的轉變7將小球從地面垂直向上拋時能量的轉變：

3、化學能動 能勢 能 動 能聲能和內（熱）能能量守恆定律能量守恆定律能量可以從一種形式轉變為另一種形式，但能量既不可能被創造，也不可能被毀滅。1能量守恆能量守恆7.3 能量的轉變能量的轉變81能量守恆能量守恆模擬程式7.3 能量的轉變能量的轉變9小球的動能和勢能問問 題題？例例 題題 6e.g.67.3 能量的轉變能量的轉變10 2能量守恆的例子能量守恆的例子E=KE+PEKE=0PE=mgh（最大）E=KE+PEPE=0KE=最大E=KE+PEKE=0PE=mgh（最大）小球會到達比h更高的地方嗎？hha單單 擺擺7.3 能量的轉變能量的轉變11 2能量守恆的例子能量守恆的例子hha單單 擺擺

4、要是能量不增加，小球永遠不會到達比h更高的地方。7.3 能量的轉變能量的轉變122能量守恆的例子能量守恆的例子模擬程式7.3 能量的轉變能量的轉變13如圖所示裝置實驗器材。實實 驗驗 7a單擺的能量轉變錄像片段7.3 能量的轉變能量的轉變14h將 0.5 kg 砝碼拉到一旁，使它的垂直高度比最低點升高了h。啟動紙帶打點計時器，然後釋放砝碼。實實 驗驗 7a單擺的能量轉變7.3 能量的轉變能量的轉變15量度相距最大的兩點間的距離d。d由於紙帶打點計時器能於每秒在紙帶上打出50 點，紙帶中兩點的時距=1/50=0.02 s砝碼的最大速率是當它到達最低點時，實實 驗驗 7a單擺的能量轉變0.02dv

5、=m s17.3 能量的轉變能量的轉變16按照以下步驟，計算v 的理論值。=mgh比較v 的實驗值與理論值。實實 驗驗 7a單擺的能量轉變mv 221mv 221v2gh=砝碼在最高點時的 PE=mgh砝碼在最低點時的 KE=7.3 能量的轉變能量的轉變17擺球的速率問問 題題？例例 題題 7e.g.77.3 能量的轉變能量的轉變18笨豬跳是一項非常刺激的遊戲。用一條橡皮繩綁在腳跟上，參加者由高數十米處跳下來。b笨豬跳笨豬跳錄像片段7.3 能量的轉變能量的轉變19（i）當橡皮繩開始拉緊：勢能 彈性勢能+動能（ii）抵達最低點時：勢能彈性勢能（iii）當他反彈時：彈性勢能動能+勢能b笨豬跳笨豬跳

6、7.3 能量的轉變能量的轉變20c過山車過山車過山車要用引擎驅動嗎？答案是既需要，同時又不需要。它需要引擎驅動，使它爬上第一個高點。過山車是全靠它的勢能和動能互相轉換而行駛的。但隨後便能自動沿軌道滑下來。7.3 能量的轉變能量的轉變21c過山車過山車模擬程式7.3 能量的轉變能量的轉變22過山車問問 題題？例例 題題 8e.g.87.3 能量的轉變能量的轉變23日常例子：當一塊金屬受敲打，它就會變熱。當汽車剎停時，制動器、輪胎和路面都會變熱。動能轉變為內能（和聲能）3動能轉變為內能動能轉變為內能7.3 能量的轉變能量的轉變24一枚墜落的衛星的溫度上升問問 題題？例例 題題 9e.g.97.3

7、能量的轉變能量的轉變251.1兩個球X 和Y 由開始時靜止狀態沿.2.2一個球被垂直地拋起至高度h.3.3一個1 kg 的物體由開始時靜止的位置.進度評估進度評估 37.3 能量的轉變能量的轉變26兩個球 X 和 Y 由開始時靜止狀態沿兩塊光滑的斜板滑下來。假如兩塊斜板的高度相同，哪一個球在P 點時速率較大？A XB YPXYC 若兩球的質量相同，則它們的速率也相同。D 即使兩球的質量不同，它們的速率也相同。Q1 兩個球兩個球X和和Y由開始時靜止狀態沿由開始時靜止狀態沿.7.3 能量的轉變能量的轉變27一個球被垂直地拋起至高度 h。以下哪一幅圖正確地顯示出總機械能(E)與高度(h)的變化？hA

8、BCEhQ2 一個球被垂直地拋起至高度一個球被垂直地拋起至高度h.7.3 能量的轉變能量的轉變28ABC只有PE!PE=mgh總能量守恆只有KE!EhEhEhKE=E mghKE=E PE因為Q2 一個球被垂直地拋起至高度一個球被垂直地拋起至高度h.h7.3 能量的轉變能量的轉變295 m3 mBA地面一個1 kg 的物體由開始時靜止的位置A 點，沿光滑的斜板滑下來。求物體在B 點時的動能和勢能。Q3 一個一個1 kg的物體由開始時靜止的的物體由開始時靜止的.7.3 能量的轉變能量的轉變30取於地面的勢能為零。物體在A 點的總能量，E=PEA=mgh=_10_=_ J15502030Q3 一個

9、一個1 kg的物體由開始時靜止的的物體由開始時靜止的.物體在B 點的勢能，(PEB)=mgh=_ J用能量守恆定律，物體在B 點的動能=PEA PEB=_ J5 m3 mBA地面1-kg 的物體7.3 能量的轉變能量的轉變31 完完 結結7.3 能量的轉變能量的轉變32例例 題題 6一個質量為0.1 kg的小球從離地面10 m高處落下。(a)求小球在下列情況下的動能、勢能和總能量：下落之前，小球的動能和勢能KE=0PE=mgh=0.1 10 10=10 JE=PE+KE=0+10=10 J7.3 能量的轉變能量的轉變33例例 題題 6(b)求小球在下列情況下的動能、勢能和總能量：離地面5 m

10、高時，PE=mgh=0.1 10 5=5 JE=KE+PE=10 J（能量守恆定律）KE=E PE=10 5 J=5 J小球的動能和勢能一個質量為0.1 kg的小球從離地面10 m高處落下。數數 據：據：小球下落前能量=10 J7.3 能量的轉變能量的轉變34例例 題題 6(c)求小球在下列情況下的動能、勢能和總能量：撞擊地面時，小球的動能和勢能PE=0E=KE+PE=10 J（能量守恆定律）KE=E PE=10 0 J=10 J一個質量為0.1 kg的小球從離地面10 m高處落下。數數 據：據：小球下落前能量=10 J7.3 能量的轉變能量的轉變35返返 回回7.3 能量的轉變能量的轉變36

11、例例 題題 7把單擺的擺球拉到一旁，使它升高到垂直高度0.2 m的位置。釋放擺球後，擺球的速率它通過最低點時的速率是多少？0.2 mv7.3 能量的轉變能量的轉變372 10 0.2=0.2 mv例例 題題 7在最高點時，=0+mgh在最低點時，E=KE+PEE=KE+PE=mgh根據能量守恆定律：mv221+0=mghghv2=2 m s1擺球的速率7.3 能量的轉變能量的轉變38返返 回回7.3 能量的轉變能量的轉變39例例 題題 8過山車被牽引至距地面50 m 高處後下滑。50 m車和乘客的總質量=5 000 kg過山車7.3 能量的轉變能量的轉變40PE=mgh=5000 10 50=

12、2 500 000 J(a)計算過山車和乘客的勢能。（取地面的勢能為零。）例例 題題 8過山車50 m質量 m=5000 kg7.3 能量的轉變能量的轉變41例例 題題 850 m質量 m=5000 kg克服摩擦力所做出的功：W=Fs=2750 N 500 m=1 375 000 J(b)過山車行駛500 m 後到達地面。若平均摩擦力為2750 N，計算過山車在這 500 m 路程中克服摩擦力所做出的功。過山車7.3 能量的轉變能量的轉變42例例 題題 8(c)過山車到達最低點時的速率是多少？（取 g=10 m s2）過山車50 mm=5000 kg在最高點時的能量=PE=2 500 000

13、J克服摩擦力所做出的功=1 375 000 J在最低點時的速率=？7.3 能量的轉變能量的轉變43例例 題題 8根據能量守恆定律過山車E=KE+PE+在最低點時：2 500 000=mv 221+0 v=21.2 m s1m=5000 kg克服摩擦力所做出的功在最高點時的能量=PE=2 500 000 J克服摩擦力所做出的功=1 375 000 J+1 375 000速率=？7.3 能量的轉變能量的轉變44返返 回回7.3 能量的轉變能量的轉變45例例 題題 9一枚質量為1000 kg 的衛星因失效而掉落地球。當它穿過大氣層時，衛星的速率從900 m s1 減至100 m s1。假設當衛星穿過

14、大氣層時，與衛星動能的改變相比，它勢能的改變是可以忽略不計的。一枚墜落的衛星的溫度上升質量=1000 kg7.3 能量的轉變能量的轉變46例例 題題 9衛星所增加的內能=失去的動能mu2 21=mv22121=1000 (9002 1002)=4 108 J一枚墜落的衛星的溫度上升(a)衛星穿過大氣層時產生了多少內能？數數 據：據：質量=1000 kg900 100 m s17.3 能量的轉變能量的轉變47例例 題題 9(b)如果衛星的比熱容量為250 J kg1C1，計算當它穿過大氣層後溫度的升幅。一枚墜落的衛星的溫度上升數數 據：據：質量=1000 kg900 100 m s1增加的內能=4 108 J7.3 能量的轉變能量的轉變48例例 題題 9一枚墜落的衛星的溫度上升增加的內能=mcT4 108=1000 250 T T=1600 C數數 據：據：質量=1000 kg900 100 m s1增加的內能=4 108 J比熱容量=250 J kg1 C1所以衛星要用耐熱性強的物料作為保護外殼7.3 能量的轉變能量的轉變49返返 回回7.3 能量的轉變能量的轉變