第十节能量守恒定律和能源

分析：根据动能定理，有
1 2 1 2 WG W f mv2 mv1 2 2
下落过程中重力对物体做功，重力做功在数值 上等于物体重力势能的变化量。取地面为参考 平面，有：
WG mgh1 mgh2
由以上两式可以得到：
1 1 2 2 W f mv2 mv1 mgh2 mgh1 2 2
②定律的表达式
E初＝E终 ；△E增＝△E减
③内涵：能够对外做功的物体具有能量； 能量具有多种形式，不同形式的能量之间可以相互 转化；能量也可以从一个物体转移到另一个物体； 能量在转化或转移过程中总量保持不变； 不同形式能量之间的转化是通过做功实现的。 ④说明： a.该定律是贯穿整个物理学的基本规律之一，是学习 物理学的一条主线。 b.要分清系统中有多少种形式的能，发生了哪些转化 和转移。 c.系统克服摩擦力所做的总功等于系统机械能的减少 量，滑动摩擦力与相对距离的乘积在数值上等于系统 产生的内能，即Q＝FL相
7.10能量守恒定律与能源
学习目标
• 1：理解能量守恒定律，知道能源和能量 的散耗。 • 2：通过对生活中能量转化的实例分析理 解能量守恒定律的确切含义。 • 3：感知我们周围的能源耗散树立节能意 识。
我们已经学过了好几种形式的能量了，那么 到底如何定义能量呢？
一.能量的概念
一个物体能够对外做功，我们就说这个物 体具有能量。
动能的变化 重力势能的变化
弹性势能的变化
WG= E重
3.弹簧弹力做功
W弹= E弹
4.除重力（或系统内 机械能变化 弹力）外其它力做功 W其它= E机
功能原理介绍：
质量为m的物体下落过程中，经 过高度h1处速度为v1，下落至高 度h2处速度为v2，空气阻力恒为f ， 分析由h1下落到h2过程中机械能 的变化。
D.石子从空中落下，最后静止在地面上，说明机械能
消失了
课堂训练
2、物体获得一定初速度后，沿粗糙斜面上滑， 在上滑过程中，物体和斜面组成的系统（ BD ） A、机械能守恒 B、总能量守恒 C、机械能和内能都增加 D、机械能减少，内能增加
【对应训练3】一质量为1kg的物体被人用手以2m/s的速度 竖直向上匀速提升1m，则下列说法正确的是( B )
六.能源和能量耗散
①人类利用能源大致经历了三个时期，即柴 薪时期，煤炭时期，石油时期。 ②能量耗散：燃料燃烧时一旦把自己的热量 释放出去，它就不会自动聚集起来供人类重 新利用。(能量转化的方向性）
③为什么要节约能源
（1）能源短缺（2）环境恶化（3）能量耗散
功能关系
1.合外力做功 2.重力做功
W合= E动
当WG外＞0时，△E＞0，机械能增加
当WG外＜0时，△E＜0，机械能减少
课堂训练
1.下列对能的转化和守恒定律的认识正确的是( ABC ) A.某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加 B.某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加
C.不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——
永动机是不可能制成的
思考：
在一定条件下，系统内的动能和势能相互 转化，但其和保持不变，即服从机械能守 恒定律。 当其它形式的能量如电能、内能、化学能、 光能等参与转化时，是否服从类似的规律呢？
能量守恒定律
五.能量守恒定律
①内容： 能量既不可会消灭，也不会创生，它只会 从一种形式转化为其他形式，或者从一个 物体转移到另一个物体，而在转化和转移 过程中，能量的总量保持不变．
7.(2017·全国卷III)如图,一质量为m,长度为l的均匀
柔软细绳PQ竖直悬挂。用外力将绳的下端Q缓慢地竖直
向上拉起至M点,M点与绳的上端P相距。重力加速度大
小为g。在此过程中,外力做的功为( A )
1 A. mgl 9
B.
1 mgl 6
1 C. mgl 3
D.
1 mgl 2
课堂小结
一、能量守恒定律 1.能量守恒定律的内容 2.能量守恒定律的表达式： E初＝E终；△E增＝△E减 二、能源和能量耗散 1.人类利用能源大致经历了三个时期，即:柴薪时期， 煤炭时期，石油时期。 2.能量耗散(能量转化的方向性） 三、功能关系 WG= Ep W合= Ek W其他= E机
5.自由摆动的秋千幅度越来越小，直至最后停止 摆动，对于该过程，下列说法正确的是( C ) A．机械能守恒 B．能量正在消失 C．减少的机械能转化为内能
D．只有动能和势能相互转化
6.一小孩从公园中粗糙的滑梯上自由加速滑下，其能量 的变化情况是( B ) A．重力势能减小，动能不变，机械能减小，总能量减 小 B．重力势能减小，动能增加，机械能减小，总能量不 变 C．重力势能减小，动能增加，机械能增加，总能量增 加 D．重力势能减小，动能增加，机械能守恒，总能量不 变
A．物体上升过程中机械能守恒
B．物体的机械能增加10J C．合外力对物体做功2J D．物体克服重力做功2J 【解题关键】把握功和能关系一一对应性，比如除重 力、弹力之外的其他力做功等于机械能的增加量。
4.(多选)一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑 水平面上的木块，并从中穿出。对于这一过程，下列 说法正确的是( BD ) A．子弹减少的机械能等于木块增加的机械能 B．子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于系统产 生的热量 C．子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加 的内能之和 D．子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块 增加的内能之和
二.能量的多样性
对应于不同的运动形式，能的形式也是多种多 的． 机械能对应机械运动，内能对应大量微观粒子 的热运动…….
我们知道能量的形式： 机械能、内能、电能、太阳能、化学能、生 物能、原子能等．
三、不同形式能量之间的相互转化
这些能量之间有联系吗？有什么联系呢？
太阳能的利用：太阳能转化为电能
内燃机车：内能转化机械能
水电站：水的机械能转化为电能水果电池：化学能转化为电能
光合作用
光 能
化 学 能
不同形式的能之间可以在一定条件的情况 下相互转化。怎样才能实现不同形式的能 之间的相互转化呢？
四.功是能量转化的量度
不同形式的能量之间的转化是通过做功 实现的。 重力做功：重力势能和其他能相互转化
弹力做功：弹性势能和其他能相互转化
1 1 2 2 mv2 mgh2 mv1 mgh1 2 2
E2 E1 E
功能原理
除重力(弹力)外，其他外力对物体对所做的总 功WG外等于物体机械能的变化量△E
wG外 E E2 E1
Ek 2 E p 2 Ek1 E p1