高中物理優(yōu)化指導(dǎo)-課件：7-10《能量守恒定律與能源》（人教版必修2）

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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 1 了解各種不同形式的能 知道能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性 2 能夠敘述能量守恒定律的內(nèi)容 會用能量守恒的觀點分析 解釋一些實際問題 3 了解能量耗散與能源危機 一 能量守恒定律1 定律內(nèi)容能量既不會消滅 也不會創(chuàng)生 它只會從 為其他形式 或者從一個物體 而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中 保持不變 2 機械能守恒定律與能量守恒定律的關(guān)系機械能守恒定律是普遍的的特種背景下一種特殊表現(xiàn)形式 一種形式轉(zhuǎn)化 轉(zhuǎn)移到另一物體 能量的總量 能量守恒定律 二 能源 能量耗散和能源危機1 常規(guī)能源 新能源 能 能 能 2 能量耗散 燃料燃燒時把自己的熱量釋放出去 電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 它又通過燈泡轉(zhuǎn)化成和 熱和光被其他物體吸收之后變成周圍環(huán)境的 我們無法把這些散失的能量收集起來重新利用 煤 石油 天然氣 風(fēng) 核 太陽 光能 熱能 內(nèi)能 3 能源危機的含義在能源的利用過程中 即使在能量的轉(zhuǎn)化過程中 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 4 能量轉(zhuǎn)化的方向性與節(jié)約能源的必要性能量耗散反映了能量轉(zhuǎn)化的方向性 所以能源的利用是有條件的 也是有代價的 所以自然界的能量雖然守恒 但還是要節(jié)約能源 并未減少 降低 不便于利用 既然能量守恒 為什么還提倡節(jié)約能源 提示 能量耗散是不可避免的 提倡節(jié)約能源指的是節(jié)約可利用能源 一 功能關(guān)系1 功是能量轉(zhuǎn)化的量度不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化是通過做功實現(xiàn)的 做功的過程就是各種形式的能量之間轉(zhuǎn)化 或轉(zhuǎn)移 的過程 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 舉例 舉重運動員把重物舉起來 對重物做了功 這一過程中 運動員通過做功消耗了體內(nèi)的化學(xué)能 轉(zhuǎn)化為重物的重力勢能 并且 運動員做了多少功 就有多少化學(xué)能轉(zhuǎn)化為重力勢能 2 不同形式的能量變化與不同的功對應(yīng)我們關(guān)心的大多是能量的變化量 而不是能量的具體數(shù)值 能量的轉(zhuǎn)化必須通過做功才能實現(xiàn) 某種力做功往往與某一具體的能量變化相聯(lián)系 即所謂功能關(guān)系常見的力做功與能量轉(zhuǎn)化的對應(yīng)關(guān)系如下 1 重力做功 重力勢能和其他形式能相互轉(zhuǎn)化 2 彈力做功 彈性勢能和其他形式能相互轉(zhuǎn)化 3 合外力做功 動能與其他形式能相互轉(zhuǎn)化 4 除重力 系統(tǒng)內(nèi)彈力外 其他力做的功 機械能與其他形式能相互轉(zhuǎn)化 3 應(yīng)用功能關(guān)系需注意的問題 1 明確具體力的功與能量轉(zhuǎn)化的對應(yīng)關(guān)系 2 功與能量轉(zhuǎn)化的等值代換 當(dāng)便于求功時 可用功代換能量轉(zhuǎn)化 不便于求功而便于求能量轉(zhuǎn)化時 可用求能量轉(zhuǎn)化來求功 二 能量守恒定律1 內(nèi)容 能量既不會消滅 也不會創(chuàng)生 它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式 或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體 而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中 能量的總量保持不變 2 表達(dá)式 E初 E終 E增 E減 3 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 4 利用能量守恒定律解題的基本思路 1 分清有多少種形式的能在發(fā)生變化 2 分別列出減少的能量 E減和增加的能量 E增的表達(dá)式 3 依據(jù)能量守恒列式求解 特別提醒 1 能量守恒定律是自然界中最普遍 最重要的規(guī)律之一 也是學(xué)習(xí)物理學(xué)的一條主線 2 靈活運用能量守恒的前提是明確能量的來源和去向 準(zhǔn)確表達(dá)各種形式能的變化量 3 機械能守恒定律是能量守恒定律的特例 質(zhì)量為4kg的物體被人由靜止開始向上提升0 25m后速度達(dá)1m s 則下列判斷正確的是A 人對物體傳遞的功是12JB 合外力對物體做功2JC 物體克服重力做功10JD 人對物體做的功等于物體增加的動能 答案 BC 題后總結(jié) 能的轉(zhuǎn)化必通過做功來實現(xiàn) 某種性質(zhì)的力做的功是與某種形式的能量變化相對應(yīng)的 比如 W合 Ek WG Ep 答案 BCD 某地平均風(fēng)速為5m s 已知空氣密度是1 2kg m3 有一風(fēng)車 它的風(fēng)葉轉(zhuǎn)動時可形成半徑為12m的圓面 如果這個風(fēng)車能將圓面內(nèi)10 的氣流動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?則該風(fēng)車帶動的發(fā)電機功率是多大 答案 3 4kW 針對訓(xùn)練 2 水從20m高處落下 如果水的重力勢能的20 用來使水的溫度升高 則水落下后的溫度將升高多少 g取10m s2 答案 9 5 10 3 電動機帶動水平傳送帶以速度v勻速傳動 一質(zhì)量為m的小木塊由靜止輕放在傳送帶上 若小木塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為 如圖所示 傳送帶足夠長 當(dāng)小木塊與傳送帶相對靜止時 求 1 小木塊的位移 2 傳送帶轉(zhuǎn)過的路程 3 小木塊獲得的動能 4 摩擦過程中產(chǎn)生的內(nèi)能 題后總結(jié) 1 注意本題結(jié)論Q熱 Ff s相對 2 s相對的求法 若兩物體同向運動s相對 s2 s1 s2 s1分別指物體2與物體1對地位移 若兩物體運動方向相反 s相對 s1 s2 答案 D 誤區(qū) 對參與轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的能量認(rèn)識不清導(dǎo)致錯誤 典型例題 如圖所示 人用平行于粗糙斜面的力將物體拉至斜面頂端 使物體獲得動能 關(guān)于人體的消耗化學(xué)能 下面說法正確的是 A 人體消耗的化學(xué)能等于物體動能B 人體消耗的化學(xué)能等于物體增加的重力勢能C 人體消耗的化學(xué)能等于物體增加的機械能D 人體消耗的化學(xué)能大于物體增加的機械能 嘗試解答 物體上升過程中 動能和重力勢能增加 同時由于摩擦產(chǎn)熱 所以人消耗的化學(xué)能等于物體機械能的增量與系統(tǒng)內(nèi)能之和 所以選D 正確答案 D 誤區(qū)警示 本題易漏掉摩擦產(chǎn)熱過程而誤選C 應(yīng)用能量守恒解題 一定要搞清有多少形式的能參與轉(zhuǎn)化 不能漏掉某種形式的能 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