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第六節(jié) 能量的轉化與守恒,目標導航,預習導引,目標導航,預習導引,二,一,三,一、能量的多樣性及相互轉化 1.能量的多樣性:自然界中能量的形式多種多樣,例如:機械能、內能、電能、電磁能、核能、化學能等. 2.能量的轉化:不同形式的能量可以相互轉化,我們所消耗的能量,大部分是太陽能輻射到地球而轉化來的.,,,,,目標導航,二,一,預習導引,三,二、能量轉化與守恒定律 1.內容:能量既不會消滅,也不會創(chuàng)生,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,而在轉化和轉移的過程中其總量保持不變. 2.意義:(1)揭示了自然界各種運動形式不僅具有多樣性,而且具有統(tǒng)一性. (2)宣布“第一類永動機”不可能制成.,,,,,,目標導航,一,預習導引,二,三,三、能量轉化和轉移的方向性 能量轉化和轉移具有方向性,如燒火生熱,化學能通過燃燒轉化為內能,但內能不會自發(fā)地重新轉化為化學能. 預習交流 舉例說明不同形式的能量之間可以相互轉化. 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化.如光能→化學能,機械能→內能,機械能→電能,電能→化學能等.,,一,二,遷移應用,典題例解,知識精要,一、能量和能量的轉化 1.能量和能量存在形式 一個物體能夠對外做功,我們就說這個物體具有能量.能量有各種不同的形式.運動的物體具有動能;被舉高的重物具有重力勢能;發(fā)生彈性形變的物體具有彈性勢能;由大量粒子構成的系統(tǒng)具有內能.另外自然界中還存在如化學能、電能、光能、太陽能、風能、潮汐能、原子能等不同形式的能.,一,二,遷移應用,典題例解,知識精要,2.能量的轉移與轉化 (1)能量可以從一個物體轉移到另一個物體,也可以從一個物體的這一部分轉移到另一部分,而且在轉移過程中總量保持不變,也就是說當某個物體(一個物體的某個部分)的能量減少時,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化,而且在轉化過程中總量保持不變.也就是說當某種形式的能量減少時,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,遷移應用,典題例解,知識精要,3.功是能量轉化的量度 (1)不同形式的能量之間的轉化是通過做功實現(xiàn)的.做功的過程就是各種形式的能量之間轉化的過程.且做了多少功,就有多少能量發(fā)生轉化,因此,功是能量轉化的量度.,一,二,遷移應用,典題例解,知識精要,(2)幾個常見的功能關系,一,二,遷移應用,典題例解,知識精要,【例1】 (多選)某物體由靜止開始從固定在地面上的一個粗糙斜面上的A點加速下滑到B點,在此過程中,下列說法中正確的是( ) A.重力做功等于重力勢能的減少量與物體克服摩擦力做功之和 B.重力做功等于動能的增加量與摩擦力做功之和 C.在此過程中,物體機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)的內能增加量等于系統(tǒng)的機械能減少量 解析:由功能關系可知,重力做功等于重力勢能的減少量,合力的功等于動能的增加量,摩擦力的功等于機械能的變化量,A、B項錯誤,C項正確;由能量轉化可知,機械能的減少量等于系統(tǒng)增加的內能,D項正確. 答案:CD,一,二,遷移應用,典題例解,知識精要,一,二,遷移應用,典題例解,知識精要,如圖所示,質量為m的小鐵塊A以水平速度v0從左側沖上質量為M、長為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間的動摩擦因數(shù)為μ,此時木板對地位移為s,求這一過程中: (1)木板增加的動能; (2)小鐵塊減少的動能; (3)系統(tǒng)機械能的減少量.,一,二,遷移應用,典題例解,知識精要,解析:(1)對B根據(jù)動能定理得 從上式可知ΔEkB=μmgs. (2)滑動摩擦力對小鐵塊A做負功, 根據(jù)功能關系可知ΔEkA=-μmg(s+l) 即小鐵塊減少的動能為,(3)系統(tǒng)機械能的減少量為系統(tǒng)克服摩擦力做的總功, 即ΔE減=μmgl. 答案:(1)μmgs (2)μmg(s+l) (3)μmgl,一,二,遷移應用,典題例解,知識精要,一,二,遷移應用,典題例解,知識精要,1.如圖是安裝在列車車廂之間的摩擦緩沖器結構圖.圖中①和②為楔塊,③和④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.緩沖器的機械能守恒 B.摩擦力做功消耗機械能 C.墊板的動能全部轉化為內能 D.彈簧的彈性勢能全部轉化為動能 答案:B 解析:在彈簧壓縮過程中,由于摩擦力做功消耗機械能,因此機械能不守恒,選項A錯B對;墊板的動能轉化為彈性勢能和內能,選項C、D均錯誤.,一,二,遷移應用,典題例解,知識精要,2.如圖所示,質量為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,滑至最低點時速度為v,則物體沿軌道下滑的過程中,產生的內能是多少?若摩擦力大小不變,則摩擦力多大?,一,二,遷移應用,典題例解,知識精要,遷移應用,典題例解,一,二,知識精要,二、能量守恒定律 1.表達式 (1)E初=E終 (2)ΔE增=ΔE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ΔE減和增加的能量ΔE增. (3)列恒等式ΔE減=ΔE增.,一,二,遷移應用,典題例解,知識精要,【例3】 某地平均風速為5 m/s,已知空氣密度是1.2 kg/m3,有一風車,它的風葉轉動時可形成半徑為12 m 的圓面.如果這個風車能將圓面內10%的氣流動能轉變?yōu)殡娔?則該風車的發(fā)電機在1 s的時間內產生多少電能? 解析:在t時間內作用于風車的氣流質量m=πr2vρt,,答案:3.4103 J,一,二,遷移應用,典題例解,知識精要,一,二,遷移應用,典題例解,知識精要,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.下列相關說法正確的是( ) A.流星同空氣摩擦時部分機械能轉化為內能 B.引力對流星做正功則其動能增加,機械能守恒 C.當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,流星做曲線運動 D.流星進入大氣層后做斜拋運動 答案:AC 解析:流星同空氣摩擦時部分機械能轉化為內能,A正確;引力對流星做正功,除了重力之外還有其他力做功,機械能不守恒,B錯誤;當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,流星做曲線運動,C正確,D錯誤.,一,二,遷移應用,典題例解,知識精要,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,軌道的一個端點B和圓心O的連線與水平方向間的夾角θ=37,另一端點C為軌道的最低點.C點右側的水平路面上緊挨C點放置一木板,木板質量M=1 kg,上表面與C點等高.質量m=1 kg的物塊(可視為質點)從空中A點以v0=1.2 m/s 的速度水平拋出,恰好從軌道的B端沿切線方向進入軌道.已知物塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ1=0.2,木板與路面間的動摩擦因數(shù)μ2=0.05,g取10 m/s2.(sin 37=0.6,cos 37=0.8)試求:,(1)物塊經過B端時速度的大小; (2)物塊經過軌道上的C點時對軌道的壓力大小; (3)若木板足夠長,請問從開始平拋至最終木板、物塊都靜止,整個過程產生的熱量是多少?,一,二,遷移應用,典題例解,知識精要,答案:(1)2 m/s (2)46 N (3)18 J,解析:(1)vB= =2 m/s;,