能量守恒定律與能源課件

10能量守恒定律與能源10一、能量守恒定律1.建立能量守恒定律的兩個重要事實：(1)確認(rèn)了永動機的__(A.可能B.不可能)性。(2)發(fā)現(xiàn)了各種自然現(xiàn)象之間能量的_________與_____。2.內(nèi)容：能量既不會憑空產(chǎn)生，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_____到別的物體，在_____或_____的過程中，能量的總量_________。B相互聯(lián)系轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移保持不變一、能量守恒定律B相互聯(lián)系轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移保持不變3.意義：能量守恒定律的建立，是人類認(rèn)識自然的一次重大飛躍。它是最_____、最_____、最_____的自然規(guī)律之一，而且是大自然普遍和諧性的一種表現(xiàn)形式。普遍重要可靠3.意義：能量守恒定律的建立，是人類認(rèn)識自然的一次重大飛躍?！鞠胍幌搿恳粋€叫丹尼斯·李(DennisLee)的美國人在《美國今日》《新聞周刊》等全國性報刊上刊登大幅廣告，在全美各地表演，展示其號稱無需任何能源的發(fā)電機。你認(rèn)為這種發(fā)電機能造出來嗎？并說明原因。提示：不能。丹尼斯·李發(fā)明的發(fā)電機不消耗其他能量而源源不斷地產(chǎn)生電能，違背了能量守恒，因此這種發(fā)電機不能制造出來?！鞠胍幌搿恳粋€叫丹尼斯·李(DennisLee)的美國二、能源和能量耗散1.能源與人類社會：人類對能源的利用大致經(jīng)歷了三個時期，即柴薪時期、_____時期、_____時期。自工業(yè)革命以來，煤和_____成為人類的主要能源。2.能量耗散：燃料燃燒時一旦把自己的熱量釋放出去，就不會再次自動聚集起來供人類重新利用。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_____和_____，熱和光被其他物質(zhì)吸收之后變成周圍環(huán)境的_____，我們無法把這些散失的能量收集起來重新利用。煤炭石油石油內(nèi)能光能內(nèi)能二、能源和能量耗散煤炭石油石油內(nèi)能光能內(nèi)能3.能源危機的含義：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_________，但在可利用的品質(zhì)上_______，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：_________反映了能量轉(zhuǎn)化的宏觀過程具有方向性。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_____，但還是很有必要節(jié)約能源。雖未減少降低了不便于利用能量耗散守恒3.能源危機的含義：在能源的利用過程中，即在能量的轉(zhuǎn)化過程中能量守恒定律與能源-課件【判一判】(1)煤自古至今都是人類的主要能源。()(2)能量耗散表明能量正在逐漸消失。()(3)世上總能量雖然不變，但我們?nèi)孕枰泄?jié)能意識。()【判一判】提示：(1)×。煤近期才被人類發(fā)現(xiàn)，遠古的人類所需的主要能源是柴薪。(2)×。能量耗散并非說明能量在消失，而是指可利用的能源正在減少。(3)√。世上總能量雖然不變，但可利用的能源正在逐漸減少，故我們?nèi)孕枰?jié)約能源。提示：(1)×。煤近期才被人類發(fā)現(xiàn)，遠古的人類所需的主要能源一、能量守恒定律的理解和應(yīng)用思考探究：“神舟十號”飛船返回艙進入地球大氣層以后，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到1000攝氏度。一、能量守恒定律的理解和應(yīng)用(1)進入大氣層很長一段時間，返回艙加速下落，返回艙表面溫度逐漸升高。該過程動能和勢能怎么變化？機械能守恒嗎？(2)返回艙表面溫度越高，內(nèi)能越大。該過程中什么能向什么能轉(zhuǎn)化？機械能和內(nèi)能的總量變化嗎？提示：(1)動能增加，勢能減少，由于有摩擦阻力做功，機械能不守恒。(2)該過程中機械能減少，內(nèi)能增加，機械能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化，由于不涉及其他能量的轉(zhuǎn)化，故機械能和內(nèi)能的總量不變。(1)進入大氣層很長一段時間，返回艙加速下落，返回艙表面溫度【歸納總結(jié)】1.適用范圍：能量守恒定律是貫穿物理學(xué)的基本規(guī)律，是各種自然現(xiàn)象中普遍適用的一條規(guī)律。2.表達式：(1)E初=E末，初狀態(tài)各種能量的總和等于末狀態(tài)各種能量的總和。(2)ΔE增=ΔE減，能量的增加量等于能量的減少量?！練w納總結(jié)】3.應(yīng)用步驟：(1)明確研究對象及研究過程。(2)明確該過程中，哪些形式的能量在變化。(3)確定參與轉(zhuǎn)化的能量中，哪些能量增加，哪些能量減少。(4)列出增加的能量和減少的能量之間的守恒式(或初、末狀態(tài)能量相等的守恒式)。3.應(yīng)用步驟：【典例示范】下列說法正確的是()A.隨著科技的發(fā)展，永動機是可以制成的B.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”手表，不用上發(fā)條，也不用任何形式的電源，卻能一直走動，說明能量可以憑空產(chǎn)生【典例示范】下列說法正確的是()【解題探究】(1)能量守恒定律的根本原因：能量既不會憑空_____，也不會憑空_____。(2)這里的永動機是指一種什么樣的“機器”？提示：這里的永動機是指不消耗能量而能永遠對外做功的機器。產(chǎn)生消失【解題探究】產(chǎn)生消失【正確解答】選C。永動機是不消耗或少消耗能量，可以大量對外做功的裝置，違背能量守恒定律，A錯誤。能量不可能憑空消失，B錯誤。能量也不可能憑空產(chǎn)生，C正確，D錯誤?！菊_解答】選C。永動機是不消耗或少消耗能量，可以大量對外做【誤區(qū)警示】利用能量轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移解題的兩點注意(1)能量既可通過做功的方式實現(xiàn)不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化，也可在同一物體的不同部分或不同物體間進行轉(zhuǎn)移。(2)能量在轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移過程中，能量的總量保持不變。利用能量守恒定律解題的關(guān)鍵是正確分析有多少種能量變化，分析時避免出現(xiàn)遺漏。【誤區(qū)警示】利用能量轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移解題的兩點注意【過關(guān)訓(xùn)練】1.(2015·漢中高一檢測)力對物體做功100J，下列說法正確的是()A.物體具有的能量增加100JB.物體具有的能量減少100JC.有100J的能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化D.產(chǎn)生了100J的能量【過關(guān)訓(xùn)練】【解析】選C。力對物體做功100J，就有100J的能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化，但是物體具有的能量不一定增加也不一定減少，比如只有重力做功的情況物體具有的機械能不變，故A、B、D錯誤，C正確?！窘馕觥窟xC。力對物體做功100J，就有100J的能量發(fā)2.(2015·泰州高一檢測)關(guān)于能量和能源，下列說法中正確的是()A.能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中，其總量有可能增加B.能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中，其總量只會不斷減少C.能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中總量保持不變，故節(jié)約能源沒有必要D.能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性，且現(xiàn)有可利用的能源有限，故必須節(jié)約能源2.(2015·泰州高一檢測)關(guān)于能量和能源，下列說法中正確【解析】選D。能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中，總能量不變，A、B錯；自然界中總能量雖然不變，但可利用能源在不斷減少，故節(jié)約能源很有必要，C錯，D對。【解析】選D。能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中，總能量不變，A、B錯；自3.人們有在房前種樹的習(xí)慣，夏天大樹長出茂密的葉子，為人們擋住炎炎烈日，冬天葉子又會全部掉光，使溫暖的陽光照入屋內(nèi)，可以起到冬暖夏涼的作用。炎熱的夏天，我們在經(jīng)過有樹的地方時，也會感到很明顯的涼意，關(guān)于樹木周圍比較涼爽的現(xiàn)象，下列說法中正確的是()A.樹木把大部分太陽光反射出去，使地面溫度降低B.樹木吸收陽光，使自己溫度升高，周圍溫度降低C.樹木吸收陽光，將陽光的能量轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，使環(huán)境溫度變低D.白天大樹將熱量存起來，晚上再將熱量放出來，所以白天在樹林里感覺涼爽而晚上感覺到熱3.人們有在房前種樹的習(xí)慣，夏天大樹長出茂密的葉子，為人們擋【解析】選C。植物發(fā)生光合作用，消耗掉太陽能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，根據(jù)能量守恒，陽光的能量轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，所以樹木下會比較涼爽，故C正確?！窘馕觥窟xC。植物發(fā)生光合作用，消耗掉太陽能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，根【補償訓(xùn)練】一質(zhì)量均勻、不可伸長的繩索，重為G，A、B兩端固定在天花板上，現(xiàn)在最低點C處施加一豎直向下的力，將最低點緩慢拉至D點，在此過程中，繩的重心位置()A.逐漸升高B.逐漸降低C.先降低后升高D.始終不變【補償訓(xùn)練】一質(zhì)量均勻、不可伸長的繩索，重為G，A、B兩端固【解析】選A。外力對繩索做正功，繩索的機械能增加，由于繩索的動能不變，增加的必是重力勢能，重力勢能增加是重心升高的結(jié)果，故A正確。【解析】選A。外力對繩索做正功，繩索的機械能增加，由于繩索的二、功能關(guān)系的理解和應(yīng)用思考探究：高山滑雪，起源于阿爾卑斯山地域，又稱“阿爾卑斯滑雪”或“山地滑雪”。如圖所示，某滑雪愛好者由高處沿雪坡勻速疾馳而下。試問：二、功能關(guān)系的理解和應(yīng)用(1)下滑過程中，重力做什么功？重力勢能怎么變化？(2)下滑過程中，人的動能變化嗎？表明合力做什么功？(3)人的機械能怎么變化？表明除了重力外其他力做什么功？提示：(1)下滑過程中，重力做正功，重力勢能減少。(2)下滑過程中，人的動能不變，表明合力不做功。(3)人的機械能減少，表明除了重力外其他力做負(fù)功。(1)下滑過程中，重力做什么功？重力勢能怎么變化？【歸納總結(jié)】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?！練w納總結(jié)】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)系如表：功能量轉(zhuǎn)化關(guān)系式重力做功重力勢能的改變WG=-ΔEp彈力做功彈性勢能的改變WF=-ΔEp合外力做功動能的改變W合=ΔEk除重力、系統(tǒng)內(nèi)彈力以外的其他力做功機械能的改變W=ΔE機兩物體間滑動摩擦力對物體系統(tǒng)做功內(nèi)能的改變Ff·x相對=Q2.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【典例示范】(多選)(2015·全國卷Ⅱ)如圖，滑塊a、b的質(zhì)量均為m，a套在固定豎直桿上，與光滑水平地面相距h，b放在地面上，a、b通過鉸鏈用剛性輕桿連接，由靜止開始運動。不計摩擦，a、b可視為質(zhì)點，重力加速度大小為g，則()A.a落地前，輕桿對b一直做正功B.a落地時速度大小為C.a下落過程中，其加速度大小始終不大于gD.a落地前，當(dāng)a的機械能最小時，b對地面的壓力大小為mg【典例示范】(多選)(2015·全國卷Ⅱ)如圖，滑塊a、b的【解題探究】(1)由速度的分解與合成可得，b物體的機械能先_____再_____。(2)a物體的機械能先_____再_____，機械能最小時桿的作用力為___。增大減小減小增大零【解題探究】增大減小減小增大零【正確解答】選B、D。選b滑塊為研究對象，b滑塊的初速度為零，當(dāng)a滑塊落地時，a滑塊沒有在水平方向上的分速度，所以b滑塊的末速度也為零，由此可得b滑塊速度是先增大再減小，當(dāng)b滑塊速度減小時，輕桿對b一直做負(fù)功，A項錯誤；當(dāng)a滑塊落地時，b滑塊的速度為零，由機械能守恒定律，可得a落地時速度大小為，B項正確；當(dāng)b滑塊速度減小時，輕桿對a、b都表現(xiàn)為拉力，拉力在豎直方向上有分力與a的重力合成，其加速度大小大于g，C項錯誤；a的機械能先減小再增大，當(dāng)a的機械能最小時，輕桿對a、b的作用力均為零，故此時b對地面的壓力大小為mg，D項正確?！菊_解答】選B、D。選b滑塊為研究對象，b滑塊的初速度為零【過關(guān)訓(xùn)練】1.(多選)(2015·保定高一檢測)如圖所示，一固定斜面傾角為30°，一質(zhì)量為m的小物塊自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做勻減速運動，加速度大小等于重力加速度的大小g。物塊上升的最大高度為H，則此過程中，物塊的()A.動能損失了2mgHB.動能損失了mgHC.機械能損失了mgHD.機械能損失了mgH【過關(guān)訓(xùn)練】【解析】選A、C。由于mgsin30°+Ff=mg，故Ff=mg，由動能定理-mgH-Ff·2H=ΔEk知，動能變化量ΔEk=-2mgH，即動能減少了2mgH，A對，B錯；機械能的變化量ΔE=-Ff·2H=-mgH，C對，D錯?！窘馕觥窟xA、C。由于mgsin30°+Ff=mg，故Ff=2.(2014·新課標(biāo)全國卷Ⅱ)一物體靜止在粗糙水平地面上，現(xiàn)用一大小為F1的水平拉力拉動物體，經(jīng)過一段時間后其速度變?yōu)関，若將水平拉力的大小改為F2，物體從靜止開始經(jīng)過同樣的時間后速度變?yōu)?v，對于上述兩個過程，用WF1、WF2分別表示拉力F1、F2所做的功，Wf1、Wf2分別表示前后兩次克服摩擦力所做的功，則()A.WF2>4WF1，Wf2>2Wf1B.WF2>4WF1，Wf2=2Wf1C.WF2<4WF1，Wf2=2Wf1

D.WF2<4WF1，Wf2<2Wf12.(2014·新課標(biāo)全國卷Ⅱ)一物體靜止在粗糙水平地面上，【解析】選C。根據(jù)x=和Wf=μmgx可判斷，兩次克服摩擦力所做的功Wf2=2Wf1。由動能定理得WF1-Wf1=mv2和WF2-Wf2=m(2v)2，整理可判斷WF2<4WF1，故選項C正確?！窘馕觥窟xC。根據(jù)x=和Wf=μmgx可判斷，兩次克服3.(2013·海南高考)一質(zhì)量m=0.6kg的物體以v0=20m/s的初速度從傾角α=30°的斜坡底端沿斜坡向上運動。當(dāng)物體向上滑到某一位置時，其動能減少了ΔEk=18J，機械能減少了ΔE=3J。不計空氣阻力，重力加速度g取10m/s2，求：(1)物體向上運動時加速度的大小。(2)物體返回斜坡底端時的動能。3.(2013·海南高考)一質(zhì)量m=0.6kg的物體以v0=【解析】(1)設(shè)物體運動過程中所受的摩擦力為f，向上運動的加速度的大小為a，由牛頓第二定律可知a=設(shè)物體的動能減少ΔEk時，在斜坡上運動的距離為s，由功能關(guān)系可知ΔEk=(mgsinα+f)sΔE=fs聯(lián)立上式，并代入數(shù)據(jù)可得a=6m/s2【解析】(1)設(shè)物體運動過程中所受的摩擦力為f，向上運動的加(2)設(shè)物體沿斜坡向上運動的最大距離為sm，由運動學(xué)規(guī)律可得sm=設(shè)物體返回斜坡底端時的動能為Ek，由動能定理得Ek=(mgsinα-f)sm聯(lián)立以上各式，并代入數(shù)據(jù)可得Ek=80J答案：(1)6m/s2(2)80J(2)設(shè)物體沿斜坡向上運動的最大距離為sm，由運動學(xué)規(guī)律可得【補償訓(xùn)練】如圖所示，滑塊靜止于光滑水平面上，與之相連的輕質(zhì)彈簧處于自然伸直狀態(tài)?，F(xiàn)用恒定的水平外力F作用于彈簧右端，在向右移動一段距離的過程中，拉力F做了10J的功。上述過程中()A.彈簧的彈性勢能增加了10JB.滑塊的動能增加了10JC.滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機械能增加了10JD.滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒【補償訓(xùn)練】如圖所示，滑塊靜止于光滑水平【解析】選C。拉力F做功既增加了彈簧的彈性勢能，還增加了滑塊的動能，A、B錯；系統(tǒng)增加的機械能等于拉力F做的功，C對，D錯。【解析】選C。拉力F做功既增加了彈簧的彈性勢能，還增加了滑塊【規(guī)律方法】應(yīng)用功能關(guān)系解題的基本步驟(1)明確研究對象。(2)分析物體的運動過程并畫圖展示。(3)分析力對研究對象的做功情況和能量轉(zhuǎn)化形式。(4)根據(jù)動能定理或能量守恒定律列方程求解?！疽?guī)律方法】應(yīng)用功能關(guān)系解題的基本步驟【拓展例題】考查內(nèi)容：能量守恒定律在實際中的應(yīng)用【典例示范】一水電站，水流的落差為20m，水流沖擊水輪發(fā)電機后，水流的能有20%轉(zhuǎn)化為電能，若發(fā)電機的功率為200kW，則每分鐘的水流量是多少？(g取10m/s2)【拓展例題】考查內(nèi)容：能量守恒定律在實際中的應(yīng)用【正確解答】設(shè)1分鐘水的流量為Q，則在1分鐘內(nèi)流水的質(zhì)量m=Qρ在1分鐘內(nèi)流水減少的重力勢能ΔEp=mgh=Qρgh由題意可知：發(fā)電機的功率P=整理得：Q=代入數(shù)據(jù)得：答案：300m3【正確解答】設(shè)1分鐘水的流量為Q，能量守恒定律與能源-課件板塊模型1.建模背景：木板和物塊組成的相互作用的系統(tǒng)稱為板塊模型。該模型常涉及靜摩擦力等靜力學(xué)、牛頓運動定律、運動學(xué)規(guī)律等知識，還涉及動能定理和能量的轉(zhuǎn)化和守恒等方面的知識。板塊模型2.模型特點：(1)系統(tǒng)中的兩個組成物體會發(fā)生相對運動。(2)一般是多個物體的多個過程問題。(3)往往涉及摩擦力做功，動能、內(nèi)能變化問題。(4)處理問題時常用到整體法與隔離法。2.模型特點：【案例體驗】(多選)(2015·延安高一檢測)如圖所示，質(zhì)量為M、長度為L的木板靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的小物體(可視為質(zhì)點)放在木板上最左端，現(xiàn)用一水平恒力F作用在小物體上，使物體從靜止開始做勻加速直線運動。已知物體和木板之間的摩擦力為Ff。當(dāng)物體滑到木板的最右端時，木板運動的距離為x，則在此過程中()【案例體驗】(多選)(2015·延安高一檢測)如圖所示，質(zhì)量A.物體到達木板最右端時具有的動能為(F-Ff)(L+x)B.物體到達木板最右端時，木板具有的動能為FfxC.物體克服摩擦力所做的功為FfLD.物體和木板系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能為FfxA.物體到達木板最右端時具有的動能為(F-Ff)(L+x)【解析】選A、B。物體受到重力、支持力、拉力和摩擦力，根據(jù)動能定理，有ΔEk=(F-Ff)(L+x)，故A正確；木板受到重力、支持力和摩擦力，根據(jù)動能定理，有ΔEk′=Ffx，故B正確；物體在摩擦力作用下前進的距離為(L+x)，物體克服摩擦力所做的功為W克=Ff(L+x)，故C錯誤；根據(jù)功能關(guān)系，小物體和木板系統(tǒng)增加的內(nèi)能等于它們相對運動克服摩擦力做的功，即等于Ff(L+x)-Ff·x=FfL，故D錯誤。【解析】選A、B。物體受到重力、支持力、拉力和摩擦力，根據(jù)動【補償訓(xùn)練】(多選)如圖所示，質(zhì)量為M的木塊放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的子彈以速度v0水平射中木塊，并最終留在木塊中與木塊一起以速度v運動。已知當(dāng)子彈相對木塊靜止時，木塊前進距離L，子彈進入木塊的深度為s。若木塊對子彈的阻力Ff視為恒定，則在此過程中產(chǎn)生的熱量()【補償訓(xùn)練】(多選)如圖所示，質(zhì)量為M的木塊放在光滑的水平面A.Q=Ff(L+s)B.Q=C.Q=FfsD.Q=A.Q=Ff(L+s)【解析】選C、D。對木塊：FfL=Mv2對子彈：-Ff(L+s)=聯(lián)立可得，F(xiàn)fs=依據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，Q=產(chǎn)生的熱量Q=Ffs，故C、D正確?！窘馕觥窟xC、D。對木塊：FfL=Mv29、有時候讀書是一種巧妙地避開思考的方法。2022/10/312022/10/31Monday,October31,202210、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。2022/10/312022/10/312022/10/3110/31/20221:38:46AM11、越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。2022/10/312022/10/312022/10/31Oct-2231-Oct-2212、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。2022/10/312022/10/312022/10/31Monday,October31,202213、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強。2022/10/312022/10/312022/10/312022/10/3110/31/202214、意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。31十月20222022/10/312022/10/312022/10/3115、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。。十月222022/10/312022/10/312022/10/3110/31/202216、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2022/10/312022/10/3131October202217、一個人即使已登上頂峰，也仍要自強不息。2022/10/312022/10/312022/10/312022/10/31謝謝觀賞

Youmademyday!我們，還在路上……9、有時候讀書是一種巧妙地避開思考的方法。2022/10/210能量守恒定律與能源10一、能量守恒定律1.建立能量守恒定律的兩個重要事實：(1)確認(rèn)了永動機的__(A.可能B.不可能)性。(2)發(fā)現(xiàn)了各種自然現(xiàn)象之間能量的_________與_____。2.內(nèi)容：能量既不會憑空產(chǎn)生，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_____到別的物體，在_____或_____的過程中，能量的總量_________。B相互聯(lián)系轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移保持不變一、能量守恒定律B相互聯(lián)系轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移保持不變3.意義：能量守恒定律的建立，是人類認(rèn)識自然的一次重大飛躍。它是最_____、最_____、最_____的自然規(guī)律之一，而且是大自然普遍和諧性的一種表現(xiàn)形式。普遍重要可靠3.意義：能量守恒定律的建立，是人類認(rèn)識自然的一次重大飛躍?！鞠胍幌搿恳粋€叫丹尼斯·李(DennisLee)的美國人在《美國今日》《新聞周刊》等全國性報刊上刊登大幅廣告，在全美各地表演，展示其號稱無需任何能源的發(fā)電機。你認(rèn)為這種發(fā)電機能造出來嗎？并說明原因。提示：不能。丹尼斯·李發(fā)明的發(fā)電機不消耗其他能量而源源不斷地產(chǎn)生電能，違背了能量守恒，因此這種發(fā)電機不能制造出來?！鞠胍幌搿恳粋€叫丹尼斯·李(DennisLee)的美國二、能源和能量耗散1.能源與人類社會：人類對能源的利用大致經(jīng)歷了三個時期，即柴薪時期、_____時期、_____時期。自工業(yè)革命以來，煤和_____成為人類的主要能源。2.能量耗散：燃料燃燒時一旦把自己的熱量釋放出去，就不會再次自動聚集起來供人類重新利用。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_____和_____，熱和光被其他物質(zhì)吸收之后變成周圍環(huán)境的_____，我們無法把這些散失的能量收集起來重新利用。煤炭石油石油內(nèi)能光能內(nèi)能二、能源和能量耗散煤炭石油石油內(nèi)能光能內(nèi)能3.能源危機的含義：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_________，但在可利用的品質(zhì)上_______，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：_________反映了能量轉(zhuǎn)化的宏觀過程具有方向性。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_____，但還是很有必要節(jié)約能源。雖未減少降低了不便于利用能量耗散守恒3.能源危機的含義：在能源的利用過程中，即在能量的轉(zhuǎn)化過程中能量守恒定律與能源-課件【判一判】(1)煤自古至今都是人類的主要能源。()(2)能量耗散表明能量正在逐漸消失。()(3)世上總能量雖然不變，但我們?nèi)孕枰泄?jié)能意識。()【判一判】提示：(1)×。煤近期才被人類發(fā)現(xiàn)，遠古的人類所需的主要能源是柴薪。(2)×。能量耗散并非說明能量在消失，而是指可利用的能源正在減少。(3)√。世上總能量雖然不變，但可利用的能源正在逐漸減少，故我們?nèi)孕枰?jié)約能源。提示：(1)×。煤近期才被人類發(fā)現(xiàn)，遠古的人類所需的主要能源一、能量守恒定律的理解和應(yīng)用思考探究：“神舟十號”飛船返回艙進入地球大氣層以后，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到1000攝氏度。一、能量守恒定律的理解和應(yīng)用(1)進入大氣層很長一段時間，返回艙加速下落，返回艙表面溫度逐漸升高。該過程動能和勢能怎么變化？機械能守恒嗎？(2)返回艙表面溫度越高，內(nèi)能越大。該過程中什么能向什么能轉(zhuǎn)化？機械能和內(nèi)能的總量變化嗎？提示：(1)動能增加，勢能減少，由于有摩擦阻力做功，機械能不守恒。(2)該過程中機械能減少，內(nèi)能增加，機械能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化，由于不涉及其他能量的轉(zhuǎn)化，故機械能和內(nèi)能的總量不變。(1)進入大氣層很長一段時間，返回艙加速下落，返回艙表面溫度【歸納總結(jié)】1.適用范圍：能量守恒定律是貫穿物理學(xué)的基本規(guī)律，是各種自然現(xiàn)象中普遍適用的一條規(guī)律。2.表達式：(1)E初=E末，初狀態(tài)各種能量的總和等于末狀態(tài)各種能量的總和。(2)ΔE增=ΔE減，能量的增加量等于能量的減少量?！練w納總結(jié)】3.應(yīng)用步驟：(1)明確研究對象及研究過程。(2)明確該過程中，哪些形式的能量在變化。(3)確定參與轉(zhuǎn)化的能量中，哪些能量增加，哪些能量減少。(4)列出增加的能量和減少的能量之間的守恒式(或初、末狀態(tài)能量相等的守恒式)。3.應(yīng)用步驟：【典例示范】下列說法正確的是()A.隨著科技的發(fā)展，永動機是可以制成的B.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”手表，不用上發(fā)條，也不用任何形式的電源，卻能一直走動，說明能量可以憑空產(chǎn)生【典例示范】下列說法正確的是()【解題探究】(1)能量守恒定律的根本原因：能量既不會憑空_____，也不會憑空_____。(2)這里的永動機是指一種什么樣的“機器”？提示：這里的永動機是指不消耗能量而能永遠對外做功的機器。產(chǎn)生消失【解題探究】產(chǎn)生消失【正確解答】選C。永動機是不消耗或少消耗能量，可以大量對外做功的裝置，違背能量守恒定律，A錯誤。能量不可能憑空消失，B錯誤。能量也不可能憑空產(chǎn)生，C正確，D錯誤?！菊_解答】選C。永動機是不消耗或少消耗能量，可以大量對外做【誤區(qū)警示】利用能量轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移解題的兩點注意(1)能量既可通過做功的方式實現(xiàn)不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化，也可在同一物體的不同部分或不同物體間進行轉(zhuǎn)移。(2)能量在轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移過程中，能量的總量保持不變。利用能量守恒定律解題的關(guān)鍵是正確分析有多少種能量變化，分析時避免出現(xiàn)遺漏?！菊`區(qū)警示】利用能量轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移解題的兩點注意【過關(guān)訓(xùn)練】1.(2015·漢中高一檢測)力對物體做功100J，下列說法正確的是()A.物體具有的能量增加100JB.物體具有的能量減少100JC.有100J的能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化D.產(chǎn)生了100J的能量【過關(guān)訓(xùn)練】【解析】選C。力對物體做功100J，就有100J的能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化，但是物體具有的能量不一定增加也不一定減少，比如只有重力做功的情況物體具有的機械能不變，故A、B、D錯誤，C正確?！窘馕觥窟xC。力對物體做功100J，就有100J的能量發(fā)2.(2015·泰州高一檢測)關(guān)于能量和能源，下列說法中正確的是()A.能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中，其總量有可能增加B.能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中，其總量只會不斷減少C.能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中總量保持不變，故節(jié)約能源沒有必要D.能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性，且現(xiàn)有可利用的能源有限，故必須節(jié)約能源2.(2015·泰州高一檢測)關(guān)于能量和能源，下列說法中正確【解析】選D。能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中，總能量不變，A、B錯；自然界中總能量雖然不變，但可利用能源在不斷減少，故節(jié)約能源很有必要，C錯，D對?！窘馕觥窟xD。能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中，總能量不變，A、B錯；自3.人們有在房前種樹的習(xí)慣，夏天大樹長出茂密的葉子，為人們擋住炎炎烈日，冬天葉子又會全部掉光，使溫暖的陽光照入屋內(nèi)，可以起到冬暖夏涼的作用。炎熱的夏天，我們在經(jīng)過有樹的地方時，也會感到很明顯的涼意，關(guān)于樹木周圍比較涼爽的現(xiàn)象，下列說法中正確的是()A.樹木把大部分太陽光反射出去，使地面溫度降低B.樹木吸收陽光，使自己溫度升高，周圍溫度降低C.樹木吸收陽光，將陽光的能量轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，使環(huán)境溫度變低D.白天大樹將熱量存起來，晚上再將熱量放出來，所以白天在樹林里感覺涼爽而晚上感覺到熱3.人們有在房前種樹的習(xí)慣，夏天大樹長出茂密的葉子，為人們擋【解析】選C。植物發(fā)生光合作用，消耗掉太陽能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，根據(jù)能量守恒，陽光的能量轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，所以樹木下會比較涼爽，故C正確?！窘馕觥窟xC。植物發(fā)生光合作用，消耗掉太陽能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，根【補償訓(xùn)練】一質(zhì)量均勻、不可伸長的繩索，重為G，A、B兩端固定在天花板上，現(xiàn)在最低點C處施加一豎直向下的力，將最低點緩慢拉至D點，在此過程中，繩的重心位置()A.逐漸升高B.逐漸降低C.先降低后升高D.始終不變【補償訓(xùn)練】一質(zhì)量均勻、不可伸長的繩索，重為G，A、B兩端固【解析】選A。外力對繩索做正功，繩索的機械能增加，由于繩索的動能不變，增加的必是重力勢能，重力勢能增加是重心升高的結(jié)果，故A正確?！窘馕觥窟xA。外力對繩索做正功，繩索的機械能增加，由于繩索的二、功能關(guān)系的理解和應(yīng)用思考探究：高山滑雪，起源于阿爾卑斯山地域，又稱“阿爾卑斯滑雪”或“山地滑雪”。如圖所示，某滑雪愛好者由高處沿雪坡勻速疾馳而下。試問：二、功能關(guān)系的理解和應(yīng)用(1)下滑過程中，重力做什么功？重力勢能怎么變化？(2)下滑過程中，人的動能變化嗎？表明合力做什么功？(3)人的機械能怎么變化？表明除了重力外其他力做什么功？提示：(1)下滑過程中，重力做正功，重力勢能減少。(2)下滑過程中，人的動能不變，表明合力不做功。(3)人的機械能減少，表明除了重力外其他力做負(fù)功。(1)下滑過程中，重力做什么功？重力勢能怎么變化？【歸納總結(jié)】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?！練w納總結(jié)】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)系如表：功能量轉(zhuǎn)化關(guān)系式重力做功重力勢能的改變WG=-ΔEp彈力做功彈性勢能的改變WF=-ΔEp合外力做功動能的改變W合=ΔEk除重力、系統(tǒng)內(nèi)彈力以外的其他力做功機械能的改變W=ΔE機兩物體間滑動摩擦力對物體系統(tǒng)做功內(nèi)能的改變Ff·x相對=Q2.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【典例示范】(多選)(2015·全國卷Ⅱ)如圖，滑塊a、b的質(zhì)量均為m，a套在固定豎直桿上，與光滑水平地面相距h，b放在地面上，a、b通過鉸鏈用剛性輕桿連接，由靜止開始運動。不計摩擦，a、b可視為質(zhì)點，重力加速度大小為g，則()A.a落地前，輕桿對b一直做正功B.a落地時速度大小為C.a下落過程中，其加速度大小始終不大于gD.a落地前，當(dāng)a的機械能最小時，b對地面的壓力大小為mg【典例示范】(多選)(2015·全國卷Ⅱ)如圖，滑塊a、b的【解題探究】(1)由速度的分解與合成可得，b物體的機械能先_____再_____。(2)a物體的機械能先_____再_____，機械能最小時桿的作用力為___。增大減小減小增大零【解題探究】增大減小減小增大零【正確解答】選B、D。選b滑塊為研究對象，b滑塊的初速度為零，當(dāng)a滑塊落地時，a滑塊沒有在水平方向上的分速度，所以b滑塊的末速度也為零，由此可得b滑塊速度是先增大再減小，當(dāng)b滑塊速度減小時，輕桿對b一直做負(fù)功，A項錯誤；當(dāng)a滑塊落地時，b滑塊的速度為零，由機械能守恒定律，可得a落地時速度大小為，B項正確；當(dāng)b滑塊速度減小時，輕桿對a、b都表現(xiàn)為拉力，拉力在豎直方向上有分力與a的重力合成，其加速度大小大于g，C項錯誤；a的機械能先減小再增大，當(dāng)a的機械能最小時，輕桿對a、b的作用力均為零，故此時b對地面的壓力大小為mg，D項正確?！菊_解答】選B、D。選b滑塊為研究對象，b滑塊的初速度為零【過關(guān)訓(xùn)練】1.(多選)(2015·保定高一檢測)如圖所示，一固定斜面傾角為30°，一質(zhì)量為m的小物塊自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做勻減速運動，加速度大小等于重力加速度的大小g。物塊上升的最大高度為H，則此過程中，物塊的()A.動能損失了2mgHB.動能損失了mgHC.機械能損失了mgHD.機械能損失了mgH【過關(guān)訓(xùn)練】【解析】選A、C。由于mgsin30°+Ff=mg，故Ff=mg，由動能定理-mgH-Ff·2H=ΔEk知，動能變化量ΔEk=-2mgH，即動能減少了2mgH，A對，B錯；機械能的變化量ΔE=-Ff·2H=-mgH，C對，D錯?！窘馕觥窟xA、C。由于mgsin30°+Ff=mg，故Ff=2.(2014·新課標(biāo)全國卷Ⅱ)一物體靜止在粗糙水平地面上，現(xiàn)用一大小為F1的水平拉力拉動物體，經(jīng)過一段時間后其速度變?yōu)関，若將水平拉力的大小改為F2，物體從靜止開始經(jīng)過同樣的時間后速度變?yōu)?v，對于上述兩個過程，用WF1、WF2分別表示拉力F1、F2所做的功，Wf1、Wf2分別表示前后兩次克服摩擦力所做的功，則()A.WF2>4WF1，Wf2>2Wf1B.WF2>4WF1，Wf2=2Wf1C.WF2<4WF1，Wf2=2Wf1

D.WF2<4WF1，Wf2<2Wf12.(2014·新課標(biāo)全國卷Ⅱ)一物體靜止在粗糙水平地面上，【解析】選C。根據(jù)x=和Wf=μmgx可判斷，兩次克服摩擦力所做的功Wf2=2Wf1。由動能定理得WF1-Wf1=mv2和WF2-Wf2=m(2v)2，整理可判斷WF2<4WF1，故選項C正確?！窘馕觥窟xC。根據(jù)x=和Wf=μmgx可判斷，兩次克服3.(2013·海南高考)一質(zhì)量m=0.6kg的物體以v0=20m/s的初速度從傾角α=30°的斜坡底端沿斜坡向上運動。當(dāng)物體向上滑到某一位置時，其動能減少了ΔEk=18J，機械能減少了ΔE=3J。不計空氣阻力，重力加速度g取10m/s2，求：(1)物體向上運動時加速度的大小。(2)物體返回斜坡底端時的動能。3.(2013·海南高考)一質(zhì)量m=0.6kg的物體以v0=【解析】(1)設(shè)物體運動過程中所受的摩擦力為f，向上運動的加速度的大小為a，由牛頓第二定律可知a=設(shè)物體的動能減少ΔEk時，在斜坡上運動的距離為s，由功能關(guān)系可知ΔEk=(mgsinα+f)sΔE=fs聯(lián)立上式，并代入數(shù)據(jù)可得a=6m/s2【解析】(1)設(shè)物體運動過程中所受的摩擦力為f，向上運動的加(2)設(shè)物體沿斜坡向上運動的最大距離為sm，由運動學(xué)規(guī)律可得sm=設(shè)物體返回斜坡底端時的動能為Ek，由動能定理得Ek=(mgsinα-f)sm聯(lián)立以上各式，并代入數(shù)據(jù)可得Ek=80J答案：(1)6m/s2(2)80J(2)設(shè)物體沿斜坡向上運動的最大距離為sm，由運動學(xué)規(guī)律可得【補償訓(xùn)練】如圖所示，滑塊靜止于光滑水平面上，與之相連的輕質(zhì)彈簧處于自然伸直狀態(tài)?，F(xiàn)用恒定的水平外力F作用于彈簧右端，在向右移動一段距離的過程中，拉力F做了10J的功。上述過程中()A.彈簧的彈性勢能增加了10JB.滑塊的動能增加了10JC.滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機械能增加了10JD.滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒【補償訓(xùn)練】如圖所示，滑塊靜止于光滑水平【解析】選C。拉力F做功既增加了彈簧的彈性勢能，還增加了滑塊的動能，A、B錯；系統(tǒng)增加的機械能等于拉力F做的功，C對，D錯?！窘馕觥窟xC。拉力F做功既增加了彈簧的彈性勢能，還增加了滑塊【規(guī)律方法】應(yīng)用功能關(guān)系解題的基本步驟(1)明確研究對象。(2)分析物體的運動過程并畫圖展示。(3)分析力對研究對象的做功情況和能量轉(zhuǎn)化形式。(4)根據(jù)動能定理或能量守恒定律列方程求解?！疽?guī)律方法】應(yīng)用功能關(guān)系解題的基本步驟【拓展例題】考查內(nèi)容：能量守恒定律在實際中的應(yīng)用【典例示范】一水電站，水流的落差為20m，水流沖擊水輪發(fā)電機后，水流的能有20%轉(zhuǎn)化為電能，若發(fā)電機的功率為200kW，則每分鐘的水流量是多少？(g取10m/s2)【拓展例題】考查內(nèi)容：能量守恒定律在實際中的應(yīng)用【正確解答】設(shè)1分鐘水的流量為Q，則在1分鐘內(nèi)流水的質(zhì)量m=Qρ在1分鐘內(nèi)流水減少的重力勢能ΔEp=mgh=Qρgh由題意可知：發(fā)電機的功率P=整理得：Q=代入數(shù)據(jù)得：答案：300m3【正確解答】設(shè)1分鐘水的流量為Q，能量守恒定律與能源-課件板塊模型1.建模背景：木板和物塊組成的相互作用的系統(tǒng)稱為板塊模型。該模型常涉及靜摩擦力等靜力學(xué)、牛頓運動定律、運動學(xué)規(guī)律等知識，還涉及動能定理和能量的轉(zhuǎn)化和守恒等方面的