人教版高中物理必修2第七章 機(jī)械能守恒定律10. 能量守恒定律與能源 課件(4).ppt

第七章 機(jī)械能及其守恒定律 7 10能量守恒定律與能源 重力勢(shì)能 彈性勢(shì)能 動(dòng)能 知識(shí)回顧 能量 一 能量的概念一個(gè)物體能夠?qū)ν庾龉?我們就說(shuō)這個(gè)物體具有能量 二 能量的多樣性對(duì)應(yīng)于不同的運(yùn)動(dòng)形式 能的形式也是多種多的 說(shuō)一說(shuō) 你知道的能量形式 機(jī)械能 內(nèi)能 電能 太陽(yáng)能 化學(xué)能 生物能 原子能等 討論與思考 能量之間有聯(lián)系嗎 太陽(yáng)能的利用 太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能 內(nèi)燃機(jī)車(chē) 內(nèi)能轉(zhuǎn)化機(jī)械能 水電站 水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能 水果電池 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 不同形式的能之間可以在一定條件的情況下相互轉(zhuǎn)化 能量守恒定律 1 能量守恒定律2 導(dǎo)致能量守恒定律最后確立的兩類(lèi)重要事實(shí)是什么 導(dǎo)致能量守恒定律最后確立的兩類(lèi)重要事實(shí)是確立了永動(dòng)機(jī)的不可能性和發(fā)現(xiàn)了各種自然現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系與轉(zhuǎn)化 內(nèi)容 能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生 也不會(huì)憑空消失 它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式 或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體 而在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過(guò)程中 能量的總量保持不變 定律的表達(dá)式E初 E終 E增 E減 的內(nèi)容 1 導(dǎo)致能量守恒定律最后確立的兩類(lèi)重要事實(shí)是什么 17 18世紀(jì)許多機(jī)械專(zhuān)家就已經(jīng)論證了永動(dòng)機(jī)是不可能的法國(guó)科學(xué)院在1775年就正式?jīng)Q定 不再研究和試驗(yàn)任何永動(dòng)機(jī) 歷史上有很多人不相信能量守恒定律的人 挖空心思想發(fā)明一種不消耗能量 卻能不斷對(duì)外做功的機(jī)器 永動(dòng)機(jī) 你認(rèn)為它一旦轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)就能永遠(yuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)嗎 永動(dòng)不可能制成的原因 根據(jù)能量守恒定律 任何一部機(jī)器 只能使能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式 而不能無(wú)中生有地制造能量 因此第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)是不可能制成的 2 能量守恒定律是一個(gè)人發(fā)現(xiàn)的嗎 對(duì)能量守恒定律貢獻(xiàn)比較大的科學(xué)家有 德國(guó)物理學(xué)家和醫(yī)生邁爾 英國(guó)物理學(xué)家焦耳 德國(guó)物理和生理學(xué)家亥姆霍茲等人 練習(xí) 下列對(duì)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的認(rèn)識(shí)正確的是 A 某種形式的能減少 一定存在其他形式的能增加B 某個(gè)物體的能量減少 必然有其他物體的能量增加C 不需要任何外界的動(dòng)力而持續(xù)對(duì)外做功的機(jī)器 永動(dòng)機(jī)是不可能制成的D 石子從空中落下 最后靜止在地面上 說(shuō)明機(jī)械能消失了 ABC 注意 能量守恒定律是指能量的總量不變 但更重要的是指轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中的守恒 在不同形式的能量間發(fā)生轉(zhuǎn)化 在不同的物體間發(fā)生轉(zhuǎn)移 既然能量是守恒的 不可能消滅 為什么我們還要節(jié)約能源 能量耗散 燃料燃燒時(shí)一旦把自己的熱量釋放出去 它就不會(huì)再次自動(dòng)聚集起來(lái)供人類(lèi)重新利用 電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 它又通過(guò)燈泡轉(zhuǎn)化成內(nèi)能和光能 熱和光被其他物質(zhì)吸收后變?yōu)橹車(chē)h(huán)境的內(nèi)能 我們無(wú)法把這些內(nèi)能收集起來(lái)重新利用 這種現(xiàn)象叫做能量的耗散 能量耗散與能量守恒是否矛盾 該怎樣理解 能量耗散 能量耗散和能量守恒并不矛盾 能量耗散表明 在能源利用的過(guò)程中 即在能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程中 能量在數(shù)量上并沒(méi)有減少 但是可利用的品質(zhì)上降低了 從便于利用變?yōu)椴槐阌诶昧?這是節(jié)約能源的根本原因 這說(shuō)明能量的耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中宏觀過(guò)程的方向性 能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性 內(nèi)能總是自發(fā)地從高溫物體向低溫物體轉(zhuǎn)移而不會(huì)自發(fā)的由低溫物體向高溫物體轉(zhuǎn)移 能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性 機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能而內(nèi)能不可全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其他變化熱機(jī)的效率不可能1000 0 第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可能存在 例如 一輛行駛的小轎車(chē) 燃料燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能有370 0通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)散熱系統(tǒng)排除 370 0直接由排氣管排出 有260 0變?yōu)榘l(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能 能量的耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中宏觀過(guò)程的方向性 正是因?yàn)槟芰哭D(zhuǎn)化的方向性 能量的利用受這種方向性的制約 所以能量的利用是有條件的 也是有代價(jià)的 通過(guò)以上分析我們知道了 閱讀教材 1 了解人類(lèi)應(yīng)用能源的歷程 能源對(duì)人類(lèi)社會(huì)發(fā)展所起的作用 人類(lèi)在利用能源的同時(shí)也對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染 人類(lèi)利用能源大致經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)期 即柴薪時(shí)期 煤炭時(shí)期 石油時(shí)期 一次能源 是指直接取自自然界沒(méi)有經(jīng)過(guò)加工轉(zhuǎn)換的各種能量和資源二次能源 由一次能源經(jīng)過(guò)加工轉(zhuǎn)換以后得到的能源產(chǎn)品 一 能量守恒定律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)移到另外一個(gè)物體 而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中 能量的總和保持不變 2 建立過(guò)程 二 能源和能量耗散1 內(nèi)容 能量轉(zhuǎn)化具有方向性 2 節(jié)約能源的重要意義 小結(jié) 通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)我們知道了 1 WG E重 3 W合 E動(dòng) 2 W彈 E彈 4 其它力做的功 重力 彈簧 彈力以外的力 與機(jī)械能的變化之間的關(guān)系 力學(xué)領(lǐng)域中功能關(guān)系的主要形式有 功能關(guān)系 功能原理 除了重力和彈力外 其他力對(duì)物體系所做的功等于物體系機(jī)械能的變化 注意 功是能量轉(zhuǎn)化的量度 做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程 功是過(guò)程量 能是狀態(tài)量 當(dāng)W外 0時(shí) E 0 機(jī)械能增加 當(dāng)W外 0時(shí) E 0 機(jī)械能減少 學(xué)以致用 在下列能源中 屬于一次可再生能源的是 A 太陽(yáng)能B 石油C 風(fēng)能D 天然氣在下列能源中 屬于二次能源的是 A 水能B 電能C 焦炭D 核能在下列能源中 屬于未來(lái)的理想清潔能源的是 A 氫能B 核能C 太陽(yáng)能D 風(fēng)能 AC BC ABCD 學(xué)以致用 下列說(shuō)法中正確的是 不同形式能量的轉(zhuǎn)化是通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn)的做功的過(guò)程總是伴隨著能量的轉(zhuǎn)化 或轉(zhuǎn)移 某種形式的能量增加10J 一定有其他形式的能量減少10J某個(gè)物體的能量減少10J 一定有其他物體的能量增加10J ABCD 學(xué)以致用 在一間隔熱很好的密閉房間中 把正在工作的電冰箱門(mén)打開(kāi) 室內(nèi)空氣溫度將 A 升高 B 不變 C 降低D 不可能升高 A 學(xué)以致用 近年來(lái) 在公交車(chē)和出租車(chē)中推行用天然氣代替汽油作燃料的改革 取得了顯著的進(jìn)展 走上街頭你會(huì)發(fā)現(xiàn)不少公交車(chē)和出租車(chē)上印有 CNG 的標(biāo)記 代表它們是以天然氣作為燃料的汽車(chē)則推廣這一改革的主要目的是 A 延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命B 促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)和西部發(fā)展C 減少大氣污染D 節(jié)約能源 C 學(xué)以致用 一個(gè)物體沿粗糙斜面勻速滑下 則下列說(shuō)法正確的是 A 物體機(jī)械能不變 內(nèi)能也不變B 物體機(jī)械能減小 內(nèi)能不變C 物體機(jī)械能減小 內(nèi)能增大 機(jī)械能與內(nèi)能總量減小D 物體機(jī)械能減小 內(nèi)能增大 機(jī)械能與內(nèi)能總量不變 D 學(xué)以致用 一質(zhì)量均勻 不可伸長(zhǎng)的繩索 重為G A B兩端固定在天花板上 如圖所示 現(xiàn)在最低點(diǎn)C處施加一豎直向下的力 將最低點(diǎn)緩慢拉至D點(diǎn) 在此過(guò)程中 繩的重心位置 A 逐漸升高B 逐漸降低C 先降低后升高D 始終不變 A 解析外力對(duì)繩索做功 繩索的機(jī)械能增加 由于繩索的動(dòng)能不變 增加的必是重力勢(shì)能 重力勢(shì)能增加是重心升高的結(jié)果 正確選項(xiàng)為A 點(diǎn)悟 本題繩索重心的具體位置很難確定 且往往會(huì)錯(cuò)誤地認(rèn)為 外力將繩索向下拉 繩索的重心會(huì)逐漸降低 這里 我們應(yīng)用功能原理 對(duì)問(wèn)題作出了正確的判斷 功和能是緊密聯(lián)系的 功和能的關(guān)系在力學(xué)領(lǐng)域主要有哪幾種表現(xiàn)形式 在力學(xué)領(lǐng)域中功能關(guān)系的主要形式有 1 重力做功等于重力勢(shì)能變化量的