2018-2019學(xué)年高考物理 主題二 機(jī)械能及其守恒定律 2.6 能量的轉(zhuǎn)化與守恒課件 粵教版.ppt

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1、2.6 能量的轉(zhuǎn)化與守恒,一、能量轉(zhuǎn)化及守恒定律 [觀圖助學(xué)],如圖所示，“神舟十號”飛船返回艙進(jìn)入地球大氣層以后，由于它的高速下落，而與空氣發(fā)生劇烈摩擦，返回艙的表面溫度達(dá)到1 000攝氏度。,(1)該過程動能和勢能怎么變化？機(jī)械能守恒嗎？ (2)該過程中什么能向什么能轉(zhuǎn)化？機(jī)械能和內(nèi)能的總量變化嗎？,1.各種形式的能量 自然界存在著不同形式的能量。如：__________、內(nèi)能、_______、__________、核能、__________等 2.能量之間的轉(zhuǎn)化 各種形式的能量是可以相互轉(zhuǎn)化的。例如：在摩擦生熱的現(xiàn)象中，克服摩擦力做多少功，就有多少機(jī)械能轉(zhuǎn)化成等量的內(nèi)能；通過電流的導(dǎo)線變

2、熱，電能轉(zhuǎn)化成_______；燃料燃燒生熱，__________轉(zhuǎn)化成內(nèi)能；灼熱的燈絲發(fā)光，內(nèi)能轉(zhuǎn)化成_______。,機(jī)械能,電能,電磁能,化學(xué)能,內(nèi)能,化學(xué)能,光能,3.能量轉(zhuǎn)化與守恒定律 (1)內(nèi)容：能量既不會憑空_______，也不會憑空消失，它只能從一種形式_______為另一種形式，或者從一個物體_______到另一個物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其_______不變。 (2)意義 ①揭示了自然界各種運(yùn)動形式不僅具有_______性、而且具有_______性。 ②宣布________________不可能制成。,產(chǎn)生,轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)移,總量,多樣,統(tǒng)一,“第一類永動機(jī)”,[理解概念],判斷下

3、列說法是否正確。 (1)機(jī)械能守恒定律是能量守恒定律的一種特殊形式。( ) (2)在利用能源的過程中，能量在數(shù)量上并未減少。( ) (3)隨著科技的發(fā)展，永動機(jī)是可以制成的。( ) (4)太陽照射到地球上的光能轉(zhuǎn)化成其他能量，但照射到宇宙空間的能量都消失了。( ),√,√,,,二、能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性 [觀圖助學(xué)],如圖是在草地上減速運(yùn)動的足球，此過程是動能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能而耗散在周圍空氣中，那么反過來周圍空氣中內(nèi)能能自發(fā)轉(zhuǎn)化成足球動能讓足球加速運(yùn)動起來嗎？,,在整個自然界中，所有宏觀自發(fā)過程都具有單向性，都有一定的_______性，都是一種不可逆過程。 (1)熱傳導(dǎo)的方向性。 兩個溫度不同的物體

4、相互接觸時，熱量會自發(fā)地從高溫物體傳給_______物體，結(jié)果使高溫物體的溫度降低，低溫物體的溫度升高。 (2)機(jī)械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性。 機(jī)械能是可以_______轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的，但在任何情況下都不可能把從高溫?zé)嵩次盏臒崃咳哭D(zhuǎn)變?yōu)橛杏玫臋C(jī)械功，而且工作物質(zhì)本身又回到原來的狀態(tài)，即內(nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而不引起其他變化。,方向,低溫,全部,[理解概念],判斷下列說法是否正確。 (1)能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有方向性與能量守恒相矛盾。( ) (2)內(nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其他變化。( ) (3)熱量可以從低溫物體傳到高溫物體。( ),,√,√,能量守恒定律的理解和應(yīng)用,[觀察探究]

5、,(1)在驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中，計算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，重物減少的重力勢能的值總大于增加的動能的值，即機(jī)械能的總量在減少。機(jī)械能減少的原因是什么？減少的機(jī)械能是消失了嗎？,,圖1,(2)請說明下列現(xiàn)象中能量是如何轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的？ ①植物進(jìn)行光合作用。 ②放在火爐旁的冰融化變熱。 ③電流通過燈泡，燈泡發(fā)光。,答案 (1)機(jī)械能減少的原因是由于要克服摩擦阻力和空氣阻力做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能。不是。 (2)①光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 ②內(nèi)能由火爐轉(zhuǎn)移到冰 ③電能轉(zhuǎn)化為光能,[探究歸納] 1.能量守恒定律的理解 某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加，且減少量和增加量一定相等。 某個物體的能量減少，一定存在其

6、他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等。 2.能量守恒定律的表達(dá)式 (1)從不同狀態(tài)看，E初＝E末。 (2)從能的轉(zhuǎn)化角度看，ΔE增＝ΔE減。 (3)從能的轉(zhuǎn)移角度看，ΔEA增＝ΔEB減。 3.能量守恒定律應(yīng)用的關(guān)鍵步驟 (1)明確研究對象和研究過程。 (2)找全參與轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的能量，明確哪些能量增加，哪些能量減少。 (3)列出增加量和減少量之間的守恒式。,[試題案例] [例1] (多選)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.在斜面上滾動時，只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化 B.在斜面上滾動時，有部分勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 C.在水平面上滾動時，總能量正在消失 D.在水平面上滾

7、動時，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，總能量守恒 解析 在斜面上滾動時，只有重力做功，只發(fā)生動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化；在水平面上滾動時，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,[針對訓(xùn)練1] (2018江門高一檢測)如圖2所示，皮帶的速度是3 m/s，兩圓心的距離s＝4.5 m，現(xiàn)將m＝1 kg的小物體輕放在左輪正上方的皮帶上，物體與皮帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.15，電動機(jī)帶動皮帶將物體從左輪運(yùn)送到右輪正上方時(g取10 m/s2)，求：,圖2 (1)小物體獲得的動能Ek； (2)這一過程摩擦產(chǎn)生的熱量Q； (3)這一過程電動機(jī)多消耗的電能E。,,答案 (1)4.5 J (2)4.5 J (

8、3)9 J,功能關(guān)系的理解與應(yīng)用,[探究歸納] 1.功能關(guān)系概述 (1)不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化是通過做功實現(xiàn)的，做功的過程就是能量之間轉(zhuǎn)化的過程。 (2)功是能量轉(zhuǎn)化的量度。做了多少功，就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化。 2.功與能的關(guān)系 由于功是能量轉(zhuǎn)化的量度，某種力做功往往與某一種具體形式的能量轉(zhuǎn)化相聯(lián)系，具體功能關(guān)系如下：,[試題案例],圖3,,答案 CD,,要認(rèn)清每種形式能的變化與相應(yīng)力做功相關(guān)：重力勢能的變化只與重力做功有關(guān)；彈性勢能的變化與彈簧類彈力做功有關(guān)；動能的變化與合力做功有關(guān)；機(jī)械能的改變量與除重力(及系統(tǒng)內(nèi)彈力)之外的力做功有關(guān)。,[針對訓(xùn)練2] (2018珠海高一檢測)如圖4所示

9、，在光滑的水平面上，有一質(zhì)量為M的長木塊以一定的初速度向右勻速運(yùn)動，將質(zhì)量為m的小鐵塊無初速度地輕放到長木塊右端，小鐵塊與長木塊間的動摩擦因數(shù)為μ，當(dāng)小鐵塊在長木塊上相對長木塊滑動L時與長木塊保持相對靜止，此時長木塊對地的位移為l，求這個過程中：,圖4 (1)系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量； (2)小鐵塊增加的動能； (3)長木塊減少的動能； (4)系統(tǒng)機(jī)械能的減少量。,解析 畫出這一過程兩物體位移示意圖，如圖所示。,,(1)m、M間相對滑動的位移為L，根據(jù)能量守恒定律，有Q＝μmgL，即摩擦力對系統(tǒng)做的總功等于系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量。 (2)根據(jù)動能定理得μmg(l－L)＝ΔEk，即小鐵塊動能的增加量等于滑動摩擦力對小鐵塊做的功。 (3)摩擦力對長木塊做負(fù)功，根據(jù)功能關(guān)系得ΔEkM＝－μmgl，即長木塊減少的動能等于長木塊克服摩擦力做的功μmgl。 (4)系統(tǒng)機(jī)械能的減少量等于系統(tǒng)克服摩擦力做的功ΔE＝μmgL。 答案 (1)μmgL (2)μmg(l－L) (3)μmgl (4)μmgL,