高一物理教課件：第六節(jié)《能量的轉化與守恒》（粵教版必修2）

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歡迎進入物理課堂 第六節(jié)能量的轉化與守恒 1 了解自然界中存在多種形式的能量 2 知道能量守恒定律是最基本最普遍的自然規(guī)律 3 通過能量守恒以及能量轉化和轉移的方向性 認識提高效率的重要性 4 通過第一類永動機研制的失敗 體會能量守恒定律建立的重要性 我們生活在一個復雜而多變的世界中 物質 能量 信息是構成世界的基本要素 能量無處不在 能量轉化無時不有 那么 常見的能量有哪些形式呢 能量的轉化是如何實現的 能量轉化遵循什么規(guī)律呢 能量會被永久地利用嗎 一能量的多樣性 對應于不同的運動形式 能的形式也是多種多樣的 例如我們剛學過動能 重力勢能 彈性勢能 常見的能量形式 機械能 內能 電能 太陽能 化學能 生物能 原子能等 太陽能的利用 太陽能轉化為電能 內燃機車 內能轉化為機械能 水電站 水的機械能轉化為電能 水果電池 化學能轉化為電能 二能的轉化 1 不同形式的能之間可以在一定條件下相互轉化 2 做功的過程是能的轉化的過程 仔細觀察下面的圖片 說明它們具有哪種形式的能 涉及哪些形式能量之間的轉化 化學能轉化為機械能 電能轉化為光能 化學能轉化為內能和光能 核能轉化為機械能 我們所消耗的能量 無論是食物還是電 大部分是太陽能輻射到地球后轉化而來的 太陽能與其他形式的能量轉化關系圖 同種形式能從一個物體轉移到另一個物體 不同形式能之間 大量的事實證明 自然界中各種形式的能量都不是孤立的 不同形式的能量會發(fā)生相互轉化 能量也會在不同的物體間相互轉移 三能量守恒定律 1 內容 能量既不會憑空產生 也不會憑空消失 它只會從一種形式轉化為另一種形式 或者從一個物體轉移到另一個物體 在轉化或轉移的過程中其總量保持不變 2 定律的表達式E初 E終 E增 E減 3 說明 1 能量守恒定律是最基本 最普遍 最重要的自然規(guī)律之一 任何形式的能量之間都可以轉化 但轉化過程并不減少它們的總量 2 分析物理過程 求解實際問題時 對減少的某種能量 要追蹤它的去向 對增加的能量 要查尋它的來源 可以按照 總的減少量 總的增加量 列出數學方程 3 能源利用實際就是不同形式能量之間的轉換 把不便于人們利用的能量形式轉變成便于利用的形式 歷史上曾有人設想制造一種不需要消耗任何能源就可以不斷做功的機器 即第一類永動機 這樣的機器能不能制成 為什么 討論與交流 第一類永動機不可能實現的原因是違反了能量守恒定律 第一類 永動機 不可能成功的事實告訴我們 違反能量的轉化和守恒定律的事情是不可能發(fā)生的 那么 遵循能量的轉化和守恒定律的事件是否就一定會發(fā)生呢 事例1 當一根炙熱的的鐵釘投入水中 將有熱量從鐵釘傳遞給水 從而使鐵塊的溫度降低 水的溫度升高 最后達到相同的溫度 鐵釘不可能自發(fā)地從同溫度的水中吸收熱量 使自己變得炙熱 盡管這一過程并不違背能量的轉化和守恒定律 但是 相反的事件并不會自發(fā)的發(fā)生 事例2 當雜技演員沿竹竿下滑時 演員的重力勢能有一部分轉化為手和竹竿的內能 使手和竹竿的溫度升高 那么相反的現象會不會自發(fā)的發(fā)生呢 即手和竹竿自發(fā)地降低溫度 而使人的位置升高 結論能量的轉化和轉移有一定的方向性 這種方向性有著怎樣的實際意義 節(jié)約能源 合理開發(fā)能源 1 下列說法中錯誤的是 A 能的轉化和守恒定律只適用于物體內能的變化B 只要有能的轉化和轉移 就一定遵循能量守恒定律C 能的轉化和守恒定律是人們認識自然和利用自然的有力武器D 任何一種形式的能在轉化為其他形式的能的過程中 消耗多少某種形式的能量 就能得到多少其他形式的能量 而能的總量保持不變 A 2 指出下列現象中能量的轉化或轉移情況 1 人在跑步時 身體發(fā)熱 2 風吹動帆船前進 3 放在火爐旁的冷水變熱 4 電流通過燈泡 燈泡發(fā)光 5 植物進行光合作用 化學能轉化為內能 風的機械能轉移到帆船上 內能由火爐轉移給水 電能轉化為光能 光能轉化為化學能 3 質量為m 2kg的物體下落過程中 經過高度h1 2 3m處速度為v1 1m s 下落至高度h2 2 0m處速度為v2 2m s 求物體由h1下落到h2過程中由于空氣阻力產生的內能 解 設產生的內能為Q 根據能量守恒定律 有 解得 4 NBA籃球賽非常精彩 吸引了眾多觀眾 經常有這樣的場面 在終場前0 1s 運動員把球投出且準確命中 獲得比賽的勝利 如果運動員投籃過程中對籃球做功為W 出手高度 相對地面 為h1 籃筐距地面高度為h2 球的質量為m 空氣阻力不計 則籃球進筐時的動能表達式是 A W mgh1 mgh2B W mgh2 mgh1C mgh1 mgh2 WD mgh2 mgh1 W 解析 由能量守恒 人做的功 W 轉化為球進筐時的動能和勢能 設進筐時球的動能為Ek 則有 W Ek mgh2 mgh1故Ek W mgh1 mgh2 A項正確 答案 A 5 如圖所示 一質量為m的滑塊從高為h的光滑圓弧形槽的頂端A處無初速度地滑下 槽的底端B與水平傳送帶相接 傳送帶的運行速度恒為v0 兩輪軸心間距為l 滑塊滑到傳送帶上后做勻加速運動 滑到傳送帶右端C時 恰好加速到與傳送帶的速度相同 求 1 滑塊到達底端B時的速度大小vB 2 滑塊與傳送帶間的動摩擦因數 3 此過程中 由于克服摩擦力做功而產生的熱量Q 1 滑塊在由A到B的過程中機械能守恒 可得 mgh mvB2 解得 vB 2 滑塊在由B到C的過程中 應用動能定理得 mgl mv02 mvB2解得 3 Q Ff l相對 mgl相對由l相對 和v0 vB gt可得 l相對 故Q 1 能量的形式多種多樣 不同形式的能量之間可以相互轉化2 能量轉化與守恒定律能量既不會憑空產生 也不能憑空消失 它只會從一種形式轉化為其他形式 或者從一個物體轉移到另一個物體 而在轉化和轉移過程中 能量的總量保持不變 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全