必修2-第七章机械能守恒定律第十节能量守恒定律与能源课件
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(1)传送带对小物体做的功． (2)电动机做的功．
【审题指导】 解答本题应明确以下几点： (1)小物体的运动有什么特点？ (2)传送带对小物体做功等于其增加的机械能． (3)电动机做的功又对应什么能量转化？
【答案】 (1)255 J (2)270 J
求解物体在传送带上运动的问题，首先要正确分析物体的受 力和运动情况，一般情况下物体的运动有两个或两个以上的过 程，要将各个过程的做功和能量的转化弄清楚，然后根据题目条 件求解．
(1)单位时间内每台风力发电机获得的风能表示式； (2)风力发电机利用风能的效率表示式．
【答案】
(1)12πr2ρv30
2P (2)πr2ρv30
能量守恒定律是处理不同形式的能量转化守恒的一个基本 定律，获取题目信息，建立能量转化的模型，利用能量守恒定律 列方程是解题的基本方法．该题中需构建一个气流圆柱体模型， 把气流的动能转化为电能．
(2)建立定律的两个重要事实 ①确认了 永动机 的不可能性． ②各种自然现象之间能量的 相互联系 与 转化 ． (3)机械能守恒定律与能量守恒定律的关系 机械能守恒定律是 能量守恒定律 的特殊背景下一种特殊 表现形式．
探究交流 一个叫丹尼斯·李(Dennis Lee)的美国人在《美国今日》、
《新闻周刊》等全国性报刊上刊登大幅广告，在全美各地表演， 展示其号称无须任何能源的发电机．你认为这种发电机能造出来 吗？
(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 并未减少 ，但在可利用的品质上 降低 了，从便于利用的 变成 不便于利用 的了． (3)能量转化的方向性与节约能源的必要性 能量耗散 反映了能量转化的宏观过程具有方向性，所以能 源的利用是有条件的，也是有代价的，所以自然界的能量虽然 守恒 ，但还是很有必要节约能源．
探究交流 近几年流行一种“自发电电动车”如图，基本原理是将一小 型发电机紧靠车轮处，车轮转动时，带动发电机运转，发出的电 又继续供给电动车，你认为仅靠这种方式，电动车能持续运动下 去吗？
【提示】 仅靠这种方式，不能使电动车持续运动下去．因 为靠这种方式，只能将电动车的一部分能量收集起来，但电动车 运动时受到的阻力做负功，不断把电动车的机械能转化为内能， 根据能量守恒定律，要想使电动车持续运动下去，必须不断地给 电动车补充新的能量，如用脚蹬电动车或给电动车的电源充电.
1．能量守恒定律是个普遍规律，它不受条件约束，是自然 科学的基本规律之一．
2．应用能量守恒定律解题时，一定要分清系统中有哪些形 式的能，什么能发生了转化或转移．
例:如图所示，传送带与水平面之间的夹角为θ＝30°，其上 A、 B 两点间的距离为 x＝5 m，传送带在电动机的带动下以 v＝1 m/s 的速度匀速运动，现将一质量为 m＝10 kg 的小物体(可视为质点) 轻放在传送带的 A 点，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数为 μ＝ 23，在传送带将小物体从 A 点传送到 B 点的过程中，(g 取 10 m/s2)求：
动能增加 动能减少
动能变 化
W合＝Ek2－Ek1
除重力(或系 正功 统内弹力)外 其他力做功 负功
机械能增加 机械能减少
机械能 变化
W外＝E2－E1
功与能是两个不同的概念，功是力在空间上的积累， 做功需要一个过程，能反映了物体对外做功的本领．二者 有本质的区别，且功与能不能相互转化，但物体的能量转 化是通过做功来实现的．
必修二— 第七章机械能守恒定律 第十节能量守恒定律与能源
课标解读
重点难点
1.了解各种不同形式的能，知道 能量守恒定律确定的两类重要事 实． 2.能够叙述能量守恒定律的内容 ，会用能量守恒的观点分析、解 释一些实际问题． 3.了解能量耗散，知道能源短缺 和环境恶化问题，增强节约能源 和环境保护意识.
【提示】 不能．能量守恒定律是自然界最普遍、最重要、 最可靠的规律之一，物体间只能发生能量的转化或转移，但总能 量不变，任何事物都不可能违背能量守恒定律．丹尼斯·李发明 的发电机不消耗其他能量而源源不断地产生电能，违背了能量守 恒，因此这种发电机不能制造出来.
二、能源和能量耗散
1.基本知识 (1)能量耗散 燃料燃烧时把自己的热量释放出去，电池中的化学能转化为 电能，它又通过灯泡转化成 内能 和 光能 ，热和光被其他物体吸 收之后变成周围环境的 内能 ，我们无法把这些散失的能量收 集起来重新利用．
2．表达式：ΔE1 减＝ΔE2 增． 3．含义 (1)某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减 少量一定和增加量相等． (2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加， 且减少量和增加量一定相等． 4．应用步骤 (1)分清哪些形式的能(如机械能、热能、电能等)在变化． (2)分别列出减少的能量ΔE 减和增加的能量ΔE 增的表达式． (3)依据能量守恒列式求解．
例：如图所示，质量为 m 的小铁块 A 以水平速度 v0 从左侧 冲上质量为 M、长为 l 置于光滑水平面 C 上的木板 B，刚好不从 木板上掉下，已知 A、B 间的动摩擦因数为μ，此时木板对地位 移为 x，求这一过程中：
(1)木板增加的动能； (2)小铁块减少的动能； (3)系统机械能的减少量． 【审题指导】 求解本题应注意以下三点： (1)木板增加的动能等于它受到的合力做的功． (2)铁块减少的动能等于它克服合外力做的功． (3)系统机械能的减少量等于系统克服摩擦力做的总功．
四、对能量守恒定律的理解
【问题导思】 1．能量守恒定律有条件吗？ 2．能量守恒定律有什么重要意义？ 3．应用能量守恒定律分析问题的一般步骤是什么？
1．能量守恒定律的重要意义 (1)能量守恒定律是普遍适用的，对宏观世界与微观世界、 高速运动与低速运动等都成立． (2)能量守恒定律反映了自然现象的普遍联系，对人类认识 自然、改造自然起着重要的指导作用． (3)能量守恒定律彻底否定了第一类永动机的存在，即不需 要任何动力和燃料，却能不断对外做功的机械是不可能存在的．
三、对功、能关系的理解
【问题导思】 1．能量转化用什么量度？ 2．某种力的功常与某种能量转化相联系，对吗？ 3．常见的功能关系有哪些？
1．功与能量的转化 不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的．做功的过程 就是各种形式的能量之间转化(或转移)的过程，且做了多少功， 就有多少能量发生转化(或转移)．因此，功是能量转化的量度．
1.能量守恒定律的内容．(重 点) 2.应用能量守恒定律解决问 题．(重点) 3.理解能量守恒定律的确切 含义．(难点) 4.能量转化的方向性． (难点)
一、能量守恒定律
1.基本知识 (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 一种形式转化 为另一种形式，或者从一个物体 转移到别的物体， 在转化和转移的过程中， 能量的总量 保持不变．
【审题指导】 求解本题应注意以下三点： (1)木板增加的动能等于它受到的合力做的功． (2)铁块减少的动能等于它克服合外力做的功． (3)系统机械能的减少量等于系统克服摩擦力做的总功．
【答案】 (1)μmgx (2)μmg(x＋l) (3)μmgl
两个相互作用的物体有相对运动时，例如一个物体在另一个 物体上滑动，子弹打木块等．此时两物体所受的作用力大小相等， 方向相反，求解功时应分别对应相应的位移．系统产生的内能， 等于摩擦力与相对位移的乘积．
2．功与能的关系 由于功是能量转化的量度，某种力做功往往与某一种具体形 式的能量转化相联系，具体功能关系如下：
功
能的变化
表达式
重力做功
正功 负功
重力势能减少 重力势能增加
重力势 能变化
WG＝Ep1－Ep2
弹力做功
正功 负功
弹性势能减少 弹性势能增加
弹性势 能变化
W弹＝Ep1－Ep2
正功 合力做功
负功
五、能源的开发利用
例：风能是一种很好的再生能源，而且对环境的污染较小，近年 来我国在西北地区，建立了许多风力发电厂．如图所示，为风力 发电的情景．通过风轮机一个叶片旋转一周扫过面积的最大风能 为可利用风能．已知：空气的密度ρ，风轮机叶片的长度为 r， 若风速为 v0，每台风力发电机输出电功率为 P，求此过程中：
【审题指导】 解答本题应明确以下几点： (1)小物体的运动有什么特点？ (2)传送带对小物体做功等于其增加的机械能． (3)电动机做的功又对应什么能量转化？
【答案】 (1)255 J (2)270 J
求解物体在传送带上运动的问题，首先要正确分析物体的受 力和运动情况，一般情况下物体的运动有两个或两个以上的过 程，要将各个过程的做功和能量的转化弄清楚，然后根据题目条 件求解．
(1)单位时间内每台风力发电机获得的风能表示式； (2)风力发电机利用风能的效率表示式．
【答案】
(1)12πr2ρv30
2P (2)πr2ρv30
能量守恒定律是处理不同形式的能量转化守恒的一个基本 定律，获取题目信息，建立能量转化的模型，利用能量守恒定律 列方程是解题的基本方法．该题中需构建一个气流圆柱体模型， 把气流的动能转化为电能．
(2)建立定律的两个重要事实 ①确认了 永动机 的不可能性． ②各种自然现象之间能量的 相互联系 与 转化 ． (3)机械能守恒定律与能量守恒定律的关系 机械能守恒定律是 能量守恒定律 的特殊背景下一种特殊 表现形式．
探究交流 一个叫丹尼斯·李(Dennis Lee)的美国人在《美国今日》、
《新闻周刊》等全国性报刊上刊登大幅广告，在全美各地表演， 展示其号称无须任何能源的发电机．你认为这种发电机能造出来 吗？
(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 并未减少 ，但在可利用的品质上 降低 了，从便于利用的 变成 不便于利用 的了． (3)能量转化的方向性与节约能源的必要性 能量耗散 反映了能量转化的宏观过程具有方向性，所以能 源的利用是有条件的，也是有代价的，所以自然界的能量虽然 守恒 ，但还是很有必要节约能源．
探究交流 近几年流行一种“自发电电动车”如图，基本原理是将一小 型发电机紧靠车轮处，车轮转动时，带动发电机运转，发出的电 又继续供给电动车，你认为仅靠这种方式，电动车能持续运动下 去吗？
【提示】 仅靠这种方式，不能使电动车持续运动下去．因 为靠这种方式，只能将电动车的一部分能量收集起来，但电动车 运动时受到的阻力做负功，不断把电动车的机械能转化为内能， 根据能量守恒定律，要想使电动车持续运动下去，必须不断地给 电动车补充新的能量，如用脚蹬电动车或给电动车的电源充电.
1．能量守恒定律是个普遍规律，它不受条件约束，是自然 科学的基本规律之一．
2．应用能量守恒定律解题时，一定要分清系统中有哪些形 式的能，什么能发生了转化或转移．
例:如图所示，传送带与水平面之间的夹角为θ＝30°，其上 A、 B 两点间的距离为 x＝5 m，传送带在电动机的带动下以 v＝1 m/s 的速度匀速运动，现将一质量为 m＝10 kg 的小物体(可视为质点) 轻放在传送带的 A 点，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数为 μ＝ 23，在传送带将小物体从 A 点传送到 B 点的过程中，(g 取 10 m/s2)求：
动能增加 动能减少
动能变 化
W合＝Ek2－Ek1
除重力(或系 正功 统内弹力)外 其他力做功 负功
机械能增加 机械能减少
机械能 变化
W外＝E2－E1
功与能是两个不同的概念，功是力在空间上的积累， 做功需要一个过程，能反映了物体对外做功的本领．二者 有本质的区别，且功与能不能相互转化，但物体的能量转 化是通过做功来实现的．
必修二— 第七章机械能守恒定律 第十节能量守恒定律与能源
课标解读
重点难点
1.了解各种不同形式的能，知道 能量守恒定律确定的两类重要事 实． 2.能够叙述能量守恒定律的内容 ，会用能量守恒的观点分析、解 释一些实际问题． 3.了解能量耗散，知道能源短缺 和环境恶化问题，增强节约能源 和环境保护意识.
【提示】 不能．能量守恒定律是自然界最普遍、最重要、 最可靠的规律之一，物体间只能发生能量的转化或转移，但总能 量不变，任何事物都不可能违背能量守恒定律．丹尼斯·李发明 的发电机不消耗其他能量而源源不断地产生电能，违背了能量守 恒，因此这种发电机不能制造出来.
二、能源和能量耗散
1.基本知识 (1)能量耗散 燃料燃烧时把自己的热量释放出去，电池中的化学能转化为 电能，它又通过灯泡转化成 内能 和 光能 ，热和光被其他物体吸 收之后变成周围环境的 内能 ，我们无法把这些散失的能量收 集起来重新利用．
2．表达式：ΔE1 减＝ΔE2 增． 3．含义 (1)某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减 少量一定和增加量相等． (2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加， 且减少量和增加量一定相等． 4．应用步骤 (1)分清哪些形式的能(如机械能、热能、电能等)在变化． (2)分别列出减少的能量ΔE 减和增加的能量ΔE 增的表达式． (3)依据能量守恒列式求解．
例：如图所示，质量为 m 的小铁块 A 以水平速度 v0 从左侧 冲上质量为 M、长为 l 置于光滑水平面 C 上的木板 B，刚好不从 木板上掉下，已知 A、B 间的动摩擦因数为μ，此时木板对地位 移为 x，求这一过程中：
(1)木板增加的动能； (2)小铁块减少的动能； (3)系统机械能的减少量． 【审题指导】 求解本题应注意以下三点： (1)木板增加的动能等于它受到的合力做的功． (2)铁块减少的动能等于它克服合外力做的功． (3)系统机械能的减少量等于系统克服摩擦力做的总功．
四、对能量守恒定律的理解
【问题导思】 1．能量守恒定律有条件吗？ 2．能量守恒定律有什么重要意义？ 3．应用能量守恒定律分析问题的一般步骤是什么？
1．能量守恒定律的重要意义 (1)能量守恒定律是普遍适用的，对宏观世界与微观世界、 高速运动与低速运动等都成立． (2)能量守恒定律反映了自然现象的普遍联系，对人类认识 自然、改造自然起着重要的指导作用． (3)能量守恒定律彻底否定了第一类永动机的存在，即不需 要任何动力和燃料，却能不断对外做功的机械是不可能存在的．
三、对功、能关系的理解
【问题导思】 1．能量转化用什么量度？ 2．某种力的功常与某种能量转化相联系，对吗？ 3．常见的功能关系有哪些？
1．功与能量的转化 不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的．做功的过程 就是各种形式的能量之间转化(或转移)的过程，且做了多少功， 就有多少能量发生转化(或转移)．因此，功是能量转化的量度．
1.能量守恒定律的内容．(重 点) 2.应用能量守恒定律解决问 题．(重点) 3.理解能量守恒定律的确切 含义．(难点) 4.能量转化的方向性． (难点)
一、能量守恒定律
1.基本知识 (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 一种形式转化 为另一种形式，或者从一个物体 转移到别的物体， 在转化和转移的过程中， 能量的总量 保持不变．
【审题指导】 求解本题应注意以下三点： (1)木板增加的动能等于它受到的合力做的功． (2)铁块减少的动能等于它克服合外力做的功． (3)系统机械能的减少量等于系统克服摩擦力做的总功．
【答案】 (1)μmgx (2)μmg(x＋l) (3)μmgl
两个相互作用的物体有相对运动时，例如一个物体在另一个 物体上滑动，子弹打木块等．此时两物体所受的作用力大小相等， 方向相反，求解功时应分别对应相应的位移．系统产生的内能， 等于摩擦力与相对位移的乘积．
2．功与能的关系 由于功是能量转化的量度，某种力做功往往与某一种具体形 式的能量转化相联系，具体功能关系如下：
功
能的变化
表达式
重力做功
正功 负功
重力势能减少 重力势能增加
重力势 能变化
WG＝Ep1－Ep2
弹力做功
正功 负功
弹性势能减少 弹性势能增加
弹性势 能变化
W弹＝Ep1－Ep2
正功 合力做功
负功
五、能源的开发利用
例：风能是一种很好的再生能源，而且对环境的污染较小，近年 来我国在西北地区，建立了许多风力发电厂．如图所示，为风力 发电的情景．通过风轮机一个叶片旋转一周扫过面积的最大风能 为可利用风能．已知：空气的密度ρ，风轮机叶片的长度为 r， 若风速为 v0，每台风力发电机输出电功率为 P，求此过程中：