幻灯片 1

(1)

10 ．能量守恒定律与能源

(2)

1 ．能量守恒定律：

转化转移

不变

(1) 定律内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式 ________ 为另一种形式，或者从一个物体

________ 到另一个物体，在转化或转移的过程中，能的总量

________.

(2) 建立定律的两个重要事实：

永动机

联系转化

① 确认了 __________ 的不可能性 .

② 各种自然现象中能量的相互 ________ 与 ________ ．

(3)

2 ．能源和能量耗散：

自动聚集起来电能

(1) 能量耗散：燃料燃烧时把自己的热量释放出去，就不会

再次 _____________ 供人类重新利用；电池中的化学能转化为

______ ，它又通过灯泡转化成 ______ 和 ______ ，热和光被其他物体吸收之后变成周围环境的 ______ ，我们无法把这些散失的

能量收集起来重新利用 .

内能光能内能

(2) 能源危机的含义：在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上虽然没有 ______ ，但在可利用的品质上 _____ 了，从便于利用变成 ___________ 的了 .

减少

降低不便于利用

(4)

(3) 能量转化的方向性与节约能源的必要性：能量的耗散反映了能量转化的宏观过程具有 ____________ ，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的，尽管自然界的能量 ________ ，但还是很有必要节约能源 .

方向性

守恒

3 ．自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是

( )

A ．机械能守恒 D

B ．能量正在消失

C ．只有动能和重力势能相互转化

D ．减少的机械能转化为内能，但总能量守恒

(5)

知识点 1 能量守恒定律

图 7 － 10 － 1 是牛顿所发明的仪器，叫牛顿摆，我们用它来演示如下内容：

(1) 把最右边的小球拉高释放，撞向其余静止的五个小球，

将会观察到落下的小球碰撞后立即静止，最左边的 ____ 个小球弹起，弹起小球的高度 ________ 释放小球时的高度．

一等于

(6)

(2) 改变拉起的小球个数，发现弹起的小球个数 ______ 拉起释放的小球个数，小球弹起的高度 ________ 释放小球时的高度．

如果忽略空气阻力与摩擦力，上述现象可以一直持续下去．从能量转化的角度看，是 ________ 与 ________ 发生相互转化．

图 7 － 10 － 1

等于等于

动能重力势能

(7)

1 ．能量守恒定律的理解：

(1) 某种形式的能量减少，一定存在另一种形式能量的增加，且减少量和增加量相等．

(2) 某个物体的能量减少，一定存在别的物体的能量增加，

且减少量和增加量相等．

2 ．能量守恒定律的意义：

(1) 能量守恒定律是普遍适用的，对宏观世界、微观世界、

高速运动和低速运动都成立．

(2) 能量守恒定律反映了自然现象的普遍联系，揭示了自然科学是相互联系、相互统一的．

(8)

(3) 能量守恒定律的建立，揭示了自然界各种运动形式不仅具有多样性，而且具有统一性，宣布“第一类永动机”是不可

能制成的．

3 ．应用能量转化与守恒定律的方法：

(1) 明确研究对象，分析受力情况，分清有多少种形式的能；

(2) 确定初、末状态，分析做功情况；

(3) 明确能的形式及转化方向，分别列出减少的能量 Δ

E

_减和增加的能量 Δ

E

_增_；

(4) 列出方程 Δ

E

_减_＝ Δ

E

_增_{，代入数据计算．}

(9)

【例 1 】 ( 双选 ) 一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块，并从中穿出．对于这一过程，下列说法正确

的是 ( )

A ．子弹减少的机械能等于木块增加的机械能

B ．子弹和木块组成的系统损失的机械能等于系统产生的热量

C ．子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和

D ．子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块共同增加的内能

(10)

解析：子弹射穿木块的过程中，由于摩擦力的作用使得子弹的动能减少，木块获得动能，同时产生热量，且系统产生的热量在数值上等于系统机械能的损失量， A 选项漏了考虑系统

内能的增加， C 选项应考虑系统 ( 子弹、木块 ) 内能的增加，故选 B 、 D.

答案： BD

(11)

【触类旁通】

1 ．下列说法正确的是 ( C )

A ．随着科技的发展，永动机是可以制成的 B ．太阳照射到宇宙空间的能量都消失了

C ．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”不可能实现

D ．有种“全自动”手表，不用上发条，也不用电源，却能一直走动，说明能量能凭空产生

(12)

知识点 2 功能关系的理解与运用

重力势能动能

(1) 如图 7 － 10 － 2 所示，撑竿跳包括三个阶段：助跑、撑竿起跳、越横竿．运动员的助跑阶段，身体中的化学能转化为

人和竿的 ______ ；起跳阶段，运动员的 ______ 和身体中的化学

能转化为人的 ________ 、 _____ 和竿的 __________ ，使人体上升至横竿以上；越过横竿后，运动员的 ________ 转化为 ______ ．

动能动能

重力势能动能弹性势能

图 7 － 10 － 2

(13)

(2) 自然界中有许多不同形式的能量，如机械能、内能、光能、化学能、原子能等，各种形式的能量之间是可以相互转化的，各种能量的相互转化是通过 ________ 来实现的，并且能量转化的多少通过 ______________ 来量度，物体对外做多少功，

它就等量地转化多少能量，即

W

_＝ Δ

E

. 能量在转化和转移的过程中其总量 ________ ．

做功做功的多少

守恒

(14)

1 ．功是能量转化的量度：

不同形式的能量之间的转化是通过做功来实现的．做功的过程就是各种形式的能量之间转化的过程，做了多少功，就有多少能量发生了转化，因此功是能量转化的量度．

2 ．功对能量的改变：物体做功时，必然伴随着能量的转化，

而且功与能量转化的量值是相等的．

(1) 合外力对物体做功，使其他形式的能与动能之间相互转化，表达式为

W

_＝ Δ

E

_k.

(15)

(2) 重力或弹力做功，使动能和势能相互转化，表达式为

W

＝ Δ

E

_p _减_＝ Δ

E

_k _增^．

(3) 除重力和弹力以外的力做功，使其他形式的能与机械能之间相互转化，表达式为

W

_外_＝ Δ

E

.

(4) 一对滑动摩擦力做功使机械能向内能转化，表达式为

＝ Δ

E

_内增_＝ Δ

E

_机减^． fs _相对

(16)

【例 2 】如图 7 － 10 － 3 所示，质量为

m

的物体，从半径为

R

的竖直半圆形轨道的边缘，由静止开始下滑，滑至最低点时

速度为

v

，则物体沿轨道下滑的过程中，产生的热能是多少？

若摩擦力大小不变，则摩擦力是多大？

图 7 － 10 － 3

(17)

(18)

【触类旁通】

2 ． ( 双选 ) 在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项．质量为

m

的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为

F

，那么在他减速下降高度

h

的过程中，下列说法正确的是 ( ) A ．他的动能减少了

Fh

B ．他的重力势能减少了

mgh

C ．他的机械能减少了 (

F

_－

mg

)

h

D ．他的机械能减少了

Fh

(19)

解析：动能的减少量对应合外力做的功，为 (

F

_－

mg

)

h

_， A 错；重力势能的减少量对应过程中重力做的功，为

mgh

_， B 对；

机械能的减少量对应重力以外其他力做的功，即阻力做的功，

大小为

Fh

_， C 错， D 对．

答案： BD