第二講 能量的相互轉(zhuǎn)化 2

能量的相互轉(zhuǎn)知識點精析中考中經(jīng)常出現(xiàn)的能量形式有：機械能、內(nèi)能、太陽能、風能、化學能、光能、核能、電磁能等。這些能量之間都可以相互轉(zhuǎn)化，并且遵守能量守恒定律。能守—能量既不會消滅，也不會生，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)移過程中，能量的總量保持不變。這些能量中的重點是機械能和內(nèi)能：1．械=動＋能（）能：運物體的質(zhì)量大，速度越大，它的動能就越大。（）能：分重力勢能和彈性勢能．重力勢能：物體的重力越大，舉得越高，重力勢能就越大。彈性勢能：物體的彈形變越大，彈性勢能就越大。2．能機能區(qū)內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子的分子動能和分子勢能的總和，是從分子級別（微觀）的角度來看的。械能是由物體的整運動的狀態(tài)和相對于地面的位置等所決定的內(nèi)是由物內(nèi)子熱運動和分子間的相對位置所決定的。一切物體都具有內(nèi)能。但是一個物體不一定具有機械能。例如，停在水平地面上的汽車既沒有能，也沒有勢能，因此它不具有機械能，但它有內(nèi)能。一個物體溫度升高，物體內(nèi)分子運動加快，內(nèi)能也就增大。所以，內(nèi)能與溫度有關(guān)。能量的相互轉(zhuǎn)化比較繁雜們通過例題來分析不同形式的能量及相互轉(zhuǎn)化話識見得多了，思考得多了，這類題目就非常簡單了。常見的能量轉(zhuǎn)化1、人造衛(wèi)星：太陽能（光能）――化學能――電能2、間歇泉能：熱能―機械能3、青蛙捕食害蟲：化能――機械能4、光切割金屬：光能——熱能思考：氫氧化鈉、硝酸銨的溶解實驗

實戰(zhàn)體驗：例：傘運動員從空中勻速下落，人和傘的（）A．動能增加，重力勢能減少，機械能不B．能不變重力勢能減少，機械能減少C．能減少，重力勢能增加，機械能增加．能不變，重力勢能不變，械能不變例2：我們看雜技演員從高處下落在繃床上，又被彈起的過程如下圖所示，請你寫出演員在表演時涉及到2個理知識。（）____________________________________（）____________________________________例3：雨通過學習了解到火力發(fā)電廠“吃”是煤的電，在整個發(fā)電過程中，能量轉(zhuǎn)化的情況如下，請你幫她在方框中填入相應的能量形式：例4:一質(zhì)量均勻、不可伸長的繩索，重為G，、兩固定在天花板上，如圖5—所?，F(xiàn)在最低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.逐升高B.逐降低先降低后升高始終不變

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BC圖5—66例5:隨著人類能量消耗的迅速增加何有效地提高能量利用率是人類所面臨的一項重要任務明珠線”某輕軌車站的設計方案將站臺抬高了一些，與站臺連接的軌道有一個小的坡度。請你從高能量利用效率的角度，分析這種設計的優(yōu)點。例6：圖所示，單擺在豎直平面內(nèi)左右擺動，滾擺在直平面內(nèi)上下往復運動。請回答：⑴這兩個實驗可以說明的同一個物理問題是：；⑵在單擺左右擺動和滾擺上下往復運動的過程中，你將會看到它們上升的高度逐漸降低。產(chǎn)生現(xiàn)象的原因是：

經(jīng)典練習能是人類社會活動的物質(zhì)基礎。人類利用源大致經(jīng)歷了三個時期，依次是（）A.柴時期、煤炭時期、石時期B.柴時期、石油時期、煤炭時期煤炭時期、石油時期、電力時期D.畜時期、熱力時期、電力時期關(guān)能量耗散，下列說法中正確的是（）A.能耗散是指在一定條件，能量在轉(zhuǎn)化過程中總量減少了B.能量耗散表明，能量守恒定律具有一定局限性能量耗散表明，在能源的利用過程中，能量在數(shù)量上未減少，但在可利用的品質(zhì)上降低了能耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度，反映出自然界中宏觀過程的方向性下說法中正確的是（）A.不形式能量的轉(zhuǎn)化是通做功來實現(xiàn)的B.做功的過程總是伴隨著能量的變化某種形式的能量增加，一定有其他形式的能量減少10J某物體的能量減少，定有其他物體的能量增加下說法中正確的是（）A.彈的彈力做功10J，彈簧的彈性勢能就減少10JB.干電池中，化學力做功，就有10J的學能轉(zhuǎn)化為電能電流通過電阻做功，就有10J的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電對電動機做功，有10J的電能轉(zhuǎn)化為機械能運員把原來靜止的足球踢出去，使足球獲00J的能。則在運動員踢球的過程中，運動員消耗的體能（）A.等100J大100J小100JD.無確定將一物體豎直向拋出，不計空氣阻力，則物體的動能—路程圖象應是圖5—中（）A.(圖B.(b)圖C.c)d圖E

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s()()(c)(d)圖—697.試說明下列現(xiàn)象中能量是怎樣轉(zhuǎn)化的：A.在平公路上行駛的汽車發(fā)動機熄火之后，速度越來越小，最后停止。B.電風扇通電后開始轉(zhuǎn)動，斷電后轉(zhuǎn)動著的扇又慢慢停下來?；鹚幈óa(chǎn)生燃氣，子彈在燃氣的推動下從槍膛發(fā)射出去，射穿一塊鋼板，速度減小。用油機帶動發(fā)電機發(fā)電，供給電動水泵抽水，把水從低處抽到高處。

神舟號—們飛天2003年10月日9時火發(fā)動機的轟鳴二F運火將我國第一艘載人航天飛船“神舟五號”送入太空，實現(xiàn)了中華民族五千年的飛天夢。小宇利用星期天到青島會展中心觀看了有關(guān)“神舟五號”的航天展搜了一些問題到中想要考考你：⑴長征二號F火：它的發(fā)動機工作時______能轉(zhuǎn)化_______能再轉(zhuǎn)化為______能它是利向后噴出氣流而使自身受力前進的，這是運用了力的作用_______的理。⑵飛船上的太陽能電池翼：是為飛船提供能源的裝置。它的作用是_______能轉(zhuǎn)化為_______能⑶飛船的運行過程沿橢圓道圍繞地球運行了1圈上離地面最近點200km點350km。從遠地點到近地點運行的過程中，飛船的速_______，勢能______。⑷太空生活與工作若穿太空只帶氧氣瓶航員能否走出艙外？運用你所學的物理知識說出一條理由。答：________（填“”或“不能”）。因為艙___________________。⑸返回大氣層：這時飛船與大氣層發(fā)生劇烈摩擦，變成一個火球，能化為______能因此給飛船降溫十分重要。一種重要的降溫方式就是“燒蝕防熱”：在飛船表面涂有一層高分子固材料，讓這些材料在發(fā)生物態(tài)變化時吸收熱量。你認為可能發(fā)生的物態(tài)變化_______、________、________，由是這些物態(tài)變化都______過。⑹降落：飛船距離地面15km時速度達到200m/s。不打開降落傘，則速度保持不變，飛船落到地面僅僅需要_______秒時間。

課外讀物各種式量相轉(zhuǎn)現(xiàn)實生活的經(jīng)驗告訴我們，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，服摩擦力做多少功，就有多少機械能轉(zhuǎn)化成等量的內(nèi)能；通過電流的導線變熱，電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能；料燃燒生熱，化學能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能；灼熱的燈絲發(fā)光，內(nèi)能轉(zhuǎn)化成光能。實驗證明，在這些轉(zhuǎn)化過程中，量都是守恒的?？茖W對量恒探對于能量守恒，科學家進行了長期的探索年戴維發(fā)現(xiàn)了電流的化學效應1820年，奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應年塞貝克發(fā)現(xiàn)了溫差電現(xiàn)象1831年法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象1840年，焦耳發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應1842年，邁爾表述了能量守恒定律，并計算出熱功當量的數(shù)年，焦耳測定了熱功當量的數(shù)值從確了電化學和磁和熱力和熱等自然現(xiàn)象之間的聯(lián)年，亥姆霍茲在理論上概括和總結(jié)了能量守恒定律。??發(fā)現(xiàn)能量守恒定律的歷史表明量守恒定律的發(fā)現(xiàn)不是偶然的它是人類對自然認識發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物；除了物理學外，別的學科對能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)也有貢獻。于量恒律能量既不會消滅，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。這就是能量守恒定律。能量守恒定律是經(jīng)過人類的長期探索在19世紀確立的。恩格斯曾經(jīng)把這一定律稱“偉大的運動基本規(guī)律為的發(fā)現(xiàn)是世連同細胞學說、達爾文的生物進化論在內(nèi)的自然科學的三大發(fā)現(xiàn)之一。能量守恒定律自建立以來，就是人們認識自然、改造自然的有力武器。這個定律把廣泛的自然學技術(shù)領(lǐng)域聯(lián)系起來使不同領(lǐng)域的科學工作者具有了一系列的共同語言，并取得了許多重大成就。在，能量守恒定律仍然是我們研究自然科學的強有力的武器之一。為什要約源教材在本節(jié)“思考與討論”欄目中提出了這樣的問題然能量是守恒的，不可能消滅，為什我們還要節(jié)約能源？”這一問題值得討論。其實，節(jié)約能源主要是出于以下兩方面的考慮：①能短缺在二三百年以，人類相繼發(fā)明了蒸汽機、內(nèi)燃機、電動機等動力機械，使生產(chǎn)力得到了飛速發(fā)展。但是，能源的消耗也急劇增長。研究人員估計，按照目前的石油開采和消耗度，地球上的石油儲藏將在百年內(nèi)用盡；煤的儲量稍多一些，但也將在二百多年的時間內(nèi)采完?？梢韵耄绻麤]有了石油和煤炭，汽車、飛機、輪船和鐵路上的內(nèi)燃機車都不能開動，火力發(fā)電廠將停止發(fā)電人類的社會生活將會癱瘓。②能耗散宏過程具有一的方向性，例如：兩種氣體放在一個容器內(nèi)，總會均勻地混合到一起，但不會再自發(fā)地分離開來。在能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中也是如此，例如：摩擦力做功的過，要損耗機械能而生熱，產(chǎn)生的熱不可能全部用來做機械功；熱量只能自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體而不可能從低溫物體傳向高溫物體又不產(chǎn)生其他影響；燃料燃燒時一旦把自己的熱量釋放出去，它就不再次自動聚集起來供人類重新利用；電池中的化學能轉(zhuǎn)化為電能，它又通過燈泡轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能，我也無法把這些內(nèi)能收集起來重新利用。這些實例說明，在能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中，能量的總量是守恒，但能量的品質(zhì)卻降低了，可被人類直接利用的能量在逐漸減少，這就是能量耗散現(xiàn)象。所以。能量雖守恒，但我們還要節(jié)約能源。

發(fā)展級能量化能轉(zhuǎn)方性進一說在物理學中，能量轉(zhuǎn)化和能量轉(zhuǎn)移的方向性是用熱力學第二定律來表述的。熱力學第二定律有種表述，兩種最常見的表述形式是：開爾文表述——不可能從單一熱吸熱，使之完全變成有用的功，而不引起其他變化?？藙谛匏贡硎觥豢赡馨褵崃繌牡蜏匚矬w傳到高溫物體，而不引起其他變化。熱力學第二定律使人們認識到，自然界中進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性?？梢?，消耗任何能量而能不斷做功，或者少消耗能量而能做更多功的機器（第一類永動機）是不可能的；單一熱源吸熱，使之完全變成有用的功而不產(chǎn)生其他影響的機器（第二類永動機）也是不可能的。前者背了能量守恒定律，后者盡管不違背能量守恒定律，但是卻違背反映能量轉(zhuǎn)化和能量轉(zhuǎn)移方向性的規(guī)律—熱力學第二定律。對于熱力學第二定律，以及反映功、熱量跟內(nèi)能變化之間定量關(guān)系的熱力學第一定律，我們將物理選修模塊中深入研究。能源開和用目前，對能源的開發(fā)和利用已越來越受到人們的極大關(guān)注。我們不僅要注意節(jié)約能源，還要重能源的合理開發(fā)。節(jié)約能源的辦法有：采用高效鍋爐，節(jié)約燃料；采用高溫高壓蒸汽輪機，提高熱機效率；充分用廢氣余熱，提高燃料利用率；從能源直接得到電能，提高發(fā)電效率；等等。在合理開發(fā)和節(jié)約使用煤、石油、天然氣等常規(guī)能源的同時，要大力開發(fā)核能、太陽能、風能地熱能、海洋能等新能源。對功能轉(zhuǎn)的度再識能量轉(zhuǎn)化是與做功緊密地聯(lián)系在一起的。力做功時，必然伴隨著