高中物理 4.6 能量的轉(zhuǎn)化與守恒課件 粵教版必修2.ppt

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第六節(jié) 能量的轉(zhuǎn)化與守恒,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,二,一,三,一、能量的多樣性及相互轉(zhuǎn)化 1.能量的多樣性:自然界中能量的形式多種多樣,例如:機(jī)械能、內(nèi)能、電能、電磁能、核能、化學(xué)能等. 2.能量的轉(zhuǎn)化:不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化,我們所消耗的能量,大部分是太陽能輻射到地球而轉(zhuǎn)化來的.,目標(biāo)導(dǎo)航,二,一,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,三,二、能量轉(zhuǎn)化與守恒定律 1.內(nèi)容:能量既不會(huì)消滅,也不會(huì)創(chuàng)生,它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中其總量保持不變. 2.意義:(1)揭示了自然界各種運(yùn)動(dòng)形式不僅具有多樣性,而且具有統(tǒng)一性. (2)宣布“第一類永動(dòng)機(jī)”不可能制成.,目標(biāo)導(dǎo)航,一,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,二,三,三、能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性 能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性,如燒火生熱,化學(xué)能通過燃燒轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,但內(nèi)能不會(huì)自發(fā)地重新轉(zhuǎn)化為化學(xué)能. 預(yù)習(xí)交流 舉例說明不同形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化. 答案:雖然能量的存在形式多種多樣,但在一定的條件下,不同形式的能量間可以相互轉(zhuǎn)化.如光能化學(xué)能,機(jī)械能內(nèi)能,機(jī)械能電能,電能化學(xué)能等.,一,二,遷移應(yīng)用,典題例解,知識(shí)精要,一、能量和能量的轉(zhuǎn)化 1.能量和能量存在形式 一個(gè)物體能夠?qū)ν庾龉?我們就說這個(gè)物體具有能量.能量有各種不同的形式.運(yùn)動(dòng)的物體具有動(dòng)能;被舉高的重物具有重力勢(shì)能;發(fā)生彈性形變的物體具有彈性勢(shì)能;由大量粒子構(gòu)成的系統(tǒng)具有內(nèi)能.另外自然界中還存在如化學(xué)能、電能、光能、太陽能、風(fēng)能、潮汐能、原子能等不同形式的能.,一,二,遷移應(yīng)用,典題例解,知識(shí)精要,2.能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化 (1)能量可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,也可以從一個(gè)物體的這一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,而且在轉(zhuǎn)移過程中總量保持不變,也就是說當(dāng)某個(gè)物體(一個(gè)物體的某個(gè)部分)的能量減少時(shí),一定存在其他物體(該物體的其他部分)的能量增加,且減少量一定等于增加量. (2)各種不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化,而且在轉(zhuǎn)化過程中總量保持不變.也就是說當(dāng)某種形式的能量減少時(shí),一定存在其他形式的能量增加,且減少量一定等于增加量.,一,二,遷移應(yīng)用,典題例解,知識(shí)精要,3.功是能量轉(zhuǎn)化的量度 (1)不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化是通過做功實(shí)現(xiàn)的.做功的過程就是各種形式的能量之間轉(zhuǎn)化的過程.且做了多少功,就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化,因此,功是能量轉(zhuǎn)化的量度.,一,二,遷移應(yīng)用,典題例解,知識(shí)精要,(2)幾個(gè)常見的功能關(guān)系,一,二,遷移應(yīng)用,典題例解,知識(shí)精要,【例1】 (多選)某物體由靜止開始從固定在地面上的一個(gè)粗糙斜面上的A點(diǎn)加速下滑到B點(diǎn),在此過程中,下列說法中正確的是( ) A.重力做功等于重力勢(shì)能的減少量與物體克服摩擦力做功之和 B.重力做功等于動(dòng)能的增加量與摩擦力做功之和 C.在此過程中,物體機(jī)械能減少量與物體克服摩擦力做功相等 D.在此過程中,斜面與物體組成的系統(tǒng)的內(nèi)能增加量等于系統(tǒng)的機(jī)械能減少量 解析:由功能關(guān)系可知,重力做功等于重力勢(shì)能的減少量,合力的功等于動(dòng)能的增加量,摩擦力的功等于機(jī)械能的變化量,A、B項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確;由能量轉(zhuǎn)化可知,機(jī)械能的減少量等于系統(tǒng)增加的內(nèi)能,D項(xiàng)正確. 答案:CD,一,二,遷移應(yīng)用,典題例解,知識(shí)精要,一,二,遷移應(yīng)用,典題例解,知識(shí)精要,如圖所示,質(zhì)量為m的小鐵塊A以水平速度v0從左側(cè)沖上質(zhì)量為M、長(zhǎng)為l、置于光滑水平面C上的木板B,剛好不從木板上掉下,已知A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,此時(shí)木板對(duì)地位移為s,求這一過程中: (1)木板增加的動(dòng)能; (2)小鐵塊減少的動(dòng)能; (3)系統(tǒng)機(jī)械能的減少量.,一,二,遷移應(yīng)用,典題例解,知識(shí)精要,解析:(1)對(duì)B根據(jù)動(dòng)能定理得 從上式可知EkB=mgs. (2)滑動(dòng)摩擦力對(duì)小鐵塊A做負(fù)功, 根據(jù)功能關(guān)系可知EkA=-mg(s+l) 即小鐵塊減少的動(dòng)能為,(3)系統(tǒng)機(jī)械能的減少量為系統(tǒng)克服摩擦力做的總功, 即E減=mgl. 答案:(1)mgs (2)mg(s+l) (3)mgl,一,二,遷移應(yīng)用,典題例解,知識(shí)精要,一,二,遷移應(yīng)用,典題例解,知識(shí)精要,1.如圖是安裝在列車車廂之間的摩擦緩沖器結(jié)構(gòu)圖.圖中和為楔塊,和為墊板,楔塊與彈簧盒、墊板間均有摩擦.在車廂相互撞擊使彈簧壓縮的過程中( ) A.緩沖器的機(jī)械能守恒 B.摩擦力做功消耗機(jī)械能 C.墊板的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D.彈簧的彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 答案:B 解析:在彈簧壓縮過程中,由于摩擦力做功消耗機(jī)械能,因此機(jī)械能不守恒,選項(xiàng)A錯(cuò)B對(duì);墊板的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能和內(nèi)能,選項(xiàng)C、D均錯(cuò)誤.,一,二,遷移應(yīng)用,典題例解,知識(shí)精要,2.如圖所示,質(zhì)量為m的物體,從半徑為R的豎直半圓形軌道的邊緣由靜止開始下滑,滑至最低點(diǎn)時(shí)速度為v,則物體沿軌道下滑的過程中,產(chǎn)生的內(nèi)能是多少?若摩擦力大小不變,則摩擦力多大?,一,二,遷移應(yīng)用,典題例解,知識(shí)精要,遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,知識(shí)精要,二、能量守恒定律 1.表達(dá)式 (1)E初=E終 (2)E增=E減 2.含義 (1)某種形式的能減少,一定存在其他形式的能增加,且減少量一定和增加量相等. (2)某個(gè)物體的能量減少,一定存在其他物體的能量增加,且減少量和增加量一定相等. 3.用能量守恒定律解題的步驟 (1)首先分清有多少種形式的能在變化. (2)分別列出減少的能量E減和增加的能量E增. (3)列恒等式E減=E增.,一,二,遷移應(yīng)用,典題例解,知識(shí)精要,【例3】 某地平均風(fēng)速為5 m/s,已知空氣密度是1.2 kg/m3,有一風(fēng)車,它的風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可形成半徑為12 m 的圓面.如果這個(gè)風(fēng)車能將圓面內(nèi)10%的氣流動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?則該風(fēng)車的發(fā)電機(jī)在1 s的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生多少電能? 解析:在t時(shí)間內(nèi)作用于風(fēng)車的氣流質(zhì)量m=r2vt,答案:3.4103 J,一,二,遷移應(yīng)用,典題例解,知識(shí)精要,一,二,遷移應(yīng)用,典題例解,知識(shí)精要,1.(多選)流星在夜空中發(fā)出明亮的火焰,流星是外太空物體被地球強(qiáng)大引力吸引墜落到地面的過程中同空氣發(fā)生劇烈摩擦造成的.下列相關(guān)說法正確的是( ) A.流星同空氣摩擦?xí)r部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 B.引力對(duì)流星做正功則其動(dòng)能增加,機(jī)械能守恒 C.當(dāng)流星的速度方向與空氣阻力和重力的合力不在同一直線上時(shí),流星做曲線運(yùn)動(dòng) D.流星進(jìn)入大氣層后做斜拋運(yùn)動(dòng) 答案:AC 解析:流星同空氣摩擦?xí)r部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,A正確;引力對(duì)流星做正功,除了重力之外還有其他力做功,機(jī)械能不守恒,B錯(cuò)誤;當(dāng)流星的速度方向與空氣阻力和重力的合力不在同一直線上時(shí),流星做曲線運(yùn)動(dòng),C正確,D錯(cuò)誤.,一,二,遷移應(yīng)用,典題例解,知識(shí)精要,2.如圖所示,半徑R=1.0 m 的光滑圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi),軌道的一個(gè)端點(diǎn)B和圓心O的連線與水平方向間的夾角=37,另一端點(diǎn)C為軌道的最低點(diǎn).C點(diǎn)右側(cè)的水平路面上緊挨C點(diǎn)放置一木板,木板質(zhì)量M=1 kg,上表面與C點(diǎn)等高.質(zhì)量m=1 kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從空中A點(diǎn)以v0=1.2 m/s 的速度水平拋出,恰好從軌道的B端沿切線方向進(jìn)入軌道.已知物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)1=0.2,木板與路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)2=0.05,g取10 m/s2.(sin 37=0.6,cos 37=0.8)試求:,(1)物塊經(jīng)過B端時(shí)速度的大小; (2)物塊經(jīng)過軌道上的C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小; (3)若木板足夠長(zhǎng),請(qǐng)問從開始平拋至最終木板、物塊都靜止,整個(gè)過程產(chǎn)生的熱量是多少?,一,二,遷移應(yīng)用,典題例解,知識(shí)精要,答案:(1)2 m/s (2)46 N (3)18 J,解析:(1)vB= =2 m/s;,