§7.10能量守恒定律与能源
7.10能量守恒定律与能源
能量耗散
由于取暖和使用电器，室内温度比室外高。热 量散失到室外后，不能回收重新利用。
这种现象叫做能量的耗散．
能量耗散
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，但从便于 利用变成不便于利用的了。 这是能源危机更深层次的含义，也是 “自然界的能量虽然守恒，但还是要节约能 源”的根本原因。
内 容
某种形式的能减少，一定有其他形式的能量增加，且 减少量和增加量一定相等．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。
永动机
蒸汽机消耗煤炭，内燃机消耗汽油或柴油，电 动机消耗电力，有没有一种机器，它不消耗任 何燃料或动力，却可以不停地运转，源源不断 的对外做功呢？这种机器被称为永动机。
10
能量守恒定律与能源
能源
能源：凡是能够提供可利用能量的物质统称为 能源 能源的分类 一次能源和二次能源 可再生能源与不可再生能源 常规能源与新能源 清洁能源与非清洁能源
能量守恒定律
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，在转化或转移的过程中 其总量不变 。
我们要节约的是什么能源？
环境污染
小结
一、能量守恒定律
能量既不会消灭，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
到另外一个物体，而在转化和转移的过程中，
能量的总和保持不变．
二、能量耗散
1．内容：能量转化具有3．永动机是不可能制成的．
随堂练习
随堂练习
6、一个物体沿粗糙斜面匀速滑下，则下列说法
正确的是（ D ）
A、物体机械能不变，内能也不变 B、物体机械能减小，内能不变 C、物体机械能减小，内能增大，机械能与内 能总量减小
7.10 能量守恒定律与能源
7.10 能量守恒定律与能源（学案）学习目标:理解能量守恒定律，知道能源和能量耗散学习重点: 1．能量守恒定律的内容．2．应用能量守恒定律解决问题．学习难点: 1．理解能量守恒定律的确切含义．2．能量转化的方向性。
主要内容:一、能量守恒定律（阅读课本第75页内容）能量既不会消灭，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外一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总和保持不变．这个规律就是能量守恒定律阅读材料：能量守恒定律是建立在自然科学发展的基础上的，从16世纪到18世纪．经过伽利略、牛顿，惠更斯、莱布尼茨以及伯努利等许多物理学家的认真研究，使动力学得到了较大的发展，机械能的转化和守恒的初步思想，在这一时期已经萌发．18世纪末和19世纪初，各种自然现象之间联系相继被发现．伦福德和戴维的摩擦生热实验否定了热质说．把物体内能的变化与机械运动联系起来．1800年发明伏打电池之后不久，又发现了电流的热效应、磁效应和其他的一些电磁现象．这一时期，电流的化学效应也被发现，并被用来进行电镀．在生物学界，证明了动物维持体温和进行机械活动的能量跟它所摄取的食物的化学能有关，自然科学的这些成就，为建立能量守恒定律作了必要的准备．能量守恒定律的最后确定，是在19世纪中叶由迈尔、焦耳和亥姆霍兹等人完成．德国医生迈尔是从生理学的角度开始对能量进行研究的．1842年，他从“无不生有，有不变无”的哲学观念出发．表达了对能量转化和守恒思想，他分析了25种能量的转化和守恒现象，成为世界上最先阐述能量守恒思想的人．英国物理学家焦耳从1840年到1878年将近40年的时间里．研究了电流的热效应，压缩空气的温度升高以及电、化学和机械作用之间的联系，做了400多次实验，用各种方法测定了热和功之间的当量关系，为能量守恒定律的发现奠定了坚实的实验基础．在1847年，当焦耳宜布他的能量观点的时候，德国学者亥姆霍兹在柏林也宜读了同样课题的论文．在这篇论文里，他分析了化学能、机械能、电磁能、光能等不同形式的能的转化和守恒，并且把结果跟永动机不可能制造成功联系起采，他认为不可能无中生有地创造一个永久的推动力，机器只能转化能量，不能创造和消灭能量．亥姆霍兹在论文里对能量守恒定律作了一个清晰、全面而且概括的论述，使这一定律为人们广泛接受．在19世纪中叶，还有一些人也致力于能量守恒地研究．他们从不同的角度出发，彼此独立地研究，却几乎同耐发现了这一伟大的定律．因此，能量守恒定律的发现是科学发展的必然结果．此时，能量转化和守恒定律得到了科学界的普遍承认．这一原理指出：自然界的一切物质都具有能量，对应于不同的运动形式，能量也有不同的形式，如机械运动的动能和势能，热运动的内能．电磁运动的电磁能，化学运动的化学能等，他们分别以各种运动形式特定的状态参量来表示。
7.10 能量守恒定律与能源 课件(人教版必修2)
核心要点突破
一、对功与能关系的理解 1．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．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 或转移)的过程．且做了多少功， 或转移 的过程 少能量发生转化(或转移 因此， 或转移)， 少能量发生转化 或转移 ，因此，功是能量 转化的量度． 转化的量认识
例1 (2011年浙江宁波高一检测 试说明下列 年浙江宁波高一检测)试说明下列 年浙江宁波高一检测
现象中能量是怎样转化的． 现象中能量是怎样转化的．
(1)在水平公路上行驶的汽车，发动机熄火之 在水平公路上行驶的汽车， 在水平公路上行驶的汽车 速度越来越小，最后停止． 后，速度越来越小，最后停止． (2)电风扇通电后开始转动，断电后转动着的 电风扇通电后开始转动， 电风扇通电后开始转动 风扇又慢慢停下来． 风扇又慢慢停下来． (3)火药爆炸产生燃气，子弹在燃气的推动下 火药爆炸产生燃气， 火药爆炸产生燃气 从枪膛发射出去，射穿一块钢板， 从枪膛发射出去，射穿一块钢板，速度减小 ． (4)用柴油机带动发电机发电，供给电动水泵 用柴油机带动发电机发电， 用柴油机带动发电机发电 抽水，把水从低处抽到高处． 抽水，把水从低处抽到高处．
2．不同形式的能量变化与不同的功对应 ． 能量的转化必须通过做功才能实现， 能量的转化必须通过做功才能实现，某种力 做功往往与某一具体形式的能量变化相联系 即功能关系． ，即功能关系． 常见的力做功与能量转化的对应关系如下( 常见的力做功与能量转化的对应关系如下 即功能关系) 即功能关系
即时突破， 即时应用 (即时突破，小试牛刀 即时突破 小试牛刀) 1．一质量为 kg的物体被人用手以 m/s ．一质量为1 的物体被人用手以2 的物体被人用手以 的速度竖直向上匀速提升1 ， 的速度竖直向上匀速提升 m，则下列说法 ) 正确的是(g取 正确的是 取10 m/s2)( A．物体上升过程中机械能守恒 ． B．物体的机械能增加10 J ．物体的机械能增加 C．合外力对物体做功2 J ．合外力对物体做功 D．物体克服重力做功2 J ．物体克服重力做功
7.10能量守恒与能源教学案
高一物理教案设计人：倪志业设计时间：2010.5.25 使用时间：2010年月日§7.10 能量守恒定律与能源【教学要求】：（一）知识与技能理解能量守恒定律，知道能源和能量耗散。
（二）过程与方法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（三）情感、态度与价值观感知我们周围能源的耗散，树立节能意识。
【教学重点】：能量守恒定律的内容。
【教学难点】：理解能量守恒定律的确切含义。
【教学方法】：教师启发、引导，学生自主阅读、思考，并讨论、交流学习成果。
高一物理学案设计人：倪志业设计时间：2010.5.25 使用时间：2010年月日使用人：______________ 班级：_____________§7.10 能量守恒定律与能源学案【学习目标】：（一）知识与技能理解能量守恒定律，知道能源和能量耗散。
（二）过程与方法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（三）情感、态度与价值观感知我们周围能源的耗散，树立节能意识。
【教学重点】：能量守恒定律的内容。
【教学难点】：理解能量守恒定律的确切含义。
【教学方法】：教师启发、引导，学生自主阅读、思考，并讨论、交流学习成果。
【教学过程】：一、自学导引：（一）能量守恒定律：阅读课本“能量守恒定律”，回答：1、能量守恒定律的内容是什么？2、引用教材上的话，说明导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是什么?3、举出生活中能量守恒的例子。
4、历史上曾有人设想制造一种不需要消耗任何能源就可以不断做功的机器，即永动机，这样的机器能不能制成？为什么？（二）能源与能量耗散1、了解人类应用能源的历程，能源对人类社会发展所起的作用。
2、人类在利用能源的同时对环境造成了哪些严重污染。
3、什么是能量耗散？能量耗散与能量守恒是否矛盾，该怎样理解？4、我们为什么要节约能源呢?二、自我展示：1、指出下列现象中能量的转化或转移情况：（1）人在跑步时，身体发热（）（2）风吹动帆船前进（）（3）放在火炉旁的冷水变热（）（4）电流通过灯泡，灯泡发光（）（5）植物进行光合作用（）（6）用毛巾反复擦背，感觉后背热了（）2、思考：在一间隔热很好的密闭房间中，把正在工作的电冰箱门打开，室内空气温度将( )A．升高．B．不变．C．降低D．不可能升高．3、下列说法中正确的是（）A. 不同形式能量的转化是通过做功来实现的B. 做功的过程总是伴随着能量的转化（或转移）C. 某种形式的能量增加10J，一定有其他形式的能量减少10JD. 某个物体的能量减少10J，一定有其他物体的能量增加10J4、．能量耗散是指( )A．在能源的利用过程中，能量在数量上减少了。
7.10 能量守恒定律与能源课件PPT
2021/3/10
5
内容提要
一、能量守恒定律
二、能源和能量耗散
1.能量守恒定律确立的依据 （1）能量的转化与转移 （2）永动机不可能制成 2.能量守恒定律的建立过程 迈尔 焦耳 亥姆霍兹 3.能量守恒定律的内容
1.能源的分类 2·能源与社会发展 3.为什么要节约能源
10 能量守恒定律与能源
2021/3/10
1
塔式太阳能热电站
电站有一个高塔，塔顶上装有锅炉，塔的周围装有平面反射
镜，它把阳光反射后集中在锅炉上，把锅炉内的工作物质水
加热成高温高压蒸汽。高温高压蒸汽通过管道输送到汽轮发
电机。 2021/3/10
太阳能 内能 机械能 电能 2
雷电
雷电是大气 中的一种放电现 象。雷雨云在形 成过程中，一部 分积聚起正电荷， 另一部分积聚起 负电荷，当这些 电荷积聚到一定 程度时，就产生 放电现象。
2021/3/10
内能 机械能
水能（动能、重力势能）
电能
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一 1（1）能量的转化
水果电池 化学能 电能
2021/3/10
机械能 内能
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一 1 （1）能量的转移
刚煮好的鸡蛋放入凉水中 内能：鸡蛋 凉水
2021/3/10
动能：风 帆船
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一 1（1）能量的转化
两个相同的铅球在光滑的水平面上相向运动， 碰撞后粘在一块。并静止在地面上
打雷放电时间极短，但电流异常强大。放电时产生的强光，
就是闪电。闪电时释放出的大量热能，能使局部空气温度瞬间升
高１万 —2万摄氏度。 电能 2021/3/10
7-10 能量守恒定律与能源-高中物理课件(人教版必修二)
在一定条件下，各种形式的能量可以相互转化和转移 能量转移：例如运动的甲钢球碰击静止的乙钢球、在热传递过程中等等。
特点：能量的形式没有变
能量转化：例如小朋友滑滑梯、水力发电、火力发电、电流通过电热器 时等等。 特点：能量的形式发生变化
例1.指出下列现象中能量的转化或转移情况： （1）人在跑步时，身体发热（ 化学能转化为内能 ） （2）风吹动帆船前进（ 风的机械能转移到帆船上 ） （3）放在火炉旁的冷水变热（ 内能由火炉转移给水 ） （4）电流通过灯泡，灯泡发光（ 电能转化为光能） （5）植物进行光合作用（ 光能转化为化学能 ）
证明
∵ W合 = WG + W弹 + W其他 = ΔE动 又ΔE = ΔE重 + ΔE弹 + ΔE动 WG = -ΔE重, W弹 = -ΔE弹. ∴ W其他 = ΔE
当WG外＞0时，△E＞0，机械能增加
当WG外＜0时，△E＜0，机械能减少
【深化理解】
(1)能量既可通过做功的方式实现不同形式的能量之间的转化,也可在同一物 体的不同部分或不同物体间进行转移。
解：根据动能定理，有
WG W f
1 2
mv22
1 2
mv12
取地面为参考平面，有：
WG mgh1 mgh2
Wf
1 2
mv22
1 2
mv12
mgh2
mgh1
1 2
mv22
mgh2
1 2
mv12
mgh1
E2
E1
E
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 D.石子从空中落下，最后静止在地面上，说明机械能消失了
7.10能量守恒定律与能源
机械能守恒定律成立的条件是什么? 机械能守恒定律成立的条件是什么? 机械能守恒定律成立的条件是只有重力或弹 机械能守恒定律成立的条件是只有重力或弹 力做功． 力做功． 当外力(除了重力 A状 外力( ：物体从 思考：物体从A 思考 思考：物体从A 思考：物体从A状 或弹力以外的力)对物 态到B 态到B状态过程中 态到B 态到B状态过程中 体做功时， 体做功时，系统的机 机械能是否守恒? 机械能是否守恒? B 机械能是否守恒? A 机械能是否守恒? 外力对 械能不守恒。 械能不守恒。 如果不守恒， 如果不守恒，原因 物体做正功， 物体做正功，物体机 匀 匀 是什么， 是什么，机械能是 速 速 械能增加； 械能增加；外力对物 下 上 怎样变化的? 怎样变化的? 体做负功， 体做负功，物体机械 落 升 能减少。 能减少。 A B
学 以 致 用
一个物体沿粗糙斜面匀速滑下， 一个物体沿粗糙斜面匀速滑下，则下列说法正确的 是（ D ） A、物体机械能不变，内能也不变 物体机械能不变， B、物体机械能减小，内能不变 物体机械能减小， C、物体机械能减小，内能增大，机械能与内能总 物体机械能减小，内能增大， 量减小 D、物体机械能减小，内能增大，机械能与内能总 物体机械能减小，内能增大， 量不变
7.10能量守恒定律与能源
B. 逐渐降低
D. 始终不变
课堂练习
(1) E重 = - WG = - mgh 解：
(2)E动 =W合 F合 h mah 1 mgh 3
(3)以地面为重力势能参考平面
E E2 E1 1 2 mv 2 mgh mgh 2 3
h
2 故机械能减少了 3 mgh
能量之间有什么联系啊
能 量 守 恒 定 律
三、能量的转化
太阳能电站
太阳能
电能
能 量 守 恒 定 律
三、能量的转化
水电站
水的动能和重力势能
电能
能 量 守 恒 定 律
三、能量的转化
水果电池
化学能
电能
能 量 守 恒 定 律
三、能量的转化
内 燃 机 车
内 能 电 能
能 量 守 恒 定 律
三、能量的转化 光合作用 光 能
化 学 能
能 量 守 恒 定 律
思考： 有没有一种机器，它不消耗任何燃料或动力， 却可以不停地运转，源源不断的对外做功， 提供能量呢？ 这种机器被称为永动机。 行不行？
能 量 守 恒 定 律
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
四、能量守恒定律
能 量 守 恒 定 律
1、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 物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中能 量的总量保持不变。 2、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。
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点C处施加一竖直向下的力，将最低点缓慢拉 至D点。在此过程中，绳的重心位置
（ A）
A. 逐渐升高
B. 逐渐降低
C. 先降低后升高
D. 始终不变
A
B
C
D
人类对能源的利用大致经历了 三个时期，即柴薪时期、 煤炭时期、石油时期。
能源短缺
环境污染
能量耗散
能量耗散表明，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却降低了， 从便于利用变成不便于利用的了，这是 “节约能源”的根本原因。
第七章 机械能守恒定律
10. 能量守恒定律与能源
课前复习：
1、机械能包括哪几种形式？ 2、机械能守恒的条件是什么？ 3、除了机械能你还知道哪些能量形式？
一、能量的多样性
我们已经知道的能量形式： 机械能、 内能、 电能、 太阳能、 化学能、 核能等等．
思考与讨论1：
动能和势能可以相互转化，那 么其它能量形式之间可以相互转化 吗？试举例说明。
太阳能
风 能 新 疆 达 坂 风 力 发 电 厂
水 能 三 峡 水 电 站
核能 深圳大亚湾核电站
地热能
温泉
西藏羊八井地热电站
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
随堂练习：
7．一质量为1kg的物体被人用手以2 m/s2的 加速度由静止开始时竖直向提升1 m，则物体 上升过程中机械能增加多少？g取10 m/所示，质量为m的小铁块A以水平速 度v0冲上质量为M、长为L置于光滑水平面C 上的木板B，正好不从木板上掉下，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：
能量的耗散从能量转化的角度反映出 自然界中宏观过程具有方向性．
一辆行驶的小轿车，燃料燃烧产生的内能有 370/0通过发动机散热系统排出，370/0直接由排气管 排出，只有260/0变为发动机输出的机械能
正是因为能量转化的方向性， 能量的利用受这种方向性的制约， 所以能量的利用是有条件的，也是 有代价的。
光合作用 太阳能转化为化学能
太 阳 能 发 电
太阳能转化为电能
运 动
化学能转化为机械能和内能
水 果 电 池
化学能转化为电能
水电站 水的机械能转化为电能
动 车 ，
电 能
有
转
轨
化
电
机
车
械
能
结论： 不同能量形式之间是可以相互转化的。
思考与讨论2： 能量转化是通过什么方式实现的？
做功的过程就是能量转化过程，功是能量 转化的量度，一个力做了多少功，就对应多少 能量发生转化
2.表达式：E初＝E末 ；△E增＝△E减
迈尔（1814-1878） 德国物理学家和
医生 第一个发表能量 守恒定律的人
焦耳（1818-1889） 亥姆霍兹（1821-1894）
英国物理学家
德国物理学家和
为能量守恒定律的
生物学家
建立提供了坚实可
总结推广
靠的实验基础
历史上还有很多人，他们试图发明一种不消耗能 量，却能源源不断对外做功的机器——永动机，但
( 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
随堂练习:
3. 在一间隔热很好的密闭房间中，把正在工 作的电冰箱门打开，过一段时间，室内空
气温度将 ( A )
A．升高． B．不变． C．降低 D．不可能升高．
4、一质量均匀、不可伸长的绳索，重为G，A、B
(1)小铁块减少的动能；
(2)木板增加的动能；
(3)系统产生的热量．
小结
一、能量具有 多样性 。 二、 功 是能量转化的量度
机械能变化对应 除重力以外的其他力 做功 三、能量守恒定律 四、能量耗散说明自然界宏观过程具有
方向性。所以要 节约能源，开发 新能源。
随堂练习：
5.下列说法中正确的是( AC )
A.某种形式的能减少,一定存在其他形式的 能增加
B.因为能量守恒,所以不存在“能源危机” C.能量耗散表明自然界宏观过程具有方向性 D.能量耗散过程能量减少了
随堂练习：
6.下列哪些现象属于能量的耗散( D )
A.利用水流能发电产生电能 B.电能在灯泡中变成光能 C.电池的化学能变成电能 D.火炉把屋子烤暖
思考与讨论3： 我们已经学过哪些功能关系？
情景一 ：汽车刹车后滑行至停止过程 情景二 ：手托着书匀速上升过程
思考与讨论4：情景一、二的机械能是否守恒？ 机械能的变化对应什么力做功？ 能量总量是否守恒？
三、能量守恒定律
1.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，在转化或转移的过程中，能量 的总量保持不变。
结果都以失败而告终！
永动机不可能制成的原因 ？
随堂练习:
1.有关功和能,下列说法中正确的是（ D )
A.力对物体做了多少功,物体就具有多少能 B.物体具有多少能,就一定能做多少功 C.物体做了多少功,就有多少能量消失 D.能量从一种形式转化为另一种形式时,可以
用功来量度能量转化的多少
随堂练习:
2.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