高中物理公开课优质课件精选——《能量守恒定律与能源》.ppt

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1、,能量守恒定律与能源,执教教师：XXX,重力势能,弹性势能,动能,知识回顾,能量,一、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能量。,二、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的 ,说一说：你知道的能量形式,机械能、内能、电能、太阳能、化学能、生物能、原子能等,一 1（1）能量的转化,电动机 电能 机械能,发电机 机械能 电能,一 1（1）能量的转化,焦耳定律Q=I Rt电能 内能,2,电能 光能 、内能,一 1（1）能量的转化,化学能 内能 机械能,水能（动能、重力势能） 电能,讨论与思考：,能量之间有联系吗？,太阳能的利用：,太阳能转化为电能,内燃机车：,内能转

2、化机械能,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,不同形式的能之间可以在一定条件的情况下相互转化,能量守恒定律,1、能量守恒定律2、导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是什么?,导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是确立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与转化,、内容： 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另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化或转移过程中，能量的总量保持不变、定律的表达式 E初E终 ；E增E减,的内容：,1、导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是什么?,1718世纪许多机械专家就已经论证了永动机

3、是不可能的法国科学院在1775年就正式决定，不再研究和试验任何永动机,历史上有很多人不相信能量守恒定律的人，挖空心思想发明一种不消耗能量，却能不断对外做功的机器永动机，你认为它一旦转动起来就能永远转动起来吗？,永动不可能制成的原因 ： 根据能量守恒定律，任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为另一种形式，而不能无中生有地制造能量，因此第一类永动机是不可能制成的.,2、能量守恒定律是一个人发现的吗?,能量守恒定律不是一个人发现的，到了19世纪40年代前后科学界已经形成一种思想氛围，即用联系的观点去观察自然，各种不同能量可以相互转化，这预示着，到了把分立环节连成一体的时候了，也就是到了建立能量转化

4、与守恒定律的时候了，不同国家、不同领域的十几位科学家，以不同的方式，各自独立提出了能量守恒定律的内容：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另外一个物体而在转化和转移的过程中能量的总和保持不变,对能量守恒定律贡献比较大的科学家有：德国物理学家和医生迈尔，英国物理学家焦耳，德国物理和生理学家亥姆霍兹等人,练习,下列对能的转化和守恒定律的认识正确的是 ( ) A.某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加 B.某个物体的能量减少必然有其他物体的能量增加 C.不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器永动机是不可能制成的 D.石子从空中落下，最后静止在地面上，

5、说明机械能消失了,ABC,注意： 能量守恒定律是指能量的总量不变，但更重要的是指转化和转移过程中的守恒。在不同形式的能量间发生转化，在不同的物体间发生转移。,既然能量是守恒的，不可能消灭，为什么我们还要节约能源？,能量耗散,燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，它就不会再次自动聚集起来供人类重新利用，电池中的化学能转化为电能，它又通过灯泡转化成内能和光能，热和光被其他物质吸收后变为周围环境的内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用这种现象叫做能量的耗散,能量耗散与能量守恒是否矛盾，该怎样理解?,能量耗散,能量耗散和能量守恒并不矛盾，能量耗散表明，在能源利用的过程中，即在能量的转化过程中，能量在数

6、量上并没有减少但是可利用的品质上降低了，从便于利用变为不便于利用了。这是节约能源的根本原因,这说明能量的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,能量转化和转移的方向性,内能总是自发地从高温物体向低温物体转移而不会自发的由低温物体向高温物体转移,能量转化和转移的方向性,机械能可以全部转化为内能而内能不可全部转化为机械能而不引起其他变化热机的效率不可能1000/0（第二类永动机不可能存在）,例如：一辆行驶的小轿车，燃料燃烧产生的内能有370/0通过发动机散热系统排除，370/0直接由排气管排出，有260/0变为发动机输出的机械能,能量的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

7、。 正是因为能量转化的方向性，能量的利用受这种方向性的制约，所以能量的利用是有条件的，也是有代价的,通过以上分析我们知道了：,阅读教材,1、了解人类应用能源的历程，能源对人类社会发展所起的作用；人类在利用能源的同时也对环境造成了严重污染。,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。,一次能源：是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源 二次能源：由一次能源经过加工转换以后得到的能源产品,新能源,太阳能,新能源,风能 新疆达坂 风力发电厂,新能源,水能 三峡水电站,新能源,核能 深圳大亚湾核电站,新能源,西藏羊八井地热电站,温泉地热能,二 2 人类对能源的利用经过了

8、三个时期,柴薪时期出现年代：五六十万年前,火的使用是人类在能源利用上的第一个里程碑，它使人类脱离了茹毛饮血的时代。,二 2 人类对能源的利用经过了三个时期,煤炭时期出现年代：2000年前,蒸汽机的广泛使用，带动了工业革命和资本主义社会的成长。,二 2 人类对能源的利用经过了三个时期,石油时期 出现年代：19世纪80年代,内燃机的发展推动了19世纪末，20世纪初开始的机械化和电气化进程。,二 3（1）能源短缺,2004年世界能源统计年鉴的最新数据显示，世界石油总储量为1.15万亿桶，仅供开采41年；全球天然气储量为176万亿立方米，仅供开采63年。日本权威能源研究机构也申明，全球煤炭埋藏量103

9、16亿吨，可开采231年。,二 3（2）环境恶化,温室效应使全球气候变暖,1999年北极拍摄,两极冰山融化,二 3（2）环境恶化,汽车的尾气,二 3（2）环境恶化,化石燃料 (煤和燃油) 的燃烧,空中死神酸雨,二 3（2）环境恶化,大气污染,燃料的化学能一部分转化为食物的内能，最终都转化为周围环境的内能。,能量耗散,一、能量守恒定律 1内容：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另外一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总和保持不变2建立过程二、能源和能量耗散 1内容：能量转化具有方向性2节约能源的重要意义,小结,通过本节课的学习我们知道了,1. W

10、G= E重,3. W合= E动,2. W弹= E弹,4. 其它力做的功重力、(弹簧)弹力以外的力与机械能的变化之间的关系：,力学领域中功能关系的主要形式有,功能关系功能原理,除了重力和弹力外，其他力对物体系所做的功等于物体系机械能的变化,注意： 功是能量转化的量度，做功的过程就是能量转化的过程。功是过程量；能是状态量,当W外0时，E0，机械能增加,当W外0时，E0，机械能减少,问题讨论,指出下列现象中能量的转化或转移情况：（1）人在跑步时，身体发热（ ）（2）风吹动帆船前进（ ）（3）放在火炉旁的冷水变热（ ）（4）电流通过灯泡，灯泡发光（ ）（5）植物进行光合作用（ ）（6）用毛巾反复擦背，

11、感觉后背热了 （ ）,化学能转化为内能,风的机械能转移到帆船上,内能由火炉转移给水,电能转化为光能,光能转化为化学能,机械能转化为内能,学以致用,在下列能源中，属于一次可再生能源的是（ ）A太阳能 B石油 C风能 D天然气在下列能源中，属于二次能源的是 ( )A水能 B电能 C焦炭 D核能在下列能源中，属于未来的理想清洁能源的是 ( )A氢能 B核能 C太阳能 D风能,AC,BC,ABCD,学以致用,下列说法中正确的是（ ）不同形式能量的转化是通过做功来实现的做功的过程总是伴随着能量的转化（或转移）某种形式的能量增加10J，一定有其他形式的能量减少10J某个物体的能量减少10J，一定有其他物体

12、的能量增加10J,ABCD,学以致用,在一间隔热很好的密闭房间中，把正在工作的电冰箱门打开，室内空气温度将 ( )A升高 B不变C降低 D不可能升高,A,学以致用,近年来，在公交车和出租车中推行用天然气代替汽油作燃料的改革，取得了显著的进展，走上街头你会发现不少公交车和出租车上印有“CNG”的标记，代表它们是以天然气作为燃料的汽车则推广这一改革的主要目的是（ ）A延长发动机的寿命 B促进地方经济和西部发展C减少大气污染 D节约能源,C,学以致用,一个物体沿粗糙斜面匀速滑下，则下列说法正确的是（）A、物体机械能不变，内能也不变B、物体机械能减小，内能不变C、物体机械能减小，内能增大，机械能与内能

13、总量减小D、物体机械能减小，内能增大，机械能与内能总量不变,D,学以致用,一质量均匀、不可伸长的绳索，重为G，A、B两端固定在天花板上，如图所示。现在最低点C处施加一竖直向下的力，将最低点缓慢拉至D点。在此过程中，绳的重心位置（ ） A. 逐渐升高 B. 逐渐降低 C. 先降低后升高 D. 始终不变,A,解析 外力对绳索做功，绳索的机械能增加。由于绳索的动能不变，增加的必是重力势能，重力势能增加是重心升高的结果。正确选项为A。,点悟： 本题绳索重心的具体位置很难确定，且往往会错误地认为：外力将绳索向下拉，绳索的重心会逐渐降低。这里，我们应用功能原理，对问题作出了正确的判断。,功和能是紧密联系的，功和能的关系在力学领域主要有哪几种表现形式？,在力学领域中功能关系的主要形式有：（1）重力做功等于重力势能变化量的负值，即 弹簧弹力做的功等于弹性势能变化量的负值，即（2）外力做的总功等于物体的动能变化（动能定理）， 即 （3）只有重力或弹力做功的系统，系统机械能守恒（机械能守恒定律），即（4）除重力和弹力以外的其它力做的总功，等于系统机械能的变化量（功能原理），即（5）一对滑动摩擦力对系统做的总功等于系统内能的增加，即,谢谢观看,请指导,