7.10 能量守恒定律與能源 課件(人教版必修2)
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10 能量守恒定律與能源,1.了解各種不同形式的能,知道各種形式的能量之間是可以轉(zhuǎn)化的. 2.理解能量守恒定律的內(nèi)容,會(huì)用能量守恒的觀點(diǎn)分析,解釋一些實(shí)際問題. 3.了解能量耗散,增強(qiáng)節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)的意識(shí).,1.定律內(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_____________為另一種形式,或者從一個(gè)物體______________,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中,___________保持不變. 2.建立定律的兩個(gè)重要事實(shí) (1)確認(rèn)了_______的不可能性. (2)各種自然現(xiàn)象之間能量的相互聯(lián)系與轉(zhuǎn)化.,能量守恒定律,一種形式轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)移到別的物體,能量的總量,永動(dòng)機(jī),1.下列說法正確的是 ( ). 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”違背了能量轉(zhuǎn)化和守恒定律,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),說明能量是可以憑空產(chǎn)生的,解析 永動(dòng)機(jī)是指不消耗或少消耗能量而可以大量對(duì)外做功的裝置,歷史上曾出現(xiàn)過各式各樣的所謂永動(dòng)機(jī)的發(fā)明,結(jié)果都以失敗告終,原因就是違背了能量轉(zhuǎn)化和守恒定律.人類只能發(fā)現(xiàn)規(guī)律、利用規(guī)律,但絕不可以創(chuàng)造規(guī)律、改變規(guī)律、違背規(guī)律行事,即使以后科技再發(fā)達(dá),也要受自然規(guī)律的制約,所以永動(dòng)機(jī)是永遠(yuǎn)不可能制成的,A錯(cuò).太陽輻射大量的能量,地球只吸收了極小的一部分,就形成了風(fēng)、云、雨、雪,使萬物生長(zhǎng),但輻射到宇宙空間的能量也沒有消失,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,運(yùn)動(dòng)的能量來源是食物中儲(chǔ)存的化學(xué)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),擺錘不停擺動(dòng),給游絲彈簧補(bǔ)充能量,維持手表的走動(dòng),如果把這種表放在桌面上靜置多天,它一定會(huì)停擺的,D錯(cuò).故選C. 答案 C,1.能源:能源是人類社會(huì)活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ).人類對(duì)能源的利用大致經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)期,即__________、_________.石油時(shí)期. 2.能量耗散:燃料燃燒時(shí)一旦把自己的熱量釋放出去,就不會(huì)再次自動(dòng)聚集起來供人類重新利用.如電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,電能又通過燈泡轉(zhuǎn)化成____________,熱和光被其他物質(zhì)吸收之后變成周圍環(huán)境的______,我們無法把這些內(nèi)能收集起來重新利用.這種現(xiàn)象叫做能量的______.,能源和能量耗散,柴薪時(shí)期,煤炭時(shí)期,內(nèi)能和光能,內(nèi)能,耗散,3.能量轉(zhuǎn)化的方向性:能量的耗散從_________的角度反映出自然界中宏觀過程的方向性. 4.能源危機(jī)的含義:在能源的利用過程中,即在能量的轉(zhuǎn)化過程中,能量在數(shù)量上并未減少,但在可利用的品質(zhì)上_____了,從便于利用的變成_________的了.,能量轉(zhuǎn)化,降低,不便利用,2.下列關(guān)于能源開發(fā)和利用的說法中正確的是 ( ). A.能源利用的過程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的過程 B.要合理開發(fā)和節(jié)約使用核能、太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能等常?guī)能源 C.能源利用的過程是一種形式的能向其他形式的能轉(zhuǎn)化的過程 D.無論是節(jié)約能源還是開發(fā)能源,我國都需要外國支援,解析 能源的利用過程實(shí)際上是一種形式的能向其他形式的能轉(zhuǎn)化的過程,并不一定是單一的向機(jī)械能轉(zhuǎn)化的過程,所以C正確,A不正確;B中的核能、太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能等屬于新能源,而不是常?guī)能源,故B錯(cuò)誤;節(jié)約能源也好,開發(fā)能源也好,我國主要依靠自己,故D錯(cuò). 答案 C,1.表達(dá)式 E初=E末或ΔE減=ΔE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.,能量守恒定律的理解及應(yīng)用,【典例1】 (2012·安徽高考)如圖7-10-1所示,在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓弧軌道,半徑OA水平、OB豎直,一個(gè)質(zhì)量為m的小球自A的正上方P點(diǎn)由靜止開始自由下落,小球沿軌道到達(dá)最高點(diǎn)B時(shí)恰好對(duì)軌道沒有壓力.已知AP=2R,重力加速度為g,則小球從P到B的運(yùn)動(dòng)過程中 ( ). A.重力做功2mgR B.機(jī)械能減少mgR C.合外力做功mgR,圖7-10-1,答案 D,利用能量守恒定律解題的基本步驟 1.分清有哪幾種形式的能(如機(jī)械能、內(nèi)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.列等式ΔE減=ΔE增求解.,【跟蹤1】 如圖7-10-2所示,滑塊從A點(diǎn)由靜止開始沿曲面下滑,過O點(diǎn)后滑至右邊曲面B點(diǎn)時(shí)的速度恰好等于0,O點(diǎn)附近光滑,滑塊經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)不發(fā)生碰撞.若滑塊從B點(diǎn)以某一速度v沿原路徑往回滑,到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的速度也恰好為0.求A、B兩點(diǎn)間的高度差.(假設(shè)滑塊從A點(diǎn)到B點(diǎn)與從B點(diǎn)到A點(diǎn)因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能相同),圖7-10-2,解析,功和能的區(qū)別與聯(lián)系,功和能的關(guān)系,【典例2】 一小滑塊放在如圖7-10-3所示的凹形斜面上,用力F沿斜面向下拉小滑塊,小滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)了一段距離.若已知在該過程中,拉力F所做功的大小為A,斜面對(duì)小滑塊的作用力所做功的大小為B,重力做功的大小為C,空氣阻力做功的大小為D.當(dāng)用這些量表達(dá)時(shí),小滑塊動(dòng)能的改變?yōu)槎嗌??小滑塊重力勢(shì)能的改變?yōu)槎嗌??小滑塊機(jī)械能的改變?yōu)槎嗌伲?圖7-10-3,解析 答案 A-B+C-D -C A-B-D,常見的幾種功能關(guān)系,【跟蹤2】 物體沿粗糙斜面下滑,下列說法中正確的是 ( ). A.機(jī)械能減少,內(nèi)能不變 B.機(jī)械能減少,總能量不守恒 C.機(jī)械能減少,內(nèi)能減少 D.機(jī)械能減少,內(nèi)能增加 解析 物體沿粗糙斜面下滑,克服滑動(dòng)摩擦力做功,機(jī)械能減少,內(nèi)能增加,總能量守恒.故選D. 答案 D,疑難突破6 用功能關(guān)系或能量守恒定律解題 方法指導(dǎo) 1.搞清力對(duì)“誰”做功. 對(duì)“誰”做功就對(duì)應(yīng)“誰”的位移,引起“誰”的能量變化.如子彈物塊模型中,摩擦力對(duì)子彈做的功必須用子彈的位移去求解,這個(gè)功引起子彈動(dòng)能的變化.,2.搞清什么力的功對(duì)應(yīng)什么形式的能.,典例剖析,7-10-4,(1)傳送帶對(duì)小物體做了多少功? (2)小物體由A點(diǎn)傳送到B點(diǎn)的過程中,傳送帶對(duì)小物體摩擦力的最大功率Pm是多大? (3)為傳送小物體,電動(dòng)機(jī)額外需做多少功?(g取10 m/s2),解析 (1)小物體剛放到傳送帶上時(shí),其受力情況如圖所示,小物體沿傳送帶做勻加速直線運(yùn)動(dòng).由牛頓第二定律得: Ff1-mg sin 30°=ma1,① 且Ff1=μmg cos 30°,②,(2)小物體加速階段,摩擦力的最大功率P1=Ff1·v=μmg cos 30°·v=75 W,勻速階段,摩擦力為靜摩擦力,功率不變,為P2=Ff2·v=mg sin 30°·v=50 W, 所以摩擦力的最大功率為Pm=75 W.,答案 見解析,【審題技巧】 小物體的運(yùn)動(dòng)過程:勻加速→和傳送帶速度相同時(shí)勻速.根據(jù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析受力情況,從而求解各力的功和功率.,【我來沖關(guān)】 某海灣共占面積1.0×107 m2,漲潮時(shí)平均水深20 m,此時(shí)關(guān)上水壩閘門,可使水位保持20 m不變,退潮時(shí),壩外水位降至18 m(如圖7-10-5).利用此水壩建立一座水力發(fā)電站,重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為10%,每天有兩次漲潮,該電站每天能發(fā)出多少電能?(g=10 m/s2,不計(jì)發(fā)電機(jī)的能量損失),圖7-10-5,答案 4×1010 J,【狀元微博】 (1)某種形式的能減少,一定存在另一種形式的能增加,且減少量和增加量相等. (2)某個(gè)物體的能量減少,一定存在另一個(gè)物體的能量增加,且減少量和增加量相等. 這是我們應(yīng)用能量守恒定律列方程式的兩條基本思路.,一、對(duì)能量守恒定律的理解 1.從光滑斜面上滾下的物體,最后停止在粗糙的水平面上,說明 ( ). A.在斜面上滾動(dòng)時(shí),只有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化 B.在斜面上滾動(dòng)時(shí),有部分勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 C.在水平面上滾動(dòng)時(shí),總能量正在消失 D.在水平面上滾動(dòng)時(shí),機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,總能量守恒,解析 在斜面上滾動(dòng)時(shí),只有重力做功,只發(fā)生動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化;在水平面上滾動(dòng)時(shí),有摩擦力做功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,總能量是守恒的. 答案 AD,2.一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)于這一過程,下列說法正確的是 ( ). 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 子彈射穿木塊的過程中,由于相互間摩擦力的作用使得子彈的動(dòng)能減少,木塊獲得動(dòng)能,同時(shí)兩者產(chǎn)生熱量,且系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量在數(shù)值上等于系統(tǒng)機(jī)械能的損失,A選項(xiàng)漏考慮系統(tǒng)增加的內(nèi)能,C選項(xiàng)應(yīng)考慮的是系統(tǒng)(子彈、木塊)內(nèi)能的增加,C錯(cuò). 答案 BD,二、能量耗散 3.下列哪些現(xiàn)象屬于能量的耗散 ( ). A.利用水流能發(fā)電產(chǎn)生電能 B.電能在燈泡中變成光能 C.電池的化學(xué)能變成電能 D.火爐把屋子烤暖 解析 能量耗散主要指其他形式的能量最終轉(zhuǎn)化為環(huán)境的內(nèi)能后,不能再被收集起來重新利用. 答案 D,4.關(guān)于“能量耗散”的下列說法中,正確的是 ( ). ①能量在轉(zhuǎn)化過程中,有一部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,我們無法把這些內(nèi)能收集起來重新利用,這種現(xiàn)象叫做能量耗散;②能量在轉(zhuǎn)化過程中變少的現(xiàn)象叫做能量耗散;③能量耗散表明,在能源的利用過程中,即在能量的轉(zhuǎn)化過程中,能量的數(shù)量并未減少,但在可利用的品質(zhì)上降低了,從便于利用的變成不便于利用的了,而自然界的能量守恒;④能量耗散表明,各種能量在不轉(zhuǎn)化時(shí)是守恒的,但在轉(zhuǎn)化時(shí)是不守恒的. A.①③ B.①④ C.②③ D.②④,解析 自然界中各種能量的總和是一定的,各種能量的轉(zhuǎn) 化是守恒的,只不過有些能量在轉(zhuǎn)化后,不能再回收利用了,故正確答案為A. 答案 A,三、能量守恒定律及功能關(guān)系的應(yīng)用 5.質(zhì)量為4 kg的物體被人由靜止開始向上提升0.25 m后速度達(dá)到1 m/s,(g取10 m/s2)則下列判斷正確的是 ( ). A.人對(duì)物體傳遞的功是12 J B.合外力對(duì)物體做功2 J C.物體克服重力做功10 J D.人對(duì)物體做的功等于物體增加的動(dòng)能,答案 BC,常見幾種功能關(guān)系 (1)重力(或彈簧彈力)做的功等于重力勢(shì)能(或彈性勢(shì)能)的減少量,即WG=-ΔEp. (2)除重力、彈簧彈力外,其他力做的功等于機(jī)械能的增加量即W其他=ΔE. (3)滑動(dòng)摩擦力做的總功的絕對(duì)值等于產(chǎn)生的內(nèi)能,即ΔQ=-Wf. (4)合外力做的功等于物體動(dòng)能的增加量,即W合=-ΔEk.,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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