第七章第10节.ppt

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1、2023/5/18第七章第10 节一、能量守恒定律阅读教材第81页“能量守恒定律”部分，大概知道能量守恒定律的内容。1.建立能量守恒定律的两个重要事实：(1)确认了永动机的_(A.可能B.不可能)性。(2)发现了各种自然现象之间能量的_与_。B相互联系转化2.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_为另一种形式，或者从一个物体_到别的物体，在_或_的过程中，能量的总量_ _。转化 转移转化转移不变保持3.意义：能量守恒定律的建立，是人类认识自然的一次重大飞跃。它是最_、最_、最_的自然规律之一，而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式。普遍重要 可靠思维拓展“神舟十号”飞船返回

2、舱进入地球大气层以后，由于它的高速下落，而与空气发生剧烈摩擦，返回舱的表面温度达到1 000摄氏度。图1(1)进 入 大 气 层 很 长 一 段 时 间，返 回 舱 加 速 下 落，返 回 舱 表面 温 度 逐 渐 升 高。该 过 程 动 能 和 势 能 怎 么 变 化？机 械 能 守恒吗？(2)返回舱表面温度越高，内能越大。该过程中什么能向什么能转化？机械能和内能的总量变化呢？答案(1)势能减少动能增加机械能不守恒(2)机械能转化为内能不变二、能源和能量耗散阅 读 教 材 第82页“能 源 和 能 量 耗 散”部 分，知 道 能 量 耗 散 的 原因，了解能量转化的方向性。1.能源与人类社会

3、：人类对能源的利用大致经历了三个时期，即柴薪时期、_时期、_时期。自工业革命以来，煤和_成为人类的主要能源。煤炭 石油石油2.能 量 耗 散：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 用。电 池 中 的 化 学 能 转 化 为 电 能，电 能 又 通 过 灯 泡 转 化 成 _和 _，热 和 光 被 其 他 物 质 吸收 之 后 变 成 周 围 环 境 的 _，我 们 无 法 把 这 些 散 失 的 能 量 收集起来重新利用。内能 光能内能3.能 源 危 机 的 含 义：在 能 源 的 利 用 过 程

4、中，即 在 能 量 的 转 化 过程 中，能 量 在 数 量 上 _，但 在 可 利 用 的 品 质 上_，从便于利用的变成_的了。4.能量转化的方向性与节约能源的必要性：_反映了能量转化的宏观过程具有方向性。所以，能源的利用是有条件的，也是有代价的，所以自然界的能量虽然_，但还是很有必要节约能源。虽未减少降低了 不便于利用能量耗散守恒思维拓展图2情 景1：如 图2甲 所 示，煤 炭 和 石 油 是 常 规 能 源。尽 管 我 国 的 常规 能 源 资 源 非 常 丰 富，但 由 于 人 口 众 多，所 以 能 源 的 需 求 量 很大，能源的浪费很严重，将来会面临能源危机。情 景2：如 图2

5、乙、丙 所 示，太 阳 能、风 能、地 热 能、海 洋能 等 是 新 能 源，积 极 开 发 利 用 新 能 源 是 实 现 我 国 经 济 社 会可持续发展的必然选择。(1)能量耗散与能量守恒是否矛盾，为什么？(2)能量是守恒的，为什么还要节约能源？答案(1)能量耗散和能量守恒并不矛盾，能量耗散并不是能量消失了，而是在能源利用的过程中，能量发生了转化，使能量的品质下降。但能量在数量上并没有减少。(2)能量耗散表明，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，但在可利用品质上降低了，从便于利用的能量变成不便于利用的能量了。这是能源危机更深层次的含义，也是“自然界的能量虽然守

6、恒，但还是要节约能源”的根本原因。因此我们要节约能源，同时积极研究和开发利用新能源和可再生能源，如核能、太阳能、风能、海洋能、生物质能等。要点归纳能量守恒定律的理解和应用1.适用范围：能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律，是各种自然现象中普遍适用的一条规律。2.表达式(1)E初 E末，初 状 态 各 种 能 量 的 总 和 等 于 末 状 态 各 种 能量的总和。(2)E增 E减，能量的增加量等于能量的减少量。3.应用步骤(1)明确研究对象及研究过程。(2)明确该过程中，哪些形式的能量在变化。(3)确定参与转化的能量中，哪些能量增加，哪些能量减少。(4)列出增加的能量和减少的能量之间的守恒式(或

7、初、末状态能量相等的守恒式)。精典示例 例1 下列说法正确的是()A.随着科技的发展，永动机是可以制成的B.太 阳 照 射 到 地 球 上 的 光 能 转 化 成 其 他 能 量，但 照 射 到 宇宙空间的能量都消失了C.“既 要 马 儿 跑，又 让 马 儿 不 吃 草”违 背 了 能 量 守 恒 定 律，因而是不可能的D.有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生解 析 永 动 机 是 不 消 耗 或 少 消 耗 能 量，可 以 大 量 对 外 做 功 的装 置，违 背 能 量 守 恒 定 律，A 错 误；能 量 不 可 能 凭 空 消 失，B

8、错误；能量也不可能凭空产生，C 正确，D 错误。答案C 针对训练1 某地平均风速为5 m/s，已知空气密度是1.2 kg/m3，有一风车，它的风叶转动时可形成半径为12 m 的圆面。如果这个风车能将圆面内10%的气流动能转变为电能，则该风车带动的发电机功率是多大？答案3 391.2 W 要点归纳摩擦生热及产生内能的有关计算1.系 统 内 一 对 静 摩 擦 力 即 使 对 物 体 做 功，但 由 于 相 对 位 移 为 零而没有内能产生，只有物体间机械能的转移。2.作用于系统的滑动摩擦力和物体间相对滑动的距离的乘积，在数值上等于滑动过程产生的内能。即Q F滑x相 对，其中F滑必须是滑动摩擦力，

9、x相 对必须是两个接触面的相对滑动距离(或相对位移)。精典示例 例2 电动机带动水平传送带以速度v匀速传动，一质量为m的小木块由静止轻放在传送带上，若小木块与传送带之间的动摩擦因数为，如图3所示。传送带足够长，当小木块与传送带相对静止时，求：图3(1)小木块的位移；(2)传送带转过的路程；(3)小木块获得的动能；(4)摩擦过程中产生的内能；(5)因传送小木块电动机多消耗的电能。针对训练2(多选)如图4所示，质量为M、长度为l 的小车静止在光滑的水平面上。质量为m 的小物块放在小车的最左端。现有一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动，物块和小车之间的摩擦力为f。经过时间t，

10、小车运动的位移为s，物块刚好滑到小车的最右端，下列说法正确的是()图4A.此时物块的动能为(F f)(s l)B.这一过程中，物块对小车所做的功为f(s l)C.这一过程中，物块和小车增加的机械能为FsD.这一过程中，物块和小车产生的内能为f l答案AD 要点归纳功能关系的理解和应用1.功能关系概述(1)不 同 形 式 的 能 量 之 间 的 转 化 是 通 过 做 功 实 现 的，做 功 的过程就是能量之间转化的过程。(2)功是能量转化的量度。做了多少功，就有多少能量发生转化。2.功与能的关系：由于功是能量转化的量度，某种力做功往往与某一种具体形式的能量转化相联系，具体功能关系如下表：功 能

11、量转化 关系式重力做功 重力势能的改变 WG Ep弹力做功 弹性势能的改变 WF Ep合力做功 动能的改变 W合 Ek除重力、系统内弹力以外的其他力做功机械能的改变 W E机两物体间滑动摩擦力对物体系统做功内能的改变 Ffx相 对Q 精典示例 例3 如图5所示，某段滑雪雪道倾角为30，总质量为m(包括雪具在内)的滑雪运动员从距底端高为h 处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为 g。在他从上向下滑到底端的过程中，下列说法正确的是()图5答案D 针对训练3(多选)如图6所示，质量为m 的物体放在升降机的底板上。若升降机从静止开始以a 的加速度竖直向下运动一段位移h。下列说法正确的是()答案 CD

12、1.(能 源 的 开 发 和 利 用)下 列 关 于 能 源 开 发 和 利 用 的 说 法 中，正确的是()A.能源利用的过程是内能转化成机械能的过程B.能量是守恒的，因此不需要节约能源C.能 源 利 用 的 过 程 是 一 种 形 式 的 能 向 另 外 一 种 形 式 的 能 转 化的过程D.无论是节约能源还是开发能源，我国都要外国支援答案C2.(对 能 量 守 恒 定 律 的 理 解)(多 选)下 列 关 于 能 量 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

13、 力 而 持 续 对 外 做 功 的 机 械永 动 机 不可能制成D.石子从空中落下，最后静止在地面上，说明机械能消失了解 析 根 据 能 量 守 恒 定 律 可 知，能 量 既 不 会 消 灭，也 不 会创 生。能 量 只 能 从 一 种 形 式 转 化 为 其 他 形 式，或 者 从 一 个物 体 转 移 到 其 他 物 体，A、B 正 确，D 错 误；永 动 机 违 背 了能量守恒定律，故它不可能制造出来，C 正确。答案ABC3.(摩擦生热及产生内能的有关计算)两块完全相同的木块A、B，其中A 固定在水平桌面上，B 放在光滑水平桌面上。两颗同样的子弹以相同的水平速度射入两木块，穿透后子弹

14、的速度分别为vA、vB，在子弹穿透木块过程中因克服摩擦力产生的热分别为QA、QB，设木块对子弹的摩擦力大小一定，则()A.vAvB，QAQB B.vAvB，QAQBC.vAvB，QAQB D.vAvB，QAQB答案D4.(对功能关系的理解)(多选)如图7所示，楔形木块abc 固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc 与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮。质量分别为M、m(M m)的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行。两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中()图7A.两滑块组成系统的机械能守恒B.重力对M 做的功等于M 动能的增加C.轻绳对m 做的功等于m 机械能的增加D.两滑块组成系统的机械能损失等于M 克服摩擦力做的功解析因为M 克服摩擦力做功，所以系统机械能不守恒，A错误；由功能关系知系统减少的机械能等于M 克服摩擦力做的功，D 正确；对M，除重力外还有摩擦力和轻绳拉力对其做功，由动能定理知B 错误；对m，有拉力和重力对其做功，由功能关系知C 正确。答案CD