機械能和內(nèi)能復(fù)習(xí)課件

機械能和內(nèi)能復(fù)習(xí)導(dǎo)言能量與生活從我們每天的活動到整個宇宙的運行，能量無處不在。課程目標(biāo)回顧機械能和內(nèi)能的概念，加深對能量轉(zhuǎn)換和守恒定律的理解。什么是機械能機械能是物體由于運動和位置而具有的能量。運動的物體具有動能，位置高的物體具有勢能。機械能是物體運動狀態(tài)和位置的綜合體現(xiàn)，它反映了物體做功的可能性。機械能的定義一個物體能夠做功的本領(lǐng)反映了物體做功的可能性是物體運動狀態(tài)改變的可能性機械能的組成動能物體由于運動而具有的能叫做動能，動能的大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)。速度越大、質(zhì)量越大，動能就越大。例如，一輛高速行駛的汽車比一輛靜止的汽車具有更大的動能。勢能物體由于位置或形狀改變而具有的能叫做勢能。勢能分為重力勢能和彈性勢能。重力勢能的大小與物體的質(zhì)量、高度和重力加速度有關(guān)。高度越高、質(zhì)量越大、重力加速度越大，重力勢能就越大。彈性勢能的大小與物體形變的程度有關(guān)，形變程度越大，彈性勢能就越大。位能的概念重力勢能物體由于受到地球引力而具有的能量稱為重力勢能。彈性勢能物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量稱為彈性勢能。動能的概念1運動物體所具有的能量動能是物體由于運動而具有的能量。2與速度和質(zhì)量有關(guān)動能的大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，速度越大、質(zhì)量越大，動能就越大。3動能的計算公式動能的計算公式為：Ek=1/2*mv^2，其中Ek表示動能，m表示質(zhì)量，v表示速度。功與機械能1功力對物體做的功，等于力的大小與物體在力的方向上移動距離的乘積2動能物體由于運動而具有的能，大小與物體的質(zhì)量和速度的平方成正比3勢能物體由于位置或狀態(tài)而具有的能，如重力勢能和彈性勢能功是能量轉(zhuǎn)移的一種方式，當(dāng)對物體做功時，物體的機械能會發(fā)生變化。例如，推動物體前進，物體獲得動能；將物體抬升，物體獲得勢能。機械能轉(zhuǎn)化定律1守恒能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，只會從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，總量保持不變。2轉(zhuǎn)化機械能可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，例如摩擦生熱，壓縮氣體溫度升高。3轉(zhuǎn)移機械能可以從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，例如用錘子敲擊釘子，錘子的動能轉(zhuǎn)移給釘子。能量守恒定律1總能量守恒在一個封閉的系統(tǒng)中，能量的總量保持不變，不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失。2能量轉(zhuǎn)化能量可以從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，但總量保持不變，例如機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。3重要應(yīng)用能量守恒定律是自然界中最基本的法則之一，在物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。機械能轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移1轉(zhuǎn)化動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，如自由落體運動中，勢能轉(zhuǎn)化為動能，拋物體上升過程中，動能轉(zhuǎn)化為勢能2轉(zhuǎn)移機械能還可以從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，例如，在撞擊過程中，動能可以從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體3守恒在沒有外力做功的情況下，機械能守恒，即動能和勢能的總和保持不變能量轉(zhuǎn)化的效率能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化是指一種形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式的能量的過程。效率能量轉(zhuǎn)化效率是指有用能量占總能量的比例，可以用公式表示：效率=有用能量/總能量。內(nèi)能的概念定義物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的動能和分子間相互作用勢能的總和稱為物體的內(nèi)能。影響因素內(nèi)能的大小取決于物體的質(zhì)量、溫度和狀態(tài)。物體溫度越高，分子運動越劇烈，內(nèi)能越大。內(nèi)能的形式動能分子不停地做無規(guī)則運動，具有動能，這是內(nèi)能的一種形式。勢能分子之間存在相互作用力，這是一種勢能形式，也是內(nèi)能的一部分。熱與溫度熱是一種能量的形式，它是物體內(nèi)部粒子運動的劇烈程度的體現(xiàn)。溫度是衡量物體冷熱程度的物理量，反映了物體內(nèi)部粒子平均動能的大小。熱傳遞是指熱量從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體的過程，可以通過傳導(dǎo)、對流和輻射三種方式進行。熱量與溫度變化熱量是指物體在熱傳遞過程中所吸收或放出的能量.溫度表示物體的冷熱程度,是衡量物體內(nèi)部熱運動劇烈程度的物理量.關(guān)系物體吸收或放出熱量,溫度會發(fā)生改變.影響因素溫度變化量與熱量、物質(zhì)的種類和質(zhì)量有關(guān).熱量與內(nèi)能變化1吸熱物體吸收熱量，內(nèi)能增加。溫度升高。2放熱物體放出熱量，內(nèi)能減少。溫度降低。功與內(nèi)能的關(guān)系做功改變內(nèi)能物體做功可以改變物體的內(nèi)能，如壓縮氣體，做功使氣體內(nèi)能增加。內(nèi)能改變做功物體內(nèi)能變化也可以做功，如氣體膨脹，內(nèi)能減少，對外做功。熱力學(xué)第一定律能量守恒熱力學(xué)第一定律表明能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體。熱量轉(zhuǎn)化熱量可以轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，例如機械能，而其他形式的能量也可以轉(zhuǎn)化為熱量。熱功當(dāng)量定義做功1焦耳的機械能，相當(dāng)于消耗的熱量符號J數(shù)值4.18焦耳/卡熱效率熱效率是指熱機將熱能轉(zhuǎn)化為機械能的效率。熱力學(xué)第二定律1能量傳遞方向熱量只能從高溫物體傳遞到低溫物體，而不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體。2熵增原理一個孤立系統(tǒng)的熵總是趨向于增加，直到達到最大值，對應(yīng)于該系統(tǒng)的熱力學(xué)平衡態(tài)。3熱機效率極限熱機的效率不可能達到100%，其最大效率由卡諾循環(huán)決定，與高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩吹臏囟炔钣嘘P(guān)。熵變和無序度有序低熵，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定無序高熵，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定熵變的應(yīng)用制冷冰箱利用制冷劑吸收熱量，使冰箱內(nèi)部溫度降低，降低熵變。資源回收回收利用廢舊材料，減少對自然資源的消耗，降低熵變。新能源利用開發(fā)利用太陽能、風(fēng)能等可再生能源，降低對化石燃料的依賴，降低熵變。熱機效率的極限100卡諾循環(huán)理論上最高效率1實際效率低于理論值熵增定律無序度增加一個孤立系統(tǒng)的熵總是隨著時間的推移而增加，這意味著系統(tǒng)變得更加混亂和無序。不可逆過程熱量從高溫物體流向低溫物體是不可逆的過程，熵在這個過程中增加。能量耗散在能量轉(zhuǎn)化過程中，總有一部分能量會以熱的形式散失，導(dǎo)致熵增加。熱能轉(zhuǎn)化中的損耗摩擦機械運動會產(chǎn)生摩擦力，導(dǎo)致能量損失轉(zhuǎn)化為熱能，例如發(fā)動機內(nèi)部零件的摩擦。熱傳導(dǎo)熱量會從高溫物體傳遞到低溫物體，例如熱機排氣管的熱量損失。熱輻射物體通過電磁波的形式釋放熱量，例如太陽輻射的熱量，以及熱機表面散發(fā)的熱量。熱動力學(xué)平衡溫度一致當(dāng)兩個系統(tǒng)之間沒有熱量傳遞時，它們處于熱平衡狀態(tài)。壓力相等兩個系統(tǒng)在熱平衡狀態(tài)下，其壓力也必須相等。體積不變當(dāng)兩個系統(tǒng)之間沒有熱量傳遞時，它們的體積保持穩(wěn)定。綜合應(yīng)用1實際應(yīng)用機械能和內(nèi)能的綜合應(yīng)用在生活中隨處可見2應(yīng)用場景例如，汽車、飛機、發(fā)電站等3解決問題通過對能量轉(zhuǎn)化的研究，解決能源利用和環(huán)境保護問題課后思考學(xué)習(xí)完本章內(nèi)容，你有哪些疑問？你是否對機械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化和守恒有了更深的理解？你能舉出一些生活中的能量轉(zhuǎn)化現(xiàn)象嗎？嘗試將本章所學(xué)知識應(yīng)用到生活中，例如，分析日常生活中各種能