高中物理必修能量守恒定律与能源PPT课件.ppt
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1、关于高中物理必修能量守恒定律和能源第一张,PPT共七十四页,创作于2022年6月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?底如何定义能量呢?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。第二张,PPT共七十四页,创作于2022年6月二二.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的对应于不同的运动形式,能的形式也是多种多的 机械能对应机械运动,内能对应大量微观粒子机械能对应机械运动,内能对应大量微观粒
2、子的热运动的热运动.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、生物机械能、内能、电能、太阳能、化学能、生物能、核能等能、核能等第三张,PPT共七十四页,创作于2022年6月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:太阳能转化为电能第四张,PPT共七十四页,创作于2022年6月电站有一个高塔,塔顶上装有锅炉,塔的周围装有平面反电站有一个高塔,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,把锅炉内的工作物射镜,它把阳光反射后集中在锅炉上,把锅炉内
3、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。汽轮发电机。塔式太阳能热电站塔式太阳能热电站太阳能太阳能内能内能机械能机械能电能电能第五张,PPT共七十四页,创作于2022年6月 雷电是大气雷电是大气中的一种放电现象。中的一种放电现象。雷雨云在形成过程雷雨云在形成过程中,一部分积聚起中,一部分积聚起正电荷,另一部分正电荷,另一部分积聚起负电荷,当积聚起负电荷,当这些电荷积聚到一这些电荷积聚到一定程度时,就产生定程度时,就产生放电现象。放电现象。打雷放电时间极短,但电流异常强大。放电时产生的强光,就是闪电。打雷放电时间极短,
4、但电流异常强大。放电时产生的强光,就是闪电。闪电时释放出的大量热能,能使局部空气温度瞬间升高万闪电时释放出的大量热能,能使局部空气温度瞬间升高万 2万摄氏度。万摄氏度。雷电雷电电能电能 光能、光能、声能、声能、内能内能第六张,PPT共七十四页,创作于2022年6月光合作用光合作用 光能光能 化学能化学能zxxk第七张,PPT共七十四页,创作于2022年6月内燃机车:内能转化机械能内燃机车:内能转化机械能第八张,PPT共七十四页,创作于2022年6月水电站:水的机械能转化为电能水电站:水的机械能转化为电能第九张,PPT共七十四页,创作于2022年6月水果电池:化学能转化为电能水果电池:化学能转化
5、为电能第十张,PPT共七十四页,创作于2022年6月三、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转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。化,而且在转化过程中总量保持不变。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第十一张,PPT共七十四页,创作于2022年6月 在一定条件下,系统内的动能和势能相在一定条件下,系统内的
6、动能和势能相互转化,但其和保持不变,即服从互转化,但其和保持不变,即服从机械能守恒机械能守恒定律定律。当其它形式的能量如电能、内能、化学能、光当其它形式的能量如电能、内能、化学能、光能等参与转化时,是否服从能等参与转化时,是否服从类似的规律类似的规律呢?呢?:学科网第十二张,PPT共七十四页,创作于2022年6月内容提要内容提要一、能量守恒定律一、能量守恒定律 1.能量守恒定律确立的依据能量守恒定律确立的依据 (1)能量的转化与转移)能量的转化与转移 (2)永动机不可能制成)永动机不可能制成 2.能量守恒定律的建立过程能量守恒定律的建立过程 迈尔迈尔 焦耳焦耳 亥姆霍兹亥姆霍兹 3.能量守恒定
7、律的内容能量守恒定律的内容 4.能量守恒定律的意义能量守恒定律的意义二二、能源和能量耗散能源和能量耗散 1.能源的分类能源的分类 2能源与社会发展能源与社会发展 3.为什么要节约能源为什么要节约能源 (1)能源短缺)能源短缺 (2)环境恶化)环境恶化 (3)能量耗散能量耗散 zxxk第十三张,PPT共七十四页,创作于2022年6月一一 1(1)能量的转化能量的转化电动机电动机 电能电能 机械能机械能发电机发电机 机械能机械能 电能电能第十四张,PPT共七十四页,创作于2022年6月一一 1(1)能量的转化能量的转化焦耳定律焦耳定律Q=I Rt电能电能 内能内能2 电能电能 光能光能、内能内能第
8、十五张,PPT共七十四页,创作于2022年6月一一 1(1)能量的转化能量的转化化学能化学能 内能内能 机械能机械能 水能(动能、重力势能)水能(动能、重力势能)电能电能 第十六张,PPT共七十四页,创作于2022年6月一一 1(1)能量的转化能量的转化水果电池水果电池化学能化学能 电能电能机械能机械能 内能内能第十七张,PPT共七十四页,创作于2022年6月一一 1(1)能量的转移能量的转移刚煮好的鸡蛋放入凉水中刚煮好的鸡蛋放入凉水中内能:鸡蛋内能:鸡蛋 凉水凉水动能:风动能:风 帆船帆船第十八张,PPT共七十四页,创作于2022年6月一一 1(1)能量的转化能量的转化 两个相同的铅球在光滑
9、的水平面上相向运动,碰两个相同的铅球在光滑的水平面上相向运动,碰撞后粘在一块。并静止在地面上撞后粘在一块。并静止在地面上?动能动能 内能内能第十九张,PPT共七十四页,创作于2022年6月一一 1(2)什么是永动机)什么是永动机蒸汽机消耗煤炭,内燃机消耗汽油或柴油,电动机消耗电蒸汽机消耗煤炭,内燃机消耗汽油或柴油,电动机消耗电力,有没有一种机器,它不消耗任何燃料或动力,却可以力,有没有一种机器,它不消耗任何燃料或动力,却可以不停地运转,源源不断的对外做功呢?这种机器被称为永不停地运转,源源不断的对外做功呢?这种机器被称为永动机。动机。l 据说很久很久以前,在印度有一个被地主压迫的可怜人,据说很
10、久很久以前,在印度有一个被地主压迫的可怜人,他每天被迫干好多活他每天被迫干好多活,终于有一天,终于有一天,这个可怜的年轻人厌倦了这种生这个可怜的年轻人厌倦了这种生活,他就想活,他就想:有没有一种机器可以代替我干活呢:有没有一种机器可以代替我干活呢?它只干活不休息,它只干活不休息,也不需要什么能量也不需要什么能量,要是有的话就太好了,要是有的话就太好了 据说这个就是最早的关于永动机的想法据说这个就是最早的关于永动机的想法。这个思想的火。这个思想的火 花花在在1200年前从印度出发,年前从印度出发,传到了伊斯兰教世界,传到了伊斯兰教世界,并传到了西方。并传到了西方。第二十张,PPT共七十四页,创作
11、于2022年6月 大约在大约在1570年,意大利有一位教年,意大利有一位教授叫泰斯尼尔斯,提出用磁石的吸力授叫泰斯尼尔斯,提出用磁石的吸力可以实现永动机。他的设计如图所示,可以实现永动机。他的设计如图所示,A是一个磁石,铁球是一个磁石,铁球C受磁石吸引可沿斜受磁石吸引可沿斜面滚上去,滚到上端的面滚上去,滚到上端的E处,从小洞处,从小洞B落下,经曲面落下,经曲面BFC返回,复又被磁石吸引,返回,复又被磁石吸引,铁球就可以沿螺旋途径连续运动下去。铁球就可以沿螺旋途径连续运动下去。一一 1(2)永动机的梦想)永动机的梦想学科网第二十一张,PPT共七十四页,创作于2022年6月一一 1(2)永动机的梦
12、想)永动机的梦想 上世纪上世纪20年代德国的一张明信片年代德国的一张明信片,拿爱因斯坦开玩笑拿爱因斯坦开玩笑,想想想想看这个永动机为什么不行?看这个永动机为什么不行?第二十二张,PPT共七十四页,创作于2022年6月一一 1(2)永动机梦想的破灭)永动机梦想的破灭 此外,人们还提出过利用轮子的惯性、此外,人们还提出过利用轮子的惯性、细管子的毛细作用、细管子的毛细作用、电磁力、流水等获得电磁力、流水等获得有效动力的种种永动机设计方案,但都无有效动力的种种永动机设计方案,但都无一例外地失败了一例外地失败了 层出不穷的永动机设计方案,都在科层出不穷的永动机设计方案,都在科学的严格审查和实践的无情检验
13、下一一失学的严格审查和实践的无情检验下一一失败了。败了。1775年,法国科学院宣布年,法国科学院宣布“本科学本科学院以后不再审查有关永动机的一切设计院以后不再审查有关永动机的一切设计”。第二十三张,PPT共七十四页,创作于2022年6月一一 1(2)永动机的启示)永动机的启示 制造永动机的美好梦想虽然破灭制造永动机的美好梦想虽然破灭了,但是,反思这一失败的探索过程,了,但是,反思这一失败的探索过程,它从反面给人类以启迪:永动机不可它从反面给人类以启迪:永动机不可能制成,是不是说明自然界存在着一能制成,是不是说明自然界存在着一条法则,它使我们不可能无中生有地条法则,它使我们不可能无中生有地获得能
14、量?也就是说自然界各种能量获得能量?也就是说自然界各种能量之间存在着一定的转化关系。之间存在着一定的转化关系。第二十四张,PPT共七十四页,创作于2022年6月 迈尔在迈尔在1814年年11月月25日生于德国。他的日生于德国。他的父亲是位药剂师。少年时代的迈尔,经常跟着父亲是位药剂师。少年时代的迈尔,经常跟着父亲去看制作各种药品的试验。父亲去看制作各种药品的试验。1838年,迈尔年,迈尔在蒂宾根大学获得学位。在蒂宾根大学获得学位。25岁的迈尔正式在岁的迈尔正式在汉堡开业行医。汉堡开业行医。2.能量守恒定律的建立过程能量守恒定律的建立过程 迈尔迈尔 1840到到1841年初,迈尔在一艘海轮年初,
15、迈尔在一艘海轮上当了几个月的随船医生。这段旅程成为上当了几个月的随船医生。这段旅程成为了他在物理学上作出成就、从医学的途径了他在物理学上作出成就、从医学的途径得出能量守恒的结论的起点。得出能量守恒的结论的起点。迈尔迈尔(18141878)第二十五张,PPT共七十四页,创作于2022年6月 1840年年2月月22日日,迈迈尔尔跟跟着着船船队队来来到到印印度度尼尼西西亚亚,当当时时很很多多船船员员患患了了肺肺炎炎,在在医医治治中中迈迈尔尔发发现现他他们们的的静静脉脉血血不不像像生生活活在在温温带带国国家家中中的的人人的的静静脉脉血血那那样样颜颜色色暗暗淡淡,而而是是像像动动脉脉血血那那样样新新鲜鲜
16、。这这一一现现象象引引起起了了迈迈尔尔的的深深思思。迈迈尔尔认认为为人人的的血血液液之之所所以以是是红红的的是是因因为为里里面面含含有有氧氧,而而食食物物中中含含有有化化学学能能,被被氧氧化化时时像像机机械械能能一一样样可可以以转转化化为为热热,维维持持人人的的体体温温。在在热热带带高高温温情情况况下下,人人要要维维持持体体温温,机机体体只只需需要要吸吸收收较较少少的的热热量量,所所以以机机体体中中食食物物的的燃燃烧烧过过程程减减弱弱了了,因因此此静静脉脉血血中中留留下下了了较较多多的的氧氧。迈迈尔尔认认为为,热热能能、化化学学能能、机机械械能能都都是是等等价价的的,而而且且是是可可以以相相互
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