物理人教版必修二 第七章 第十節(jié)《能量守恒定律與能源》課件
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,歡迎進(jìn)入物理課堂,第十節(jié)能量守恒定律與能源,學(xué)習(xí)目標(biāo):1.了解各種不同形式的能,知道能量守恒定律確定的兩類(lèi)重要事實(shí).2.能夠敘述能量守恒定律的內(nèi)容,會(huì)用能量守恒的觀點(diǎn)分析、解釋一些實(shí)際問(wèn)題.3.了解能量耗散,知道能源短缺和環(huán)境惡化問(wèn)題,增強(qiáng)節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)意識(shí).重點(diǎn)難點(diǎn):對(duì)能量守恒定律的理解及應(yīng)用.,一、能量守恒定律[自主探究]不同的運(yùn)動(dòng)形式間的聯(lián)系1.不同的運(yùn)動(dòng)形式間相互轉(zhuǎn)化電流的化學(xué)效應(yīng)揭示了電與化學(xué)之間的聯(lián)系;電流的磁效應(yīng)和電磁感應(yīng)揭示了電與磁之間的聯(lián)系;電流的熱效應(yīng)和溫差電現(xiàn)象揭示了熱和電之間的聯(lián)系;,摩擦生熱揭示了力和熱之間的聯(lián)系;……2.轉(zhuǎn)化中遵守的規(guī)律大量事實(shí)和實(shí)驗(yàn)確認(rèn):(1)永動(dòng)機(jī)是________制成的;(2)不同形式能量之間在相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程中,能量的總量______.,不可能,不變,成功發(fā)現(xiàn)能量既不會(huì)憑空______,也不會(huì)憑空______,它只能從一種形式______為另一種形式,或者從一個(gè)物體______到別的物體,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中,能量的______保持不變.,產(chǎn)生,消失,轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)移,總量,二、能源和能量耗散1.能量耗散燃料燃燒時(shí)把自己的熱量釋放出去,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______能和______能,熱和光被其他物體吸收之后變成周?chē)h(huán)境的______能,我們無(wú)法把這些散失的能量收集起來(lái)重新利用.,內(nèi),光,內(nèi),2.能源危機(jī)的含義在能源的利用過(guò)程中,即在能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程中,能量在數(shù)量上____________,但在可利用的品質(zhì)上______了,從便于利用的變成___________的了.3.能量轉(zhuǎn)化的方向性與節(jié)約能源的必要性__________反映了能量轉(zhuǎn)化的宏觀過(guò)程具有方向性,所以能源的利用是有條件的,也是有代價(jià)的,所以自然界的能量雖然______,但還是很有必要節(jié)約能源.,并未減少,降低,不便于利用,能量耗散,守恒,1.功是能量轉(zhuǎn)化的量度不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化是通過(guò)做功實(shí)現(xiàn)的.做功的過(guò)程就是各種形式的能量之間轉(zhuǎn)化(或轉(zhuǎn)移)的過(guò)程.且做了多少功,就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化(或轉(zhuǎn)移),因此,功是能量轉(zhuǎn)化的量度.,2.不同形式的能量變化與不同的功對(duì)應(yīng),【思路點(diǎn)撥】首先根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況判定其受力情況,再判斷各力做功情況,然后根據(jù)功與能的關(guān)系判定能量變化情況.,【精講精析】在下落到地面的過(guò)程中,重力做功為WG=mgh,由重力做功與重力勢(shì)能關(guān)系知,重力勢(shì)能的減少量為:ΔEp=WG=mgh,故A錯(cuò),故D正確;物體受力如圖7-10-1.由牛頓第二定律得圖7-10-1,【答案】BD【規(guī)律總結(jié)】熟練掌握不同性質(zhì)的力做功與不同形式的能變化的關(guān)系.,變式訓(xùn)練1.一個(gè)盛水袋,某人從側(cè)面緩慢推裝液體的袋壁使它變形至如圖7-10-2所示位置,則此過(guò)程中袋和液體的重心將()圖7-10-2,A.逐漸升高B.逐漸降低C.先降低再升高D.始終不變解析:選A.人對(duì)液體做正功,液體的機(jī)械能增加,液體緩慢移動(dòng)可以認(rèn)為動(dòng)能不變,重力勢(shì)能增加,重心升高,A正確.,1.表達(dá)式:ΔE1減=ΔE2增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)確定了永動(dòng)機(jī)的不可能性.,3.應(yīng)用步驟(1)分清哪些形式的能(如機(jī)械能、熱能、電能等)在變化.(2)分別列出減少的能量ΔE減和增加的能量ΔE增的表達(dá)式.(3)依據(jù)能量守恒列式求解.,特別提醒:(1)能量守恒定律是個(gè)普遍規(guī)律,它不受條件約束,是自然科學(xué)的基本規(guī)律之一.(2)應(yīng)用能量守恒定律解題時(shí),一定要分清系統(tǒng)中有哪些形式的能,什么能發(fā)生了轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移.,下列說(shuō)法正確的是()A.隨著科技的發(fā)展,永動(dòng)機(jī)是可以制成的B.太陽(yáng)照射到地球上的光能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能量,但照射到宇宙空間的能量都消失了C.“既要馬兒跑,又讓馬兒不吃草”違背了能量守恒定律,因而是不可能的D.有種“全自動(dòng)”手表,不用上發(fā)條,也不用任何形式的電源,卻能一直走動(dòng),說(shuō)明能量可以憑空產(chǎn)生,【思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)應(yīng)把握以下兩點(diǎn):(1)能量守恒定律經(jīng)受住了事實(shí)的檢驗(yàn).(2)一切違背能量守恒定律的事情都是不能發(fā)生的.,【精講精析】永動(dòng)機(jī)違背了能量守恒定律,是不可能制成的,A錯(cuò);太陽(yáng)輻射大量的能量,地球只吸收了極少的一部分,就形成了風(fēng)、云、雨、雪,使萬(wàn)物生長(zhǎng),但輻射到星際空間的能量也沒(méi)有消失,一定是轉(zhuǎn)化成了別的能量,B錯(cuò);馬和其他動(dòng)物,包括人,要運(yùn)動(dòng),必須消耗能量,動(dòng)物的能量來(lái)源是食物中儲(chǔ)存的生物質(zhì)能,C對(duì);所謂“全自動(dòng)”手表,內(nèi)部還是有能量轉(zhuǎn),化裝置的,一般是一個(gè)擺錘,當(dāng)人戴著手表活動(dòng)時(shí),使擺錘不停擺動(dòng),給游絲彈簧補(bǔ)充能量,才會(huì)維持手表的運(yùn)行.如果把這種手表放在桌面上靜置兩天,它一定會(huì)停擺的,D錯(cuò).【答案】C【規(guī)律總結(jié)】能量守恒定律是自然現(xiàn)象中普遍成立的規(guī)律,沒(méi)有特例,違背能量守恒定律的現(xiàn)象是不存在的.,變式訓(xùn)練2.(2012廈門(mén)高一檢測(cè))自由擺動(dòng)的秋千幅度越來(lái)越小,直至最后停止擺動(dòng),對(duì)于該過(guò)程,下列說(shuō)法正確的是()A.機(jī)械能守恒B.能量正在消失C.減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D.只有動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化,解析:選C.在秋千擺動(dòng)過(guò)程中,空氣阻力做功,機(jī)械能減少,轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,但能量不會(huì)消失,C正確.,(2012大同一中高一月考)如圖7-10-3所示,質(zhì)量為m的小鐵塊A以水平速度v0沖上質(zhì)量為M、長(zhǎng)為l置于光滑水平面C上的木板B,正好不從木板上掉下,已知A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,此時(shí)木板對(duì)地位移為x,求這一過(guò)程中:圖7-10-3,(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;(4)系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量.【思路點(diǎn)撥】在此過(guò)程中摩擦力做功的情況是:A和B所受摩擦力分別為F1、F2,且F1=F2=μmg,A在F1的作用下做勻減速運(yùn)動(dòng),B在F2的作用下做勻加速運(yùn)動(dòng);當(dāng)A滑動(dòng)到B的右端時(shí),A、B達(dá)到相同的速度v,正好不掉下.,【答案】見(jiàn)精講精析,【方法總結(jié)】通過(guò)本題可以看出摩擦力做功可從以下兩個(gè)方面理解:(1)一對(duì)靜摩擦力,如果一個(gè)力做正功,另一個(gè)力一定做負(fù)功,并且量值相等,即一對(duì)靜摩擦力對(duì)系統(tǒng)做的總功為零,不產(chǎn)生熱量.(2)相互作用的一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功的代數(shù)和一定為負(fù)值,即一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功的結(jié)果總是使系統(tǒng)的機(jī)械能減少,減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能:Q=F滑s相,其中s相是兩個(gè)接觸面相對(duì)滑動(dòng)的距離(或相對(duì)路程).,變式訓(xùn)練3.一顆子彈以某一水平速度擊中了靜止在光滑水平面上的木塊,并從中穿出.對(duì)于這一過(guò)程,下列說(shuō)法正確的是(),A.子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的機(jī)械能B.子彈和木塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能的損失量等于系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量C.子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的動(dòng)能與木塊增加的內(nèi)能之和D.子彈減少的動(dòng)能等于木塊增加的動(dòng)能與子彈和木塊增加的內(nèi)能之和,解析:選BD.由能量守恒定律可知對(duì)子彈來(lái)講,減少的機(jī)械能一是用于木塊增加動(dòng)能,二是用于增加木塊和子彈的內(nèi)能,D對(duì).對(duì)子彈和木塊來(lái)講減少的機(jī)械能只用來(lái)增加它們的內(nèi)能,B對(duì),A、C錯(cuò).,應(yīng)用功能關(guān)系解決多過(guò)程問(wèn)題[經(jīng)典案例](10分)如圖7-10-4所示,斜面足夠長(zhǎng),其傾角為α,質(zhì)量為m的滑塊,距擋板P為x0,以初速度v0沿斜面上滑,滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,滑塊所受摩擦力小于滑塊沿斜面方向的重力分力,若滑塊每次與擋板相碰均無(wú)機(jī)械能損失,求滑塊在斜面上經(jīng)過(guò)的總路程為多少?,圖7-10-4,【解題樣板】滑塊在滑動(dòng)過(guò)程中,要克服摩擦力做功,其機(jī)械能不斷減少;又因?yàn)榛瑝K所受摩擦力小于滑塊沿斜面方向的重力分力,所以最終會(huì)停在斜面底端.(2分)在整個(gè)過(guò)程中,除重力做功外,只有摩擦力做負(fù)功,設(shè)滑塊通過(guò)的路程為s,則克服摩擦力做功為WFf=μmgscosα(2分),【方法總結(jié)】在涉及滑動(dòng)摩擦力的往復(fù)運(yùn)動(dòng)中,要注意摩擦力做功與轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的關(guān)系:ΔE內(nèi)=Ffs相對(duì).,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,- 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