能量守恒定律与能源 课件
10.能量守恒定律与能源—人教版高中物理必修二课件(共52张ppt)
2
36
1．关于能源的利用和节能，下列说法正确的是( ) A．根据能量守恒定律，能源的利用率应该是 100% B．由于能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，总是守恒 的，所以节约能源的意义不大 C．节约能源只要提高节能意识就行，与科学进步无关 D．在能源的利用中，总会有一部分能源未被利用而损失掉
2
37
2
26
2．能量耗散与能量守恒的关系：能量耗散是不可避免的， 但仍遵守能量守恒定律．
2
27
【例 2】 如图所示是某类潮汐发电示意图．涨潮时开闸，
水由通道进入海湾水库蓄水，待水面升至最高点时关闭闸门(如
图甲)，落潮时，开闸放水发电(如图乙)．设海湾水库面积为
5.0×108 m2，平均潮差为 3.0 m，一天涨落潮两次，发电机的平
×
能量的转移与转化具有方向性，例如机械能可以全部转化为 D 内能，除非有外界的帮助，否则内能不能全部转化为机械能
√
答案：D
2
34
变式训练 4 [2019·包头检测]
近几年流行一种“自发电电动车”，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？
化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题．
2
7
2．能量耗散 燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，就不会再次自动聚 焦起来供人类重新利用．电池中的化学能转化为电能，电能又通 过灯泡转化成 内能和光能 ，热和光被其他物质吸收之后变成周围 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． 3．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 虽未减少 ，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．
人教版高一物理必修二能量守恒定律与能源
四个阶段的下列描述正确的是（ ）
A．a—b阶段：加速助跑，人和杆的总机械能增加
B．b—c阶段：杆弯曲、人上升，系统动能减少，重力势能和弹性势能增加
C．c—d阶段：杆伸直、人上升，人的动能减少量等于重力势能增加量
D． d—e阶段：人过横杆后下落，重力所做的功等于人机械能的增加量
拓展：拉维勒尼的体重约为70kg，
人教版《高中物理必修2 》第七章
能量守恒定律的运用
能量的转化和转移
能量守恒定律内容
表述一： 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失， 它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个 物体转移到其它物体，而能量的总量保持不变。
表述二：如果一个系统处于孤立环境，即不可能 有能量或质量传入或传出系统。能量守恒定律表 述为：“孤立系统的总能量保持不变。” 19世纪自然科学的三大发现之一
B
A
c
运用步骤
1.需要选择孤立系统为研究对象 2.分清共有多少种形式的能(如动能、势能、电能、 内能等)在变化．（可以根据受力情况来看） 3.明确哪些能量增加，哪些能量减少． 4.列表达式：（a）根据某一状态的能量等于另一 状态的能量，列出方程：E1＝E2. （b）根据减少的总能量一定等于增加的总能量， 列出方程：ΔE减＝ΔE增.
跳台滑雪
跳台滑雪是利用跳台进行的一种滑雪比赛。跳台 根椐自然山形建成。比赛时滑雪者两脚各绑一块专用 的滑雪板，不用雪杖，不借助任何外力，以自身体重 从起滑台起滑。经助滑道获得很大的速度，于助滑道 末端飞出，沿抛物线在空中飞行 ，在着陆坡着陆。裁 判员根椐飞行距离和动作姿势评分。
人教版高一物理必修二 10.能量守恒定律与能源(共15张PP T)
人教版高一物理必修二 10.能量守恒定律与能源(共15张PP T)
能量守恒定律课件(23张ppt)
热力学第二定律
热力学第二定律指出，不可能从 单一热源吸收热量并完全转换为 有用的功而不产生其他影响。这
限制了热机的效率。
电磁波的产生与传播
电磁波的产生
电磁波是由电荷或电流的振动产生的波动现象。振荡的电 荷或电流产生电场，而振荡的电场产生磁场，两者相互激 发形成电磁波。
电磁波的传播
电磁波在空间中以波动的形式传播，其传播速度等于光速。 电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播。
能量守恒定律具有方向性、守恒 性、不可创性和不可逾越性。
能量守恒定律的重要性
科学研究基础
人类生活影响
能量守恒定律是物理学、化学、生物学 等学科研究的基础，为科学家们提供了 研究物质运动和相互作用的共同框架。
能量守恒定律深刻影响着人类的生产和生 活方式，如能源利用、交通出行、工业生 产等，推动着人类社会的进步和发展。
微观领域
在微观领域，能量守恒定律适用 于原子和分子的运动和相互作用 ，如化学反应、核反应等。
相对论领域
在相对论领域，能量守恒定律适用 于高速运动和高能物理现象，如相
对论效应和量子力学效应等。
02
能量守恒定律的原理
能量转换与守恒
能量是物体做功的能力，可以 表现为多种形式，如机械能、 电能、化学能等。
03
节能意义
节能有助于减少能源消耗，降低环境污染，促进可持续发展。
动力机械与热机
动力机械
动力机械是利用能量转换原理将 一种形式的能量转换为另一种形 式的能量的机械装置。例如，内 燃机将燃料化学能转换为机械能。
热机
热机是一种将热能转换为机械能 的装置，如蒸汽机、汽轮机、内 燃机等。热机的效率受卡诺循环
能量守恒定律课件
《能量守恒定律》课件1(14张PPT)
• 荄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
• 能量守恒定律的建立过程，是人类认识自 然的一次重大的飞跃，是哲学和自然科学 长期发展和进步的结果．它是最普遍、最 重要、最可靠的自然规律之一，而且是大 自然普遍和谐性的一种表现形式．和谐美 是科学的魅力所在．
• [课堂训练] • 下列对能的转化和守恒定律的认识正确的
是……………………………( ) • A。某种形式的能减少，一定存在其他形式的能
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？
不能
违背了能量守恒定律
• 能量守恒定律的建立过程．
• 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
• D选项中石子的机械能在变化，比如受空气阻力作 用，机械能可能要减少，但机械能并没有消失， 能量守恒定律表明能量既不能创生，也不能消 失．故D是错的
能量守恒定律与能源PPT精品课件
合外力做功 除重力、系统内弹力以外的其 他力做功 两物体间滑动摩擦力对物体系 统做功
能量转化 重力势能的改变 弹性势能的改变
动能的改变 机械能的改变
内能的改变
关系式 WG=-ΔEp WF=-ΔEp W合=ΔEk W=ΔE机
Ff·x相对=Q
【典例示范】(多选)(2015·全国卷Ⅱ)如图，滑块a、b的质量均为m， a套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距h，b放在地面上，a、b通 过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动。不计摩擦，a、b可视为质 点，重力加速度大小为g，则( ) A.a落地前，轻杆对b一直做正功 B.a落地时速度大小为 C.a下落过程中，其加速度大小始终不大于g
可
2
2
判断WF2<4WF1，故选项C正确。
3.(2013·海南高考)一质量m=0.6kg的物体以v0=20m/s的初速度从倾 角α=30°的斜坡底端沿斜坡向上运动。当物体向上滑到某一位置时， 其动能减少了ΔEk=18J，机械能减少了ΔE=3J。不计空气阻力，重力 加速度g取10m/s2，求： (1)物体向上运动时加速度的大小。 (2)物体返回斜坡底端时的动能。
【解题探究】
(1)能量守恒定律的根本原因：能量既不会凭空_____，也不会凭空 产生
_____。 消失 (2)这里的永动机是指一种什么样的“机器”？
提示：这里的永动机是指不消耗能量而能永远对外做功的机器。
【正确解答】选C。永动机是不消耗或少消耗能量，可以大量对外做 功的装置，违背能量守恒定律，A错误。能量不可能凭空消失，B错误。 能量也不可能凭空产生，C正确，D错误。
10 能量守恒定律与能源
一、能量守恒定律
1.建立能量守恒定律的两个重要事实：
(1)确认了永动机的__(A.可能 B.不可能)性。 B
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
第五章 第4讲 能量守恒定律与能源
[考试标准]一、能量守恒定律与能源1．能源(1)分类①常规能源：石油、煤、天然气等．②新能源：风能、地热能、太阳能、核能等．(2)能量耗散①定义：在能量的转化过程中，一部分能量转化为内能流散到周围环境中，我们无法把这些内能收集起来重新利用，这种现象叫做能量的耗散．②能量耗散带来的问题：一是可利用能源越来越少，造成能源危机；二是使环境吸收的耗散能量越来越多，造成环境污染，温度升高．2．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．(2)表达式ΔE减＝ΔE增．二、功能关系1．功是能量转化的量度，功和能的关系一是体现到不同的力做功，对应不同形式的能转化，具有一一对应关系，二是做功的多少与能量转化的多少在数值上相等． 2．几种常见的功能关系及其表达式小，对此现象下列说法是否正确． (1)摆球机械能守恒．( × )(2)总能量守恒，摆球的机械能正在减少，减少的机械能转化为内能．( √ ) (3)能量正在消失．( × )(4)只有动能和重力势能的相互转化．( × )1．一个物体在光滑的水平面上匀速滑行，则( ) A ．这个物体没有能B ．这个物体的能量不发生变化C ．这个物体不能对外做功D ．以上说法均不对 答案 B2．出行是人们工作生活中必不可少的环节，出行的工具五花八门，使用的能源也各不相同．自行车、电动自行车、普通汽车消耗能量的类型分别是()①生物能②核能③电能④太阳能⑤化学能A．①④⑤B．①③⑤C．①②③D．①③④答案 B3．(多选)(2016·宁波市联考)关于能量守恒定律，下列说法中正确的是()A．能量能从一种形式转化为另一种形式，但不能从一个物体转移到另一个物体B．能量的形式多种多样，它们之间可以相互转化C．一个物体能量增加了，必然伴随着别的物体能量减少D．能量守恒定律证明了能量既不会创生也不会消失答案BCD4．下列说法正确的是()A．随着科技的发展，第一类永动机是可以制成的B．太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了C．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量守恒定律，因而是不可能的D．有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生答案 C5．PM2.5主要来自化石燃料、生物质、垃圾的焚烧，为了控制污染，要求我们节约及高效利用能源，关于能源和能量，下列说法中正确的是()A．自然界中的石油、煤炭等能源是取之不尽用之不竭的B．人类应多开发和利用太阳能、风能等新能源C．能量被使用后就消灭了，所以要节约能源D．能源开发的高级阶段是指能源不断地产出能量答案 B命题点一功能关系的应用例1从地面竖直上抛一个质量为m的小球，小球上升的最大高度为h.设上升和下降过程中空气阻力的大小恒定为F f.下列说法正确的是()A．小球上升的过程中动能减少了mghB．小球上升和下降的整个过程中机械能减少了F f hC．小球上升的过程中重力势能增加了mghD．小球上升的过程中动能减少了F f h解析动能减少量等于克服合力做的功，即ΔE k＝(mg＋F f)h，选项A、D错误；机械能减少量等于克服除重力之外其他力做的功，即ΔE＝2F f h，选项B错误；上升过程中重力势能增加量等于克服重力做的功，即ΔE p＝mgh，选项C正确．答案 C功能关系的理解和应用原则1．牢记三条功能关系(1)重力做的功等于重力势能的变化，弹力做的功等于弹性势能的变化；(2)合外力做的功等于动能的变化；(3)除重力、弹力外，其他力做的功等于机械能的变化．2．功能关系的选用原则(1)在应用功能关系解决具体问题的过程中，若只涉及动能的变化用动能定理分析．(2)只涉及重力势能的变化用重力做功与重力势能变化的关系分析．(3)只涉及机械能变化用除重力和弹力之外的力做功与机械能变化的关系分析．(4)只涉及电势能的变化用电场力做功与电势能变化的关系分析．题组阶梯突破1．下列关于功和机械能的说法，正确的是()A．在有阻力作用的情况下，物体重力势能的减少量不等于重力对物体所做的功B．合力对物体所做的功等于物体动能的改变量C．物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能，其大小与势能零点的选取无关D．运动物体动能的减少量一定等于其重力势能的增加量答案 B解析任何情况下重力势能的减少量都等于重力对物体做的功，A项错；由动能定理知B项正确；根据重力势能的产生可知，重力势能是物体与地球之间的相互作用能，势能的大小与势能零点的选取有关，C项错；只有在机械能守恒或其他外力做功为0时，运动物体动能的减少量才等于其重力势能的增加量，D项错．2．升降机底板上放一质量为100 kg的物体，物体随升降机由静止开始竖直向上移动5 m时速度达到4 m/s，则此过程中(g取10 m/s2)()A．升降机对物体做功5 800 JB．合外力对物体做功5 800 JC．物体的重力势能增加500 JD．物体的机械能增加800 J答案 A解析 根据动能定理得W 升－mgh ＝12m v 2，可解得W 升＝5 800 J ，A 正确；合外力做的功为12m v 2＝12×100×42 J ＝800 J ，B 错误；物体重力势能增加mgh ＝100×10×5 J ＝5 000 J ，C 错误；物体机械能增加ΔE ＝Fh ＝W 升＝5 800 J ，D 错．3．(多选)一个人站立在商店的自动扶梯的水平踏板上，随扶梯向上加速，如图1所示，则( )图1A ．踏板对人做的功等于人的机械能增加量B ．人对踏板的压力大小等于人所受到的重力大小C ．人只受重力和踏板的支持力的作用D ．人所受合力做的功等于人的动能的增加量 答案 AD解析 踏板对人做的功等于除重力以外的力对人做的功，大小等于人的机械能增加量，选项A 正确；人随扶梯加速运动，人对踏板的压力大于人的重力，选项B 错误；人受重力、踏板的支持力和摩擦力三个力作用，选项C 错误；根据动能定理，人所受合力做的功等于人的动能的增加量，选项D 正确．4．如图2所示，在竖直平面内有一半径为R 的圆弧轨道，半径OA 水平、OB 竖直，一个质量为m 的小球自A 的正上方P 点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B 时恰好对轨道没有压力．已知AP ＝2R ，重力加速度为g ，则小球从P 到B 的运动过程中( ) A ．重力做功2mgR B ．机械能减少mgR C ．合外力做功mgR图2D ．克服摩擦力做功12mgR答案 D解析 重力做功与路径无关，所以W G ＝mgR ，选项A 错；小球在B 点时所受重力等于向心力，即：mg ＝m v 2R ，所以v ＝gR ，从P 点到B 点，由动能定理知：W 合＝12m v 2＝12mgR ，故选项C 错；根据能量的转化与守恒知：机械能的减少量为|ΔE |＝|ΔE p |－|ΔE k |＝12mgR ，故选项B 错；克服摩擦力做的功等于机械能的减少量，故选项D 对．命题点二摩擦力做功的特点及应用例2如图3所示，质量为M、长度为L的小车静止在光滑的水平面上，质量为m的小物块，放在小车的最左端，现用一水平力F作用在小物块上，小物块与小车间的摩擦力为F f，经过一段时间小车运动的位移为x，小物块刚好滑到小车的右端，则下列说法中正确的是()图3A．此时物块的动能为F(x＋L)B．此时小车的动能为F f(x＋L)C．这一过程中，物块和小车增加的机械能为Fx－F f LD．这一过程中，因摩擦而产生的热量为F f L解析对小车由动能定理知W＝F f·x＝E k，故E k＝F f x，B错误；对小物块由动能定理得F(L ＋x)－F f(L＋x)＝ΔE k，A错误；物块和小车增加的机械能ΔE＝ΔE k＋E k＝F(L＋x)－F f L，C错误；摩擦产生的热量Q＝F f L，D正确．答案 D摩擦力做功的分析方法1．无论是滑动摩擦力，还是静摩擦力都可以做正功、负功、不做功，计算做功时都是用力与对地位移的乘积．2．摩擦生热的计算：公式Q＝F f·x相对中x相对为两接触物体间的相对位移，若物体在传送带上做往复运动时，则x相对为总的相对路程．题组阶梯突破5．如图4所示，一薄木板斜搁在高度一定的平台和水平地板上，其顶端与平台相平，末端置于地板的P处，并与地板平滑连接．将一可看成质点的滑块自木板顶端无初速度释放，沿木板下滑，接着在地板上滑动，最终停在Q处．滑块和木板及地板之间的动摩擦因数相同．现将木板截短一半，仍按上述方式搁在该平台和水平地板上，再次将滑块自木板顶端无初速度释放(设滑块在木板和地面接触处平滑过渡)，则滑块最终将停在()图4A ．P 处B ．P 、Q 之间C ．Q 处D ．Q 的右侧答案 C6．(多选)如图5所示，质量为M 的木块放在光滑的水平面上，质量为m 的子弹以速度v 0沿水平方向射中木块，并最终留在木块中与木块一起以速度v 运动．已知当子弹相对木块静止时，木块前进距离为l ，子弹进入木 图5 块的深度为d ，若木块对子弹的阻力F f 视为恒定，则下列关系式中正确的是( ) A ．F f l ＝12M v 2B ．F f d ＝12M v 2C ．F f d ＝12m v 20－12(M ＋m )v 2D ．F f (l ＋d )＝12m v 20－12m v 2 答案 ACD解析 画出如图所示的运动过程示意图，从图中不难看出，当木块前进距离为l ，子弹进入木块的深度为d 时，子弹相对于地面发生的位移为l ＋d .由牛顿第三定律知，子弹对木块的作用力大小也为F f .子弹对木块的作用力对木块做正功，由动能定理得 F f ·l ＝12M v 2①木块对子弹的作用力对子弹做负功，由动能定理得 －F f ·(l ＋d )＝12m v 2－12m v 20②由①②得F f ·d ＝12m v 20－12(M ＋m )v 2所以，本题正确选项为A 、C 、D.7．水平传送带以速度v 匀速传动，一质量为m 的小木块A 由静止轻放在传送带上，若小木块与传送带间的动摩擦因数为μ，如图6所示，在小木块与传送带相对静止时，转化为内能的能量为( ) 图6 A ．m v 2 B ．2m v 2C.14m v 2 D.12m v 2 答案 D解析 小木块开始做匀加速直线运动，当速度与传送带速度相同时，与传送带一起做匀速运动，则其加速过程的位移x 1＝v 22μg ，相同时间内传送带位移x 2＝v ·v μg ＝v 2μg ，由功能关系，可知Q ＝μmg ·(x 2－x 1)＝12m v 2.8．某同学用如图7所示的装置测量一个凹形木块的质量m ，弹簧的左端固定，木块在水平面上紧靠弹簧(不连接)将其压缩，记下木块右端位置A 点，释放后，木块右端恰能运动到B 1点．图7在木块槽中加入一个质量m 0＝800 g 的砝码，再将木块左端紧靠弹簧，木块右端位置仍然在A 点，释放后木块离开弹簧，右端恰能运动到B 2点，测得AB 1、AB 2长分别为27.0 cm 和9.0 cm ，则木块的质量m 为( ) A ．100 g B ．200 gC ．300 gD ．400 g答案 D解析 根据能量的转化与守恒，有μmg · AB 1＝E p ，μ(m 0＋m )g ·AB 2＝E p ，联立得m ＝400 g ，D 正确．命题点三 能量守恒定律及应用例3 如图8所示，一物体质量m ＝2 kg ，在倾角θ＝37°的斜面上的A 点以初速度v 0＝3 m /s 下滑，A 点距弹簧上端B 的距离AB ＝4 m ．当物体到达B 后将弹簧压缩到C 点，最大压缩量BC ＝0.2 m ，然后物体又被弹簧弹上去，弹到的最高位置为D 点，AD ＝3 m ．挡 图8 板及弹簧质量不计，g 取10 m/s 2，sin 37°＝0.6，求： (1)物体与斜面间的动摩擦因数μ； (2)弹簧的最大弹性势能E pm .解析 (1)最后的D 点与开始的位置A 点比较： 动能减少ΔE k ＝12m v 20＝9 J重力势能减少ΔE p ＝mgl AD sin 37°＝36 J 机械能减少ΔE ＝ΔE k ＋ΔE p ＝45 J机械能的减少量全部用来克服摩擦力做功，即： W f ＝F f l ＝45 J而路程l ＝5.4 m ，则F f ＝W fl≈8.33 N 而F f ＝μmg cos 37°，所以μ＝F fmg cos 37°≈0.52(2)由A 到C 的过程中，动能减少ΔE k ′＝12m v 20＝9 J.重力势能减少ΔE p′＝mgl AC sin 37°＝50.4 J.机械能的减少用于克服摩擦力做功：W f′＝F f·l AC＝μmg cos 37°×l AC＝35 J由能的转化和守恒定律得：E pm＝ΔE k′＋ΔE p′－W f′＝24.4 J答案(1)0.52(2)24.4 J涉及能量转化问题的解题方法1．当涉及滑动摩擦力做功，机械能不守恒时，一般应用能的转化和守恒定律．2．解题时，首先确定初末状态，然后分析状态变化过程中哪种形式的能量减少，哪种形式的能量增加，求出减少的能量总和ΔE减和增加的能量总和ΔE增，最后由ΔE减＝ΔE增列式求解．题组阶梯突破9．(2014·广东理综·16)图9是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中①和②为楔块，③和④为垫板，楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦，在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中()A．缓冲器的机械能守恒B．摩擦力做功消耗机械能图9C．垫板的动能全部转化为内能D．弹簧的弹性势能全部转化为动能答案 B解析由于楔块与弹簧盒、垫板间有摩擦力，即摩擦力做负功，则机械能转化为内能，故A 错误，B正确；垫板动能转化为内能和弹性势能，故C、D错误．10．如图10所示，在水平地面上安放一竖直轻弹簧，弹簧上端与一木块m相连，在木块上加一竖直向下的力F，使木块缓慢下移0.1 m，力F做功2.5 J，此时木块刚好再次处于平衡状态，则在木块下移过程中，弹簧弹性势能的增加量()A．等于2.5 J B．大于2.5 JC．小于2.5 J D．无法确定答案 B 图10解析力F对木块做功2.5 J．木块和弹簧组成的系统的机械能增加2.5 J，由于木块缓慢下移，动能并未增加，而重力势能减少，故根据能量守恒定律知，弹簧弹性势能必大于2.5 J(木块减少的重力势能也转化为弹簧的弹性势能)．11．(2015·浙江1月学考·31)太阳能汽车是利用太阳能电池板将太阳能转化为电能工作的一种新型汽车．已知太阳辐射的总功率约为4×1026 W，太阳到地球的距离约为1.5×1011 m，假设太阳光传播到达地面的过程中约有40%的能量损耗，某太阳能汽车所用太阳能电池板接收到的太阳能转化为机械能的转化效率约为15%.如果驱动该太阳能汽车正常行驶所需的机械功率为5 kW ，且其中的15来自太阳能电池，则所需的太阳能电池板的面积至少约为(已知半径为r 的球体积为V ＝43πr 3，球表面积为S ＝4πr 2)( )A ．2 m 2B ．6 m 2C ．8 m 2D ．12 m 2答案 C解析 先建立如图球体均匀辐射模型根据能量分配关系得：P ×60%4πr 2×S ×15%＝P ′×15，求得S ＝7.85 m 2，故只有选项C 正确.(建议时间：30分钟)1．(多选)下列关于能量守恒定律的认识正确的是( ) A ．某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加 B ．某个物体的能减少，必然有其他物体的能增加C ．不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机不可能制成D ．石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了 答案 ABC解析 根据能量守恒定律可知A 、B 、C 正确．2．使用家电时，以下做法中，有利于节约用电的是( ) A ．停用空调时，只通过遥控器关机B ．使用空调时总将其自动温度控制器设定在16 ℃C ．看完电视不是通过遥控器关机，而是及时关闭电源总开关D ．使用电风扇时，不管温度多高，都将风扇开到最高风速档 答案 C解析 停用空调时，可以通过遥控器关机，但对节约用电无作用，可以拔除电源，因为待机电路要耗一部分电，故A 错误；使用空调时总将其自动温度控制器设定在16 ℃会耗电多，当内外温差较小时较省电，故B 错误；看完电视不是通过遥控器关机，而是及时关闭电源总开关，可以给待机电路断电，省电，故C正确；使用电风扇时，不管温度多高，都将风扇开到最高风速档，耗电较多，故D错误．3．力对物体做功100 J，下列说法正确的是()A．物体具有的能量增加100 JB．物体具有的能量减少100 JC．有100 J的能量发生了转化D．产生了100 J的能量答案 C解析由于物体是否对外做功未知，因此无法判断物体具有的能量的变化，A、B错误；功是能量转化的量度，故C正确，D错误．4．一种车辆下坡重力势能回收发电装置，在车下坡时将重力势能通过发电机转换成电能给蓄电池充电，设一辆装有这种发电装置、质量为2 t的汽车，在一个连续下坡路段竖直高度下降了60 m，其重力势能转换为电能的效率为10%，则在这过程中这辆汽车通过这种装置产生的电能为(g＝10 m/s2)()A．120 J B．1 200 J C．12 000 J D．120 000 J答案 D解析根据能量守恒，在该过程中重力势能转化为电能且效率为10%，则产生的电能为：E＝mgh×10%＝2 000×10×60×10% J＝120 000 J.5．用恒力F向上拉一物体，使其由地面处开始加速上升到某一高度．若该过程空气阻力不能忽略，则下列说法中正确的是()A．力F做的功和阻力做的功之和等于物体动能的增量B．重力所做的功等于物体重力势能的增量C．力F做的功和阻力做的功之和等于物体机械能的增量D．力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于物体机械能的增量答案 C解析由动能定理可知，力F和阻力还有重力所做的总功等于物体动能的增量，故选项A错；克服重力所做的功等于物体重力势能的增量，选项B错；力F做的功和阻力做的功之和等于物体机械能的增量，选项C对，D错．6.(多选)如图1所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮．质量分别为M、m(M>m)的滑块通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与图1斜面平行．两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动．若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中()A．两滑块组成系统的机械能守恒B．重力对M做的功等于M动能的增加C．轻绳对m做的功等于m机械能的增加D．两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功答案CD解析两滑块释放后，M下滑、m上滑，摩擦力对M做负功，系统的机械能减少，减少的机械能等于M克服摩擦力做的功，选项A错误，D正确．除重力对滑块M做正功外，还有摩擦力和绳的拉力对滑块M做负功，选项B错误．绳的拉力对滑块m做正功，滑块m机械能增加，且增加的机械能等于拉力做的功，选项C正确．7．如图2所示，物体A的质量为m，置于水平地面上，A的上端连一轻弹簧，原长为L，劲度系数为k.现将弹簧上端B缓慢地竖直向上提起，使B点上移距离为L，此时物体A也已经离开地面，则下列说法中正确的是()A．提弹簧的力对系统做功为mgL 图2 B．物体A的重力势能增加mgLC．系统增加的机械能小于mgLD．以上说法都不正确答案 C解析由于将弹簧上端B缓慢地竖直向上提起，可知提弹簧的力是不断增大的，最后大小等于A物体的重力，因此提弹簧的力对系统做功应小于mgL，A选项错误．系统增加的机械能等于提弹簧的力对系统做的功，C选项正确．由于弹簧的伸长，物体升高的高度小于L，所以B选项错误．8．如图3所示，一根原长为L的轻弹簧，下端固定在水平地面上，一个质量为m的小球，在弹簧的正上方从距地面为H处自由下落压缩弹簧．若弹簧的最大压缩量为x，小球下落过程受到的空气阻力恒为F f，则小球下落过程中()图3A．小球动能的增量为mgHB．小球重力势能的增量为mg(H＋x－L)C．弹簧弹性势能的增量为(mg－F f)(H＋x－L)D．系统机械能减小量为F f H答案 C解析 根据动能定理可知，小球动能的增量为零，A 错误；小球重力势能的增量为－mg (H ＋x －L )，B 错误；由能量守恒，可知弹簧弹性势能的增量为(mg －F f )(H ＋x －L )，C 正确；系统除重力与弹力做功外，还有空气阻力做负功，故系统机械能减小量为F f (H ＋x －L )，D 错误．9．(多选)(2016·平湖市联考)如图4所示，一固定斜面倾角为30°，一质量为m 的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度大小等于重力加速度的大小g .若物块上升的最大高度为H ，则此过程中，物块的( )图4A ．动能损失了2mgHB ．动能损失了mgHC ．机械能损失了mgHD ．机械能损失了12mgH 答案 AC解析 运动过程中有摩擦力做功，考虑运用动能定理和功能关系．物块以大小为g 的加速度沿斜面向上做匀减速运动，运动过程中F 合＝mg ，由受力分析知摩擦力F f ＝12mg ，当上升高度为H 时，位移x ＝2H ，由动能定理得ΔE k ＝－2mgH ，选项A 正确，B 错误；由功能关系知ΔE ＝W f ＝－12mgx ＝－mgH ，选项C 正确，D 错误． 10．在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项．质量为60 kg 的跳水运动员进入水中后受到水的阻力做竖直向下的减速运动，设水对他的阻力大小恒为2 600 N ，那么在他减速下降2 m 的过程中，下列说法正确的是(g 取10 m/s 2)( )A ．他的动能减少了5 200 JB ．他的重力势能减少了1 200 JC ．他的机械能减少了4 000 JD ．他的机械能保持不变答案 B解析 在运动员减速下降2 m 的过程中，运动员受重力和阻力，由动能定理得(mg －F )h ＝ΔE k ，解得ΔE k ＝－4 000 J ，A 错误；W G ＝－ΔE p ＝mgh ＝1 200 J ，他的重力势能减少了1 200 J ，B 正确；除了重力之外的力做功等于机械能的变化，故W 外＝W F ＝－Fh ＝5 200 J ，他的机械能减少了5 200 J ，C 、D 错误．11．(多选)如图5所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板P 拴接，另一端与物体A 相连，物体A 静止于光滑水平桌面上，右端接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B 相连．开始时用手托住B ，让细线恰好伸直，然后由静止释放B ，直至B 获得最大速度．下列有关该过程的分析正确的是( )图5A ．B 物体的机械能一直减小B ．B 物体的动能的增加量等于它所受重力与拉力做的功之和C ．B 物体机械能的减少量等于弹簧的弹性势能的增加量D ．细线拉力对A 做的功等于A 物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量答案 ABD解析 把A 、B 和弹簧看作一个系统，系统机械能守恒，在B 下落直至B 获得最大速度过程中，A 的动能增大， 弹簧弹性势能增大，所以B 物体的机械能一直减小，选项A 正确；由动能定理，B 物体的动能的增加量等于它所受重力与拉力做的功之和，选项B 正确；B 物体机械能的减少量等于弹簧的弹性势能的增加量与A 动能增加量之和，选项C 错误；对A 和弹簧组成的系统，由功能关系，细线拉力对A 做的功等于A 物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量，选项D 正确．12．(多选)如图6所示，轻质弹簧一端固定，另一端与一质量为m 、套在粗糙竖直固定杆A 处的圆环相连，弹簧水平且处于原长．圆环从A 处由静止开始下滑，经过B 处的速度最大，到达C 处的速度为零，AC ＝h .圆环在C 处获得一竖直向上的速度v ，恰好能回到A .弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g .则圆环( )图6A ．下滑过程中，加速度一直减小B ．下滑过程中，克服摩擦力做的功为14m v 2 C ．在C 处，弹簧的弹性势能为14m v 2－mgh D ．上滑经过B 的速度大于下滑经过B 的速度答案 BD解析 由题意知，圆环从A 到C 先加速后减速，到达B 处的加速度减小为零，故加速度先减小后增大，故A 错误；根据能量守恒，从A 到C 有mgh ＝W f ＋E p ，从C 到A 有12m v 2＋E p ＝mgh ＋W f ，联立解得：W f ＝14m v 2，E p ＝mgh －14m v 2，所以B 正确，C 错误；根据能量守恒，从A 到B 的过程有12m v 2B ＋ΔE p ′＋W f ′＝mgh ′，B 到A 的过程有12m v B ′2＋ΔE p ′＝mgh ′＋W f ′，比较两式得v B ′>v B ，所以D 正确．13．如图7所示，某工厂用传送带向高处运送物体，将一物体轻轻放在传送带底端，第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段与传送带相对静止，匀速运动到传送带顶端．下列说法正确的是( )图7A ．第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体不做功B ．第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加量C ．第一阶段物体和传送带间摩擦产生的热等于第一阶段物体机械能的增加量D ．物体从底端到顶端全过程机械能的增加量大于全过程摩擦力对物体所做的功答案 C解析 对物体受力分析知，其在两个阶段所受摩擦力方向都沿斜面向上，与其运动方向相同，摩擦力对物体都做正功，A 错误；由动能定理知，合外力做的总功等于物体动能的增加量，B 错误；物体机械能的增加量等于摩擦力对物体所做的功，D 错误；设第一阶段运动时间为t ，传送带速度为v ，对物体：x 1＝v 2t ，对传送带：x 1′＝v t ，摩擦力产生的热量Q ＝F f x 相对＝F f (x 1′－x 1)＝F f ·v 2t ，机械能增加量ΔE ＝F f ·x 1＝F f ·v 2t ，所以Q ＝ΔE ，C 正确． 14．如图8所示，ABCD 为固定在竖直平面内的轨道，其中ABC 为光滑半圆形轨道，半径为R ，CD 为水平粗糙轨道，一质量为m 的小滑块(可视为质点)从半圆形轨道中点B 由静止释放，滑至D 点恰好静止，CD 间距为4R .已知重力加速度为g .图8(1)求小滑块与水平面间的动摩擦因数；(2)求小滑块到达C 点时，小滑块对圆轨道压力的大小；(3)现使小滑块在D 点获得一初动能，使它向左运动冲上圆轨道，恰好能通过最高点A ，求小。
人教版高中物理 能量守恒与能源 ppt课件
不同形式的能之间可以在一定 条件的情况下相互转化
太阳能的利用：太阳能转化为电能 水电站： 水的机械能转化为电能 水果电池： 内能转化机械能 化学能转化为电能 内燃机车：
能 量 守 恒 定 律
1、能量守恒定律
⑴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，而在转化或转移 过程中，能量的总量保持不变． ⑵能量守恒定律的表达式
对能量守恒定律贡献比较大的科学家有：德国物 理学家和医生迈尔，英国物理学家焦耳，德国物理和 生理学家亥姆霍兹等人．
练 下列对能的转化和守恒定律的认识正确的是 ( ) ABC 习 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 既然能量是守恒的， 加 C.不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器 — 不可能消灭，为什么我 —永动机是不可能制成的 们还要节约能源？ D.石子从空中落下，最后静止在地面上，说明机械 能消失了 注意： 能量守恒定律是指能量的总量不变，但更重 要的是指转化和转移过程中的守恒。在不同形式 的能量间发生转化，在不同的物体间发生转移。
燃料的化学能一部 分转化为食物的内 能，最终都转化为 周围环境的内能。
二、能源节约与环境保护
燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去， 它就不会再次自动聚集起来供人类重新利 用，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 物质吸收后变为周围环境的内能，我们无 法把这些内能收集起来重新利用．这种现 象叫做能量的耗散．
二 2 人 类 对 能 源 的 利 用 经 过 了 三 个 时 期
煤炭时期
出现年代： 18世纪前 蒸汽机的广 泛使用，带 动了工业革 命和资本主 义社会的成 长。
能量守恒定律与能源 课件
2、能源
化石能源（煤、油、天然气） 核能、太阳能、水能、风能、 生物质能、地热、潮汐能
能源结构数据
类别 石油 煤炭 天然气 水电 核能 可再生 世界 33.1% 29.9% 23.9% 6.7% 4.5% 1.9%
中国 17.7% 68.5% 4.7% 7.1% 0.8% 1.2%
能源短缺
2004年世界能源统计年鉴的数据显示：
能量守恒定律与能源
一、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另 一个物体，而在转化或转移过程中， 能量的总量保持不变．
最普遍，最重要，最可靠的自然规律之一。
二、能源
1、能量耗散
一座房屋的红外线照片
能量耗散反映 了能量的转移和转 化具有方向性．
水的机械能转化成电能
三峡现在的年发电量现在可以达到 1000亿度。
用电量
1994
全国 约5000亿度
2015 5.55万亿度
风力发电 能量转化？
空气的动能转化成电能
太阳能（光热、光伏）
太阳辐射的总功率P0=4×1026：仅供开采41年 • 全球天然气：仅供开采50年 • 全球煤炭：可开采231年
10
蓝天白云的日子对我们来说是一种惊喜！
水源污染
污染的土地
能源短缺和环境恶化已成为关系 到人类社会能否持续发展的大问题。
再也不能这样下去了！
大力发展新能源和可再生能源 迫在眉睫！
水力发电 (三峡)
能量转化？
《能的转化与能量守恒》能源与能量守恒定律PPT课件
第二十章 能源与能量守恒定律能的转化与能源自守恒新课引入知识回顾：
什么叫能量？
（1）物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量。能量简称“能”。
（2）自然界的能量有机械能、内能、光能、电能、化学能、核能等多种形式。
人们发现，自然界中的能量不仅可以从一个物体转移到其他物体，而且在一定条件下，形式不同的能量之间还可以相互转化。
学习目标
知识讲解
一、能的转移和转化
活动1 能量的转移
如图所示是一些能量转移的实例，你能说出各例中是什么能量发生了转移吗？
内能
机械能
电能
知识讲解
活动2 能量的转化
能量不仅可以转移，而且各种形式的能量在一定条件下还可以相互转化。
另外，当木材、煤、石油和天然气等物质燃烧时，它们的化学能就会转化为内能和光能。绿色植物通过光合作用，将太阳能转化为化学能……
各种能都能够做功，做功的过程就是能量转化的过程。
说一说
放在桌上的热水袋冷却，热水的内能消失了吗？
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，能量的总量保持不变．
讨论交流课文P81页活动1 能量的转移
各种形式的是可以相互转化的
风能转化为电能
讨论交流课文P82页活动2 能量的转化
各种形式的是可以相互转化的
机械能转化为电能
各种形式的是可以相互转化的
电能转化为内能
充电器充电
电能转化为化学能
各种形式的是可以相互转化的
电能转化为机械能
各种形式的是可以相互转化的
《能源和能源危机》能源与能量守恒定律PPT课件2全
（二次能源的“骄子”——电能）
能源的分类
2、能源的分类
按能否再生划分
可再生能源
不可再生能源
可长期提供或可再生的能源
一旦消耗就很难再生的能源
太阳能、风能、水能地热能、潮汐能动物、植物等
煤、石油、天然气铀等化石或矿物能源
我国能源总量虽然比较丰富，但由于人口众多，人均能源拥有量在世界上处于较低水平。
想一想：根据我国能源的上述现状，你认为我国可能会出现“能源危机”吗？面对能源危机，我们中学生应该怎么做？
可能会出现能源危机，我们中学生应做到：1、从节约能源做起。2、现在努力学习科学文化知识，将来发展科学技术水平，提高能源的利用率，开发新能源。
感谢您的阅读！为了便于学习和使用，本文档下载后内容可随意修改调整及打印。欢迎下载！
3、能结合实例，说出不可再生能源和可再生能源的特点
观察挖掘机、火车、摩托车、汽车、火箭、太阳能汽车、滑翔机的图片.思考给它们提供运转能量的物质是什么？
思考：
挖掘机
动 车
摩 托 车
火 箭
太 阳 能 汽 车
滑 翔 机
能源的概念
像煤、天然气、石油、水流、风、电、太阳光等能够提供能量的物质资源，我们把它们都叫做能源。
一、选择题1．下列能源属于二次能源的是( )A.石油 B.核能 C.天然气 D.电能2.以下能源中属于可再生能源的是( )A.风能 B.石油 C.天然气 D.煤
3．出行是人们工作、生活中不可缺少的环节，出行的工具多种多样，使用的能源也不尽相同。自行车、电动自行车和燃油汽车所消耗的能源类型分别是（ ）①生物能②核能③电能④太阳能⑤化学能Ａ．①③⑤Ｂ．①④⑤Ｃ．①②③Ｄ．①③④
第二十章能源与能量守恒定律(整章的课件,很好用)
（5）潮汐能
浙江江厦潮汐电站为 世界第三大潮汐发电站。
广东潮汐电站
氢能汽车的结构图
沼气发电
天然气 汽车
电动车 太阳能汽车 太阳能汽车
第一次
第二次
第三次
第四次
柴薪时期
煤炭时期
石油时期
多元化时期
以柴薪为能源 以煤为能源 以石油为能源 以铀等为能源 一万年 二百年 几十年 现在
1、能源以是否能直接使用来划分：
• 填一填： 因为小球跟空气和地面摩擦，一 部分的 机械 能转化为 内 能。
能量守恒定律
能量既不能创造，也不能消失，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。
“消耗能量”“利用能量”“获得能量” 的
实质是：能量相互转化或转移的过程。
内能总是自发地从高温 物体向低温物体转移 而不会自发的由低温物 体向高温物体转移
* 如果控制链式反应速度，使核能缓慢的平
稳的释放出来，就能和平利用了。能缓慢、 平稳地释放核能的装置叫核反应堆
核反应堆
大亚湾核电站
田湾核电站
岭澳核电站
核聚变
核聚变是较轻的原子核结合为较重的原 子核的一种核反应。 氢弹就是根据这个原理制造的一种威力 比原子弹更大的核武器。
地热能
地球内部蕴藏着大量的热。在有地热资 源的地方可以开发的利用地热能发电。
以下我国的能源结构图反映了什么问题？
目前，我国的能源消耗中不 可再生能源的比例也很大， 且以煤炭为主，结构不是很 合理。
我国的能源结构
第二节能源的开发和利用
太阳能—永恒的动力之源
地球吸收、利用太阳能的四个主要渠道
直接利用太阳能的方式 （1）太阳能→内能
能量守恒定律和能源
技术发展
随着科技的不断进步，可再生能源的转换效率和可靠性得到显著提高。例如，太阳能光伏 发电和风力发电的技术已经越来越成熟。
环境效益
可再生能源的开发与利用有助于减少化石燃料的消耗和碳排放，从而保护环境、减缓全球 气候变化。同时，可再生能源还有助于减少对传统能源的依赖，保障国家能源安全。
02
在只有重力和弹簧弹力做功的情况下，系统内动能和势 能可以相互转化，但总机械能保持不变。
03
系统在绝热过程中，不与外界交换热量，其内能亦保持 不变。
定律的物理意义
能量守恒定律是自然界普遍规律之一，它深刻揭示了各种形式的能量之间 的相互转化和守恒关系。
任何物理系统都必须满足能量守恒定律，它是物理学中最重要的基本定律 之一。
通过核裂变或核聚变将 核能转化为热能。
电磁感应
通过磁场变化将机械能 转化为电能。
光合作用
通过光能将太阳能转化 为化学能。
能源的品质与能量转换效率
能源品质
指能源的纯度、清洁度以及使用过程中的安全性。高品质的 能源具有高纯度、低污染的特点，如天然气相对于煤炭来说 品质更高。
能量转换效率
指能源在转换过程中有效能量的比例。高效的能量转换意味 着在产生相同数量的有效能量时，消耗的原始能量更少，如 热电联产相对于单独的火力发电具有更高的能量转换效率。
能源回收
利用余热、余压等废弃能源，实现能源的循 环利用，提高能源利用效率。
D
国际能源合作与政策导向
国际能源组织
参与国际能源组织，加强国际能源政策对话 与合作。
跨国能源项目
推动跨国能源项目合作，实现能源资源共享 和优化配置。
能量守恒定律与能源课件
2 不同的物理现象往往反映出相同的物理规律。如图所示的现 象中在能量转化方面的共同点是( )
A. 物体的机械能转化为其他形式的能量 B. 物体的动能全部转化为重力势能 C. 其他形式的能量转化为物体的机械能 D. 物体的重力势能转化为其他形式的能量
解析:题图中几种现象的共同特点是物体的机械能转化为其他形式 的能量, 选项 A 正确。 答案:A
最近出现了一种“自发电电动车”, 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:不能。因为违反了能量守恒定律。
二、能源和能量耗散
1. 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。自工业革命以来, 煤和石油成为人类的主要能源。 2. 能源短缺和环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展 的大问题。 3. 燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去, 就不会再次自动聚 集起来供人类重新利用。 电池中的化学能转化为电能, 电能又通过灯 泡转化为内能和光能, 热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的 内能, 我们无法把这些内能收集起来重新利用。 这种现象叫做能量的 耗散。 4. 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, 能量在数量上虽未减少, 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。这是能源危机的深层次的含意, 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。 5. 能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方 向性。
1. 理解能量守恒定律, 知道能源和能量耗散的概念。 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. 感知我们周围能量的耗散, 树立节能意识。
高中物理 第7章 第10节 能量守恒定律与能源课件 新人教版必修2
能量(néngliàng)守恒定 律与能源
学习目标： 理解(lǐjiě)能量守恒定律，知道能源和能量耗散。
第一页，共24页。
重点难点
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。 难点 1.理解(lǐjiě)能量守恒定律的确切含义。 2.能量转化的方向性。
第二页，共24页。
功 重力做功
弹力做功
合力做功
除重力（或系 统内弹力）外
其他力做功
正功 负功 正功 负功 正功 负功
正功
负功
能的变化
重力势能减少 重力势能增加
重力势能变化
弹性势能减少 弹性势能增加
弹性势能变化
动能增加 动能减少
动能变化
机械能增加 机械能减少
机械能变化
表达式
第八页，共24页。
提出(tí chū) 4.能量问守题恒定律的内容是怎样表述的？
第十八页，共24页。
典型
(diǎ 例4（多选）下列判断正确的是（ ）
nxín
g)例 A.电能不可能全部(quánbù)变为内能
题
B.在火力发电机中，燃气的内能不可能全部 (quánbù)变为电能 C.热机中，燃气内能不可能全部(quánbù)变为机械 能 D.在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递 给高温物体
结论：原因是纸带和打点计时器之间的摩擦力及空气阻力做功，但能量没有消失，它是 有一部分机械能转化为内能了。
第五页，共24页。
提出(tí chū) 问题
2.生活中还有很多能量转化(zhuǎnhuà)或转移的例子，请 同学们举出几例，并说明其中的能量转化(zhuǎnhuà)或转 移过程?
结论：（1）风吹树枝摆动→空气的机械能转移到柳枝上；（2）放在火炉旁的冰融化 变热→内能(nèi nénɡ)由火炉转移到冰；（3）电流通过灯泡，灯泡发光→电能转化为 光能和内能(nèi nénɡ)；（4）植物进行光合作用→光能转化为化学能。
能量守恒定律与能源(课件)
机械能、内能、电能、光能、太阳能、化学能、 原子能等．
讨论与思考：
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
三、能的转化
不同形式的能之间可以在一定条件的情况下 相互转化，而且在转化过程中总量保持不变。
3、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
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。
分析：根据动能定理，有
WGWf 12m22v12m12v
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：
W Gmg1 hmg2h
由以上两式可以得到：
W f 1 2m2 2v1 2m1 2vmg 2hmg 1 h
1 2m2 2v m2 g h 1 2m1 2v m1 g h
②定律的表达式
E初＝E末 ；△E增＝△E减
③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. 确立该定律的两类重要事实：确认了
永动机的不可能性和发现了各种自然现象之 间的相互联系与转化
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： 运动的甲钢球碰击静止的乙钢球； 在热传递过程中。
特点： 能量的形式没有变
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第13讲 能量守恒定律与能源
2
2.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. 3.意义：能量守恒定律的建立，是人类认识自然的一次 重大飞跃.它是最 普遍 、最 重要 、最 可靠 的自然规律 之一，而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式.
第13讲 能量守恒定律与能源
3
二、能源和能量耗散
1.能源：能源是人类社会活动的物质基础.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.
2.能量耗散：燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，就不会
再次自动聚集起来供人类重新利用.如电池中的化学能转化为电 能，电能又通过灯泡转化成 内能和光能 ，热和光被其他物质 吸收之后变成周围环境的 内能 ，我们无法把这些内能收集起来
20
由动能定理可知，动能损失量为合外力做的功的大小， 所以 ΔEk＝F 合·2h＝m·34g×2h＝32mgh，故g·2h＝12mgh，故 D 正确. 答案 CD
第13讲 能量守恒定律与能源
21
对点练习
巩固·应用·反馈
对能量守恒定律的理解及应用 1.从光滑斜面上滚下的物体，最后停止在粗糙的水平面上，说明( AD ) A.在斜面上滚动时，只有动能和势能的相互转化 B.在斜面上滚动时，有部分势能转化为内能 C.在水平面上滚动时，总能量正在消失 D.在水平面上滚动时，机械能转化为内能，总能量守恒 解析 在斜面上滚动时，只有重力做功，只发生动能和势能的相 互转化；在水平面上滚动时，有摩擦力做功，机械能转化为内能， 总能量是守恒的.
第13讲 能量守恒定律与能源
22
对功能关系的理解及应用 2.升降机底板上放一质量为100 kg的物体，物体随升降机由 静止开始竖直向上移动5 m时速度达到4 m/s，则此过程中(g 取10 m/s2)( ) A.升降机对物体做功5 800 J B.合外力对物体做功5 800 J C.物体的重力势能增加5 000 J D.物体的机械能增加800 J
答案 BCD
第13讲 能量守恒定律与能源
18
针对训练 如图 2 所示，质量为 m 的物体(可视为质点)以某一速度
从 A 点冲上倾角为 30°的固定斜面，其运动的加速度大小为34g，此
物体在斜面上上升的最大高度为 h，则在这个过程中物体( )
A.重力势能增加了34mgh
B.克服摩擦力做功14mgh
C.动能损失了32mgh
第13讲 能量守恒定律与能源
8
转变成的电能 E＝12mv2×10% 所以风车带动发电机的功率为 P＝Et ＝12πr2ρv3×10%
代入数据得P＝3 391.2 W. 答案 3 391.2 W
第13讲 能量守恒定律与能源
9
二、摩擦生热及产生内能的有关计算 1.系统内一对静摩擦力即使对物体做功，但由于相对位 移为零而没有热能产生，只有物体间机械能的转移. 2.作用于系统的滑动摩擦力和物体间相对滑动的距离的 乘积，在数值上等于滑动过程产生的内能.即Q＝F滑x相对， 其中F滑必须是滑动摩擦力，x相对必须是两个接触面的相 对滑动距离(或相对路程).
第13讲 能量守恒定律与能源
6
3.利用能量守恒定律解题的基本思路 (1)分清有哪几种形式的能(如机械能、内能等)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)列等式ΔE减＝ΔE增求解.
第13讲 能量守恒定律与能源
7
例1 某地平均风速为5 m/s，已知空气密度是1.2 kg/m3， 有一风车，它的风叶转动时可形成半径为12 m的圆面.如 果这个风车能将圆面内10%的气流动能转变为电能，则 该风车带动的发电机功率是多大？ 解析 在t时间内作用于风车的气流质量m＝πr2v·tρ 这些气流的动能为12mv2，
第13讲 能量守恒定律与能源
24
能量守恒定律的应用 3.如图3所示，皮带的速度是3 m/s，两圆心距离s＝4.5 m，现将m ＝1 kg的小物体轻放在左轮正上方的皮带上，物体与皮带间的动 摩擦因数μ＝0.15，皮带不打滑，电动机带动皮带将物体从左轮运 送到右轮正上方时，求：(g＝10 m/s2)
图3
D.机械能损失了12mgh
图2
第13讲 能量守恒定律与能源
19
解析 设过程中重力势能增加了mgh，故A错误； 加速度 a＝34g＝mgsin m30°＋Ff，摩擦力 Ff＝14mg，物体在 斜面上能够上升的最大高度为 h，发生的位移为 2h，则 克服摩擦力做功m2gh，故 B 错误；
第13讲 能量守恒定律与能源
第13讲 能量守恒定律与能源
25
(1)小物体获得的动能Ek； 解析 μmg＝ma a＝1.5 m/s2 μmgx＝12mv2 所以物体
加速阶段运动的位移 x＝
，即物体可与皮带
达到共同速度，Ek＝12mv2＝12×1×32 J＝4.5 J.
答案 4.5 J
第13讲 能量守恒定律与能源
26
(2)这一过程摩擦产生的热量Q； 解析 v＝at t＝2 s Q＝μmg(vt－x)＝0.15×1×10×(6－3) J＝4.5 J 答案 4.5 J (3)这一过程电动机消耗的电能E. 解析 E电＝Ek＋Q＝4.5 J＋4.5 J＝9 J. 答案 9 J
第13讲 能量守恒定律与能源
23
解析 根据动能定理得：W 升－mgh＝12mv2，可解得 W 升＝ 5 800 J，A 正确； 合外力做功为12mv2＝12×100×42 J＝800 J，B 错误； 物体重力势能增加mgh＝100×10×5 J＝5 000 J，C正确； 物体机械能增加E＝Fh＝W升＝5 800 J，D错误. 答案 AC
C.物体动能增加34mgh D.物体机械能减小41mgh
第13讲 能量守恒定律与能源
17
解析 重力势能减少量等于重力做的功，所以ΔEp减＝mgh，故A 错，B对； 物体动能增量 ΔEk 等于合力的功，故 ΔEk＝mah＝34mgh，C 对； 物体机械能的减少量等于克服阻力做的功.由牛顿第二定律知 mg－Ff ＝ma，所以 Ff＝14mg，所以机械能减少，ΔE 机减＝Ffh＝14mgh，D 对.
第13讲 能量守恒定律与能源
10
例2 电动机带动水平传送带以速度v匀速传动，一质量为m 的小木块由静止轻放在传送带上，若小木块与传送带之间的 动摩擦因数为μ，如图1所示.传送带足够长，当小木块与传送 带相对静止时，求：
图1
第13讲 能量守恒定律与能源
11
(1)小木块的位移；
解析 由牛顿第二定律：μmg＝ma，得a＝μg
第13讲 能量守恒定律与能源
14
三、对功能关系的理解及应用 1.功是能量转化的量度 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).
第13讲 能量守恒定律与能源
15
2.不同形式的能量变化与不同的功对应
(1)合外力做功等于物体动能的增加量W合＝ΔEk. (2)重力做功等于重力势能的减小量WG＝－ΔEp＝Ep1－Ep2. (3)弹簧弹力做功等于弹性势能的减少量W弹＝－ΔEp. (4)除重力(及系统内弹力)以外的其他力做的功等于物体机械能
的增加量，即W其他＝ΔE机. (5)滑动摩擦力对系统做的总功对应系统产生的内能，即ΔE损＝ Q＝F滑·x相对(摩擦生热).
第13讲 能量守恒定律与能源
16
例 3 质量为 m 的物体以加速度 a＝43g 匀加速下落 h，g 为重
力加速度，则( )
A.物体重力势能减小34mgh
B.物体重力势能减小 mgh
第13讲 能量守恒定律与能源
5
课堂讲义
理解·深化·探究
一、对能量守恒定律的理解及应用 1.表达式：E初＝E末或ΔE减＝ΔE增或ΔEA增＝ΔEB减. 2.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.
由公式 v＝at 得 t＝μvg，小木块的位移 x1＝v2t＝2vμ2g
答案
v2 2μg
(2)传送带转过的路程；
解析 答案
传送带始终匀速运动，路程 x2＝vt＝μvg2 v2
2μg
第13讲 能量守恒定律与能源
12
(3)小木块获得的动能；
解析 答案
小木块获得的动能 Ek＝12mv2 12mv2
(4)摩擦过程中产生的内能；
第13讲 能量守恒定律与能源
27
解析 小木块在和传送带达到共同速度的过程中，相对传送带移
动的距离 x 相对＝x2－x1＝2vμ2g，产生的内能 Q＝μmg·x 相对＝12mv2 答案 12mv2
第13讲 能量守恒定律与能源
13
(5)因传送小木块电动机多消耗的电能. 解析 根据能量守恒定律，因传送小木块电动机多消 耗电能 ΔE＝Q＋12mv2＝mv2 答案 mv2
重新利用.
第13讲 能量守恒定律与能源
4
3.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，能量在数量上虽未减少，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. 想一想 既然能量守恒，为什么还提倡节约能源？ 答案 能量耗散是不可避免的，提倡节约能源指的是节 约可利用能源.
第13讲 能量守恒定律与能源
目标定位 1.了解各种不同形式的能，知道能量转化和转移的方向性. 2.理解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.了解能量耗散与能源危机和环境变化问题，增强节约能源 和环境保护的意识.
预习导学
梳理·识记·点拨
一、能量守恒定律 1.确立定律的两个重要事实 (1)确认了 永动机 的不可能性. (2)发现了各种自然现象之间能量的相互 联系 与 转化 .