高中物理能量守恒与可持续发展能量的转化与守恒学案沪科版

4.3 能量的转化与守恒
思维激活
如图4-3—1所示,是有人设计的永动机：左右的木球数目相等，右边的球浸入水中,那么右面的球始终受到向上的浮力的作用而永远转动下去.请分析可行性。

图4-3—1
提示当木球由下方进入水时，仅受到水向下的压力，由于该处压强最大，所以向下的压力很大，要永远转动下去，要克服各处摩擦消耗能量，而这些能量又没有来源，这是违背能量守恒的，故不可行。

自主整理
一、分析小汽车行驶时能量的转化
汽车行驶要消耗燃料，汽车各部分消耗的能量都是燃油的化学能转化来的，具体情况如下：
二、能量转化与守恒定律的建立
1。

能量形式的多样性
物质的运动形式是多种多样的，物质的每一种运动形式都对应着一种形式的能量。

与物体的机械运动对应的能量称机械能，与物体内大量分子热运动及分子间相互作用势能对应的能量称内能;与电磁运动对应的能量称电磁能；与物质的化学运动对应的能量称化学能.
2.能量之间的相互转化
自然界中，能的表现形式是多种多样的，除了机械能外,还有内能、电能、光能、化学能等,这些能量间可以相互转化，但总的能量不变,即遵守能量转化和守恒定律.
3。

能量守恒定律
能量既不能凭空产生，也不能凭空消失,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另一个物体，在转化或转移的过程中其总量不变.
高手笔记
1.功和能量转化的关系
(1）合外力对物体所做的功等于物体动能的变化量，W合=E k末—E k 初,即动能定理.
(2)只有重力（或弹簧弹力）做功，物体的机械能守恒。

（3)只要重力对物体做功,物体的重力势能一定变化,重力势能的变化只跟重力做功有关.W G=E p末-E p初。

（4)重力和弹簧弹力之外的力对物体做的功W F等于物体机械能的变化,W F=E末-E初.
2。

能量转化与守恒定律的表达式：E初=E终；ΔE增=ΔE减。

3.用能量守恒解题的基本步骤
（1）分清有多少种形式的能(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)列式求解。

名师解惑
摩擦力做功与机械能的变化有什么关系？
剖析：（1)由于相互作用的一对静摩擦力做功的代数和为零，所以在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的相互转化（静摩擦力起着传递机械能的作用）,而没有机械能向其他形式的能量转化.
(2）相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和总不为零，且总为负值。

在滑动摩擦力做功的过程中，不仅有相互摩擦物体间机械能的转移,还有机械能向内能的转化.
（3)摩擦生热
一对滑动摩擦力相互作用而产生的热量Q等于系统机械能的减少量，并且等于滑动摩擦力与相对位移的乘积,即
Q＝fs相对。