高中物理必修二_7.10_能量守恒定律与能源
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人教高中物理必修二-7.10-能量守恒定律与能源-课件(共24张)
（3）只即有重力W 或总 弹力做功E的k系统，系统机械能守恒（机械能守恒定
律），即
（4）除重力和弹力E 以1 外总 的 其它E 力2做总 的总功，等于系统机械能的变化量
（功能原理），即
（5）一对滑动摩擦力对系统做W 的总/F 功 等于系E统机 内能的增加，即
| f相 s 对 | E 内 Q
第二十四页，共25页。
第七章《机械能及其守恒定律》
7.10 能量(néngliàng) 守恒定律与能源
第一页，共25页。
知识(zhī shi)回顾
EP mgh重力势能
EP
1 2
k x2
弹性势能
势能
Ek
1 2
mv2
动能
第二页，共25页。
机械能
能 量 (n
一、能量的概念
一个物体能够(nénggòu)对外做功，我们就说这 个物体具有能量。
第七页，共25页。
练 习 (li àn xí)
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
既然能量是守恒的，
C.不需要任何不外可界能的消动灭力，而为持什续么对我外们做功的机器—
—永动机是不可能制还成要的节约能源？
用 A．升高．
(x ué yǐ
B．不变． C．降低 D．不可能升高．
zh
ì
yò
ng)
第二十页，共25页。
学
以 近年来，在公交车和出租车中推行用天然气代替汽 致 用 油作燃料的改革，取得了显著的进展，走上街头你
(x 会发现不少公交车和出租车上印有“CNG”的标记，
律），即
（4）除重力和弹力E 以1 外总 的 其它E 力2做总 的总功，等于系统机械能的变化量
（功能原理），即
（5）一对滑动摩擦力对系统做W 的总/F 功 等于系E统机 内能的增加，即
| f相 s 对 | E 内 Q
第二十四页，共25页。
第七章《机械能及其守恒定律》
7.10 能量(néngliàng) 守恒定律与能源
第一页，共25页。
知识(zhī shi)回顾
EP mgh重力势能
EP
1 2
k x2
弹性势能
势能
Ek
1 2
mv2
动能
第二页，共25页。
机械能
能 量 (n
一、能量的概念
一个物体能够(nénggòu)对外做功，我们就说这 个物体具有能量。
第七页，共25页。
练 习 (li àn xí)
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
既然能量是守恒的，
C.不需要任何不外可界能的消动灭力，而为持什续么对我外们做功的机器—
—永动机是不可能制还成要的节约能源？
用 A．升高．
(x ué yǐ
B．不变． C．降低 D．不可能升高．
zh
ì
yò
ng)
第二十页，共25页。
学
以 近年来，在公交车和出租车中推行用天然气代替汽 致 用 油作燃料的改革，取得了显著的进展，走上街头你
(x 会发现不少公交车和出租车上印有“CNG”的标记，
人教版高中物理必修二7.10《能量守恒定律与能源》ppt课件
B．克服摩擦力做功14mgh
C．动能损失了32mgh
D．机械能损失了12mgh
图7－10－3
答案 CD
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°＋f，摩擦力 f＝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；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 C 正确；机械能的损失量为 fs＝14mg·2h＝12mgh，故 D 正确．
再见
编后语
老师上课都有一定的思路，抓住老师的思路就能取得良好的学习效果。在上一小节中已经提及听课中要跟随老师的思路，这里再进一步论述听课时如何 抓住老师的思路。
① 根据课堂提问抓住老师的思路。老师在讲课过程中往往会提出一些问题，有的要求回答，有的则是自问自答。一般来说，老师在课堂上提出的问 题都是学习中的关键，若能抓住老师提出的问题深入思考，就可以抓住老师的思路。
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__，
【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？
答案 3.4 kW
高中物理必修二课件-7.10能量守恒定律与能源9-人教版
题型3 功能关系在传送带类问题中的应用
【例飞3】机场上运送行李的装置为
一水平放置的环形传送带,传送带 Nhomakorabea的总质量为M,其俯视图如图4所示.
现开启电动机,传送带达到稳定运
图4
行的速度v后,将行李依次轻轻放到传送带上.若有 n件质量均为m的行李需通过传送带运送给旅客.
假设在转弯处行李与传送带无相对滑动,忽略皮
素能提升
1.物体只在重力和一个不为零的向上的拉力作用下, 分别做了匀速上升、加速上升和减速上升三种运 动.在这三种情况下物体机械能的变化情况是( ) D A.匀速上升机械能不变,加速上升机械能增加,减 速上升机械能减小 B.匀速上升和加速上升机械能增加,减速上升机械 能减小 C.由于该拉力与重力大小的关系不明确,所以不能 确定物体机械能的变化情况 D.三种情况中,物体的机械能均增加 解析 在三种情况下,外力均对物体做了正功,所 以物体的机械能均增加,故D正确.
B.小球和弹簧组成的系统机械能逐渐增大
C.小球的动能逐渐增大
速直线运动,B对,C错;如果全过程都有mg>F,则物体
的动能不断增大,故D项也正确.
答案 BD
4.如图8所示,一轻弹簧的左端固定,
右端与一小球相连,小球处于光滑
水平面上.现对小球施加一个方向
图8
水平向右的恒力F,使小球从静止开始运动,则小
球在向右运动的整个过程中( )
A.小球和弹簧组成的系统机械能守恒
在桌边,离地面高h2=0.3 m,当B、C从
图2
静止下降h1=0.3 m,C穿环而过,B被D挡住,不计
绳子质量和滑轮的摩擦,取g=10 m/s2,若开始时A
离桌边足够远.试求:
(1)物体C穿环瞬间的速度.
人教版高中物理必修二 7.10能量守恒定律与能源PPT(共41页)
教学重点
能量守恒定律的内容 应用能量守恒定律解决问题
教学难点
理解能量守恒定律的确切含义 能量转化的方向性
能量
能量都有哪些形式？
动能
重力势能
弹性势能
机械能 除了上述的这些，能量还有哪些形式？
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
能量
太阳能
化学能
电能
风能
热能
潮汐能
地热能
能量守恒定律
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， 在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变
历史上，能量守恒定律是如何被最终确定的呢？
人教版高中物理必修二 7.10能量守恒定律与能源(共41张P PT)
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能量守恒定律的历史发展过程
另一方面，科学家们一直在关注自然现象之间的普遍联系
1801年 戴维发现电流的化学效应（电荷化学的联系）
1820年 奥斯特发现电流的磁效应（电和磁的联系）
1821年 塞贝克发现温差电现象（热和电的联系）
1831年 法拉第发现电磁感应现象（电和磁的联系）
1840年 焦耳发现电流的热效应（电和热的联系）
能量守恒定律的历史发展过程
使得能量守恒定律最后确立的两类重要事实是： ①确认了永动机的不可能性 ②发现了各种自然现象之间的相互联系与转化
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能量守恒定律的历史发展过程
能量守恒定律与能源
【学霸笔记】物理必修二7.10能量守恒定律与能源
第十节 能量守恒定律与能源
一、能量
1、定义：一个物体能够对外做功，就说这个物体就具有能量。
2、能量具有多样性：不同运动形式对应不同的能量。
①机械能：机械运动。
②内能：热运动
③电磁能：电磁运动。
④核能：核运动
此外，自然界还有太阳能，化学能，生物能，潮汐能，地热能。
3、能量的转化：
不同形式的能量在一定条件下相互转化，在转化的过程中总量保持不变。
4、功是能量转化的量度：
①Ep ∆-=G W ．
②Ep ∆-=F W ．
③k E ∆=合W ④E ∆=其W
二、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，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
2、表达式：
①E 初＝E 末.（前后）
3、说明：
①是贯穿物理学的基本规律之一，是学习物理的一条主线。
②分清系统中有多少形式的能，发生了哪些转移和转化。
三、能源与能量耗散
1、人类利用能源经历的三个时期：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。
即能量转化具有方向性。
四、功能原理
1
2、基本结论：
①摩擦力做功和是否产生热量无必然关系：摩擦力可能做功，无热量；摩擦力不做功，产热量。
②静摩擦力一定不产热，滑动摩擦力一定产热。
③x f l f Q •==W ；相滑
专题 滑板模型与传送带模型 一、滑板模型
二、传送带模型。
人教版高中物理必修二7.10能量守恒定律和能源(共19张ppt)
到与传送带的速度相同.求:
A
(1).滑块到达底端B时的速度
m
(2).滑块与传送带间的动摩 h 擦因素
B
v0
C
(3).此过程中,由于克服摩擦
力做功而产生的热量Q
L
例2.小物块A的质量为m,物块与坡道间的动摩擦因素为μ ,水平 面光滑;坡道顶端距水平面的高度为h,倾角为θ ;物块从坡道进 入水平轨道时,在底端O处无机械能损失,重力加速度为g.将轻弹 簧的一端连接在水平滑道M处并固定在墙上,另一自由端恰好位于 坡道的底端O点,如图所示,物块A从坡顶由静止滑下,求:
高温物体
热量Q能自发传 热量Q不能自发传
低温物体
5.机械能和内能转化过程的方向性
机械能是可以全部转化为内能的，但在任何情况 下都不可能把从高温物体吸收的热量全部转变为有 用的机械能，而且工作物质本身又到原来的状态。 即内能不可能全部转化为机能，同时不引起其他变 化。
机械能
可自发且完全转变 不可自发且不能完全转变
θ
图 12
1.解：因物体与盒的碰撞没有机械能损失，所以 当盒下滑时损失 的机械能全部用来克服斜面的 摩擦力做功，且最终都处于静止状态。 （4分）
设盒下移的位移为x，物体的质量为m，如图所 示。根据能量守恒定律有：
m
μ 2mgxcos θ ＝mgxsin θ ＋mg(L＋x)sin θ
x
解此方程得： x＝o.26m
3.第一类永动机不可能制成
(1).概念：不消耗能量的机器 (2).结果：无一例外地归于失败 (3).原因：违背能量守恒定律
(4).启示：人类利用和改造自然，必须遵循 自然规律
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时期:
高中物理人教版必修2课件：7-10 能量守恒定律与能源
能的变化
M 目标导航
一 二
UBIAODAOHANG
Z 知识梳理
HISHI SHULI
Z 重难聚焦
HONGNAN JVJIAO
D典例透析
IANLI TOUXI
4.应用功能关系需注意的问题 搞清力对“谁”做功:对“谁”做功就对应“谁”的位移,引起“谁”的能 量变化。如子弹物块模型中,摩擦力对子弹做的功必须用子弹的位 移去求解,这个功引起子弹动能的变化。 温馨提示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,两者有本质的区别, 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。
M 目标导航
一 二
UBIAODAOHANG
Z 知识梳理
HISHI SHULI
Z 重难聚焦
HONGNAN JVJIAO
D典例透析
IANLI TOUXI
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。这种现象叫作能量 的耗散。
M 目标导航
一 二
UBIAODAOHANG
Z 知识梳理
HISHI SHULI
Z 重难聚焦
HONGNAN JVJIAO
D典例透析
IANLI TOUXI
3.几种常见的功能关系
力做功 合力的功 定量关系 W=Ek2-Ek1=ΔEk (1)重力做正功,重力势能减少 重力势能变 重力的功 (2)重力做负功,重力势能增加 化 (3)WG=-ΔEp=Ep1-Ep2 (1)弹力做正功,弹性势能减少 弹簧弹 弹性势能变 (2)弹力做负功,弹性势能增加 力的功 化 (3)WF=-ΔEp=Ep1-Ep2 只有重力、弹簧弹 不引起机 机械能守恒 ΔE=0 力做功 械能变化 能的变化 动能变化
人教版高中物理必修2 7.10 能量守恒定律与能源-课件(共31张PPT)
练 习：
下列对能的转化和守恒定律的认识正确的是
（ AB）C
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
思考与讨论
• 既然能量是守恒的,不可能消失,为什么我们还要节 约能源?
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．
• 能量耗散
➢能量转化具有方向性 ➢环境污染
节约能源！
能源应用与环境保护
大气污染
高大的烟囱吐着金黄色的烟尘
这是在哪儿 呢？
力做功 能的变化
定量关系
只有重力、弹 不引起机械
簧弹力做功
能变化
机械能守恒ΔE＝0
除重力和弹簧 弹力之外的其
他力做的功
机械 能变化
(1)其他力做多少正功，物体的机械能就 增加多少 (2)其他力做多少负功，物体的机械能就 减少多少 (3)W＝ΔE
一对相互作用 的滑动摩擦力
的总功
内能变化
(1)作用于系统的一对滑动摩擦力一定做 负功，系统内能增加 (2)Q＝Ff·L相对
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 m gh1 m gh2
由以上两式可以得到：
Wf
1 2
m v22
1 2
m v12
m
gh2
m gh1
人教版高中物理必修二7.10《能量守恒定律与能源》ppt课件1
⑥ 利用笔记抓住老师的思路。记笔记不仅有利于理解和记忆，而且有利于抓住老师的思路。
2019/8/11
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18
谢谢欣赏！
2019/8/11
最新中小学教学课件
19
水果电池：化学能转化为电能
不同形式的能之间可以在一定条件下相互转化
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，而在转化和转移过程中，能量的总量保持 不变。
2. 表达式：E初 ＝ E终 ΔE增 ＝ ΔE减
3. 功能关系
不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的。
② 根据自己预习时理解过的逻辑结构抓住老师的思路。老师讲课在多数情况下是根据教材本身的知识结构展开的，若把自己预习时所理解过的知识 逻辑结构与老师的讲解过程进行比较，便可以抓住老师的思路。
③ 根据老师的提示抓住老师的思路。老师在教学中经常有一些提示用语，如“请注意”、“我再重复一遍”、“这个问题的关键是····”等等，这些 用语往往体现了老师的思路。来自：学习方法网
编后语
老师上课都有一定的思路，抓住老师的思路就能取得良好的学习效果。在上一小节中已经提及听课中要跟随老师的思路，这里再进一步论述听课时如何 抓住老师的思路。
① 根据课堂提问抓住老师的思路。老师在讲课过程中往往会提出一些问题，有的要求回答，有的则是自问自答。一般来说，老师在课堂上提出的问 题都是学习中的关键，若能抓住老师提出的问题深入思考，就可以抓住老师的思路。
以提问的方式回顾前面所学的功与能量之间的关系，内 能与摩擦力做功的关系，可以通过讲解两道例题来总结它们 的关系。
你知道哪些能量之间的相互转化？
水的机械能转化为电能
2019/8/11
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谢谢欣赏！
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水果电池：化学能转化为电能
不同形式的能之间可以在一定条件下相互转化
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，而在转化和转移过程中，能量的总量保持 不变。
2. 表达式：E初 ＝ E终 ΔE增 ＝ ΔE减
3. 功能关系
不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的。
② 根据自己预习时理解过的逻辑结构抓住老师的思路。老师讲课在多数情况下是根据教材本身的知识结构展开的，若把自己预习时所理解过的知识 逻辑结构与老师的讲解过程进行比较，便可以抓住老师的思路。
③ 根据老师的提示抓住老师的思路。老师在教学中经常有一些提示用语，如“请注意”、“我再重复一遍”、“这个问题的关键是····”等等，这些 用语往往体现了老师的思路。来自：学习方法网
编后语
老师上课都有一定的思路，抓住老师的思路就能取得良好的学习效果。在上一小节中已经提及听课中要跟随老师的思路，这里再进一步论述听课时如何 抓住老师的思路。
① 根据课堂提问抓住老师的思路。老师在讲课过程中往往会提出一些问题，有的要求回答，有的则是自问自答。一般来说，老师在课堂上提出的问 题都是学习中的关键，若能抓住老师提出的问题深入思考，就可以抓住老师的思路。
以提问的方式回顾前面所学的功与能量之间的关系，内 能与摩擦力做功的关系，可以通过讲解两道例题来总结它们 的关系。
你知道哪些能量之间的相互转化？
水的机械能转化为电能
7.10能量守恒定律与能源
A C D 点悟： 点悟： 本题绳索重心的具体位置很难确定， 。由 外力对绳索做功，绳索的机械能增加。 解析 本题绳索重心的具体位置很难确定，且往 外力对绳索做功，绳索的机械能增加 往会错误地认为： 增加的必是重力势能， 往会错误地认为 ，外力将绳索向下拉， 于绳索的动能不变，增加的必是重力势能，重力 于绳索的动能不变：外力将绳索向下拉，绳索的 重心会逐渐降低。这里， 。正确选项为A 重心会逐渐降低。这里，我们应用功能原理， 势能增加是重心升高的结果。正确选项为A。 势能增加是重心升高的结果我们应用功能原理， 对问题作出了正确的判断。 对问题作出了正确的判断。 B
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
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
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教学重点
能量守恒定律的内容 应用能量守恒定律解决问题
教学难点
理解能量守恒定律的确切含义 能量转化的方向性
能量
能量都有哪些形式？
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
船只通航需要约
的流量，其余流量全部用来发电。
能量的概念：
表述了能量守恒定律，并计算出热功当量的数值（力和热的联系） 能量守恒定律的历史发展过程
活用电？（设三口之家的生活用电的平均功率为0.5kW）
(1)
(2)如果三峡电站全部用于城市生活用电，它大约可以满足16个百万人口城市 的生活用电．
总结
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，能量的总量__保__持__不___变__。
能量耗散的反思
1831年 法拉第发现电磁感应现象（电和磁的联系）
能量耗散和能量守恒是否矛盾？
大量煤炭和石油产品在燃烧时排出的气体改变了大气的成分，甚至加剧了气候的变化。
能量的耗散从能能量转量化耗的角散度和反映能出量自然守界恒中宏是观否过程矛的盾方向？性。
船只通航需要约
的流量，其余流量全部用来发电。
化学能转化为内能 风的机械能转移到帆船上 内能从火炉转移给水 电能转化为光 光能转化为化学能 机械能转化为内能
既然能量是守恒的，不可能消失，为什么我们还要节约能源？
能量的耗散
知道什么是能量的耗散 知道自然界的宏观过程具有方向性
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
高中物理必修二精品课件 7.10《能量守恒定律与能源》
3.能量守恒定律的理解 能量转化或转移过程中，总能量保持不变 某种形式的能减少，一定存在其他形式的能_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.
4.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的一种表现形式
少量和增加量相等，即ΔE减＝ΔE增.
(2)某个物体的能量减少，一定有别的物体的能量增加，且减
少量和增加量相等，即ΔEA减＝ΔEB增.
二、能源和能量耗散
能源是人类社会活动的物质基础
能量的耗散:能量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。
课堂训练
1.如图所示，物体沿倾角为300的固定斜面以g/2的 加速度匀减速上升，则在此过程中，物体的机械能 是（ A ）
1821年发现温差 1831年发现电磁
电现象（热和电 感应现象（电和
的联系）
磁的联系）
焦耳（1818－1889）， 迈尔(1814-1878)德国
英国物理学家
医生,物理学家
亥姆霍兹（1821-1894） 生物物理学家、数学家
1840年 发现电流 的热效应（电和热 的联系）1843年测 定热功当量（力和 热的联系）
答案：4.0×1010J
A.不变的 B.减小的 C.增加的 D.不能判断的
2.质量为m的物体，从距地面h高出由静止开 始以加速度a=g/3竖直下落到地面，在此过程
( ABC) A.物体的重力势能减少 B.物体的动能增加 C.物体的机械能减少 D.物体的机械能保持不变
2020人教版物理课件必修2 第7章 第10节 能量守恒定律与能源
[审题指导] (1)管内液体至最终停止运动时，液体的重力势能减小了。 (2)系统机械能的减少量等于系统内能的改变量。 [解析] 去掉右侧盖板之后，液体向左侧流动， 最终两侧液面相平，液体的重力势能减少，减少的重 力势能转化为内能。如图所示，最终状态可等效为右 侧12h 的液柱移到左侧管中，即增加的内能等于该液 柱减少的重力势能，则 Q＝18mg·12h＝116mgh，故 A 正确。 [答案] A
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。
4．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。
止竖直下落到地面，下列说法中正确的是
()
A．物体的重力势能减少13mgh
B．物体的机械能减少23mgh
C．物体的动能增加13mgh
D．物体的重力做的功为 mgh
解析：选 BCD 物体从高 h 处落到地面的过程中，重力做的功 为 mgh，重力势能减少 mgh，选项 A 错误，D 正确；物体的加 速度为13g，故合外力为13mg，合外力做的功为13mgh，根据动能 定理，物体的动能增加13mgh，选项 C 正确；物体的重力势能减 少 mgh，动能增加13mgh，故机械能减少了23mgh，选项 B 正确。
[典例] (2017·全国卷Ⅰ)一质量为 8.00×104 kg 的太空飞船从 其 飞 行 轨 道 返 回 地 面 。 飞 船 在 离 地 面 高 度 1.60×105 m 处 以 7.50×103 m/s 的速度进入大气层，逐渐减慢至速度为 100 m/s 时 下落到地面。取地面为重力势能零点，在飞船下落过程中，重力加 速度可视为常量，大小取为 9.8 m/s2。(结果保留 2 位有效数字)
高中物理人教版必修2课件：第七章 10.能量守恒定律与能源
③除重力或弹簧的弹力以外的其他力不做功或做功的代数和 为 0,物体的机械能守恒。
(5)一对滑动摩擦力做功的代数和等于因摩擦而产生的内能 Q=Ff·x 相对,x 相对为物体间相对滑动的距离。
典题例解 【例 1】
将一个小滑块放在如图所示的凹形斜面上,用力 F 沿斜面向下
拉小滑块,小滑块沿斜面运动了一段距离。若已知在此过程中,拉力 F
预习导引
一、能量守恒定律 1.导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实: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和转化。 2.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一个物体,而在转化和转移的过 程中,能量的总量保持不变。这就是能量守恒定律。 3.机械能守恒定律与能量守恒定律的关系。 机械能守恒定律是普遍的能量守恒定律在特殊背景下的一种 特殊表现形式。 预习交流 1 司机关闭油门后,汽车慢慢停下来,汽车的机械能消失了吗? 提示:能量并没有消失,而是通过轮胎与地面的摩擦,机械能转化 成了内能。
解析:(1)圆筒内的水经过 2 min 照射后,增加的内能为
ΔU=Q=cmΔt,其中 c=4.2×103 J/(kg·℃),所以 ΔU=4.2×103×0.6×1
J=2.52×103 J。
每分钟获得的能量为2.52×103
2
J=1.26×103 J。
圆筒面积 S=3×10-2 m2=3×102 cm2。
答案:A-B+C-D -C A-B-D
迁移应用
1.一质量为 1 kg 的物体被人用手以 2 m/s 的速度向上匀速提升 了 1 m,g 取 10 m/s2,则下列说法正确的是( )
A.物体在上升过程中机械能守恒 B.物体机械能增加 10 J C.合力对物体做功 2 J D.物体克服重力做功 2 J 解析:物体匀速上升,动能不变,重力势能增加,机械能增加,故选 项 A 错误。由平衡条件可知人对物体的作用力大小等于物体重力, 上升过程人手对物体做功 10 J,物体机械能增加 10 J,故选项 B 正确。 物体匀速运动,合力做功为零,故选项 C 错误。物体上升 1 m,克服重 力做功 10 J,故选项 D 错误。 答案:B
(5)一对滑动摩擦力做功的代数和等于因摩擦而产生的内能 Q=Ff·x 相对,x 相对为物体间相对滑动的距离。
典题例解 【例 1】
将一个小滑块放在如图所示的凹形斜面上,用力 F 沿斜面向下
拉小滑块,小滑块沿斜面运动了一段距离。若已知在此过程中,拉力 F
预习导引
一、能量守恒定律 1.导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实: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和转化。 2.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一个物体,而在转化和转移的过 程中,能量的总量保持不变。这就是能量守恒定律。 3.机械能守恒定律与能量守恒定律的关系。 机械能守恒定律是普遍的能量守恒定律在特殊背景下的一种 特殊表现形式。 预习交流 1 司机关闭油门后,汽车慢慢停下来,汽车的机械能消失了吗? 提示:能量并没有消失,而是通过轮胎与地面的摩擦,机械能转化 成了内能。
解析:(1)圆筒内的水经过 2 min 照射后,增加的内能为
ΔU=Q=cmΔt,其中 c=4.2×103 J/(kg·℃),所以 ΔU=4.2×103×0.6×1
J=2.52×103 J。
每分钟获得的能量为2.52×103
2
J=1.26×103 J。
圆筒面积 S=3×10-2 m2=3×102 cm2。
答案:A-B+C-D -C A-B-D
迁移应用
1.一质量为 1 kg 的物体被人用手以 2 m/s 的速度向上匀速提升 了 1 m,g 取 10 m/s2,则下列说法正确的是( )
A.物体在上升过程中机械能守恒 B.物体机械能增加 10 J C.合力对物体做功 2 J D.物体克服重力做功 2 J 解析:物体匀速上升,动能不变,重力势能增加,机械能增加,故选 项 A 错误。由平衡条件可知人对物体的作用力大小等于物体重力, 上升过程人手对物体做功 10 J,物体机械能增加 10 J,故选项 B 正确。 物体匀速运动,合力做功为零,故选项 C 错误。物体上升 1 m,克服重 力做功 10 J,故选项 D 错误。 答案:B
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迈尔(1814－1878) 精品课件
1840年2月22日，迈尔跟着船队来到印度尼西亚，当时很多 船员患了肺炎，在医治中迈尔发现他们的静脉血不像生活在温带 国家中的人的静脉血那样颜色暗淡，而是像动脉血那样新鲜。这 一现象引起了迈尔的深思。迈尔认为人的血液之所以是红的是因 为里面含有氧，而食物中含有化学能，被氧化时像机械能一样可 以转化为热，维持人的体温。在热带高温情况下，人要维持体温 ，机体只需要吸收较少的热量，所以机体中食物的燃烧过程减弱 了，因此静脉血中留下了较多的氧。迈尔认为， 热能、化学能 、机械能都是等价的，而且是可以相互转化的。1842年迈尔从 “无不生有，有不变无”和“原因等于结果”的观念出发，表述 了物理、化学过程中各种力(能)的转化和守恒的思想。迈尔是历 史上第一个提出能量守恒定律的人。
上世纪20年代德国的一张明信片,拿爱因斯坦开玩笑 想想看这个永动机为什么不行？
精品课件
一 1（2）永动机梦想的破灭
此外，人们还提出过利用轮子的惯性 、细管子的毛细作用、 电磁力、流水等获 得有效动力的种种永动机设计方案，但都 无一例外地失败了
层出不穷的永动机设计方案，都在科 学的严格审查和实践的无情检验下一一失 败了。1775年，法国科学院宣布“本科学 院以后不再审查有关永动机的一切设计” 。
机械能 内能
精品课件
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
精品课件
动能：风 帆船
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
？
动能
内能
精品课件
一 1（2）什么是永动机
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。
精品课件
1840年，他发现将通 电的金属丝放入水中，水会
发热，通过精密的测试，
焦耳发现了电热之间的关系 －焦耳定律。
焦耳从1840－1878年近40年的时间里，研究了电流的 热效应，研究了空气压缩时温度的升高，以及化学，机械作用 之间的联系，他做了400多次实验，为能量守恒定律的确立奠 定了坚实的实验基础。
迈尔
迈尔在1814年11月25日生于德国 。他的父亲是位药剂师。少年时代的迈 尔，经常跟着父亲去看制作各种药品的 试验。1838年，迈尔在蒂宾根大学获得 学位。25岁的迈尔正式在汉堡开业行医 。
1840到1841年初，迈尔在一艘海 轮上当了几个月的随船医生。这段旅程 成为了他在物理学上作出成就、从医学 的途径得出能量守恒的结论的起点。
精品课件
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
1.能源的分类 2·能源与社会发展 3.为什么要节约能源
（1）能源短缺 （2）环境恶化 （3）能量耗散
3.能量守恒定律的内容
据说很久很久以前，在印度有一个被地主压迫的可怜人， 他每天被迫干好多活，终于有一天， 这个可怜的年轻人厌倦了 这种生活，他就想 ：有没有一种机器可以代替我干活呢? 它 只干活不休息，也不需要什么能量 ，要是有的话就太好了
据说这个就是最早的关于永动机的想法 。这个思想的火 花在1200年前从印度出发， 传到了伊斯兰教世界， 并传到了 西方。
7.10 能量守恒定律与能源
精品课件
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。
太阳能 内能 精品课件 机械能
电能
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。
精品课件
一 2. 能量守恒定律的建立过程 亥姆霍兹
亥姆霍兹 （ 1821—1894），德 国物理学家和生理学家。1821年10月 31日生于柏林波茨坦的一个中学教师 家庭。中学毕业后在军队服役8年，取 得公费进入在柏林的皇家医学科学院， 并柏林大学旁听。1842年获医学博士 学位后，被任命为波茨坦驻军军医。 1847年他在新成立的德国物理学会发表了著名的“关 于能量的守恒”的讲演，第一次用数学方式系统地阐述了 能量守恒原理 。
精品课件
一 1（2）永动机的梦想
大约在1570年，意大利有一 位教授叫泰斯尼尔斯，提出用磁石 的吸力可以实现永动机。他的设计
如图所示，A是一个磁石，铁球C
受磁石吸引可沿斜面滚上去，滚到
上端的E处，从小洞B落下，经曲面 BFC返回，复又被磁石吸引，铁球
就可以沿螺旋途径连续运动下去。
精品课件
一 1（2）永动机的梦想
精品课件
一 1（2）永动机的启示
制造永动机的美好梦想虽然破灭 了，但是，反思这一失败的探索过程， 它从反面给人类以启迪：永动机不可 能制成，是不是说明自然界存在着一 条法则，它使我们不可能无中生有地 获得能量？也就是说自然界各种能量 之间存在着一定的转化关系。
精品课件
一 2. 能量守恒定律的建立过程
精品课件
4.能量守恒定律的意义
一 1（1）能量的转化
电动机 电能 机械能 发电机 机械能 电能
精品课件
一 1（1）能量的转化
焦耳定律Q=I2 Rt 电能 内能
电能
精品课件
光能 、内能
一 1（1）能量的转化
化学能
内能
机械能 水能（动能、重力势能）
精品课件
电能
一 1（1）能量的转化
水果电池 化学能 电能
精品课件
一 2. 能量守恒定律的建立过程 焦耳
英国物理学家。1818年12月 24日生于索尔福。他父亲是酿酒厂 的厂主。焦耳从小体弱不能上学， 在家跟父亲学酿酒，并利用空闲时 间自学化学、物理。他很喜欢电学 和磁学，对实验特别感兴趣。后来 成为英国曼彻斯特的一位酿酒师和
焦耳（1818－1889）业余科学家。
打雷是闪电。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 精品课件 能
光能、 声能、 内
光合作用
光能 化学能
精品课件
：
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？
1840年2月22日，迈尔跟着船队来到印度尼西亚，当时很多 船员患了肺炎，在医治中迈尔发现他们的静脉血不像生活在温带 国家中的人的静脉血那样颜色暗淡，而是像动脉血那样新鲜。这 一现象引起了迈尔的深思。迈尔认为人的血液之所以是红的是因 为里面含有氧，而食物中含有化学能，被氧化时像机械能一样可 以转化为热，维持人的体温。在热带高温情况下，人要维持体温 ，机体只需要吸收较少的热量，所以机体中食物的燃烧过程减弱 了，因此静脉血中留下了较多的氧。迈尔认为， 热能、化学能 、机械能都是等价的，而且是可以相互转化的。1842年迈尔从 “无不生有，有不变无”和“原因等于结果”的观念出发，表述 了物理、化学过程中各种力(能)的转化和守恒的思想。迈尔是历 史上第一个提出能量守恒定律的人。
上世纪20年代德国的一张明信片,拿爱因斯坦开玩笑 想想看这个永动机为什么不行？
精品课件
一 1（2）永动机梦想的破灭
此外，人们还提出过利用轮子的惯性 、细管子的毛细作用、 电磁力、流水等获 得有效动力的种种永动机设计方案，但都 无一例外地失败了
层出不穷的永动机设计方案，都在科 学的严格审查和实践的无情检验下一一失 败了。1775年，法国科学院宣布“本科学 院以后不再审查有关永动机的一切设计” 。
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
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动能：风 帆船
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
？
动能
内能
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一 1（2）什么是永动机
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。
精品课件
1840年，他发现将通 电的金属丝放入水中，水会
发热，通过精密的测试，
焦耳发现了电热之间的关系 －焦耳定律。
焦耳从1840－1878年近40年的时间里，研究了电流的 热效应，研究了空气压缩时温度的升高，以及化学，机械作用 之间的联系，他做了400多次实验，为能量守恒定律的确立奠 定了坚实的实验基础。
迈尔
迈尔在1814年11月25日生于德国 。他的父亲是位药剂师。少年时代的迈 尔，经常跟着父亲去看制作各种药品的 试验。1838年，迈尔在蒂宾根大学获得 学位。25岁的迈尔正式在汉堡开业行医 。
1840到1841年初，迈尔在一艘海 轮上当了几个月的随船医生。这段旅程 成为了他在物理学上作出成就、从医学 的途径得出能量守恒的结论的起点。
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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
1.能源的分类 2·能源与社会发展 3.为什么要节约能源
（1）能源短缺 （2）环境恶化 （3）能量耗散
3.能量守恒定律的内容
据说很久很久以前，在印度有一个被地主压迫的可怜人， 他每天被迫干好多活，终于有一天， 这个可怜的年轻人厌倦了 这种生活，他就想 ：有没有一种机器可以代替我干活呢? 它 只干活不休息，也不需要什么能量 ，要是有的话就太好了
据说这个就是最早的关于永动机的想法 。这个思想的火 花在1200年前从印度出发， 传到了伊斯兰教世界， 并传到了 西方。
7.10 能量守恒定律与能源
精品课件
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。
太阳能 内能 精品课件 机械能
电能
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。
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一 2. 能量守恒定律的建立过程 亥姆霍兹
亥姆霍兹 （ 1821—1894），德 国物理学家和生理学家。1821年10月 31日生于柏林波茨坦的一个中学教师 家庭。中学毕业后在军队服役8年，取 得公费进入在柏林的皇家医学科学院， 并柏林大学旁听。1842年获医学博士 学位后，被任命为波茨坦驻军军医。 1847年他在新成立的德国物理学会发表了著名的“关 于能量的守恒”的讲演，第一次用数学方式系统地阐述了 能量守恒原理 。
精品课件
一 1（2）永动机的梦想
大约在1570年，意大利有一 位教授叫泰斯尼尔斯，提出用磁石 的吸力可以实现永动机。他的设计
如图所示，A是一个磁石，铁球C
受磁石吸引可沿斜面滚上去，滚到
上端的E处，从小洞B落下，经曲面 BFC返回，复又被磁石吸引，铁球
就可以沿螺旋途径连续运动下去。
精品课件
一 1（2）永动机的梦想
精品课件
一 1（2）永动机的启示
制造永动机的美好梦想虽然破灭 了，但是，反思这一失败的探索过程， 它从反面给人类以启迪：永动机不可 能制成，是不是说明自然界存在着一 条法则，它使我们不可能无中生有地 获得能量？也就是说自然界各种能量 之间存在着一定的转化关系。
精品课件
一 2. 能量守恒定律的建立过程
精品课件
4.能量守恒定律的意义
一 1（1）能量的转化
电动机 电能 机械能 发电机 机械能 电能
精品课件
一 1（1）能量的转化
焦耳定律Q=I2 Rt 电能 内能
电能
精品课件
光能 、内能
一 1（1）能量的转化
化学能
内能
机械能 水能（动能、重力势能）
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电能
一 1（1）能量的转化
水果电池 化学能 电能
精品课件
一 2. 能量守恒定律的建立过程 焦耳
英国物理学家。1818年12月 24日生于索尔福。他父亲是酿酒厂 的厂主。焦耳从小体弱不能上学， 在家跟父亲学酿酒，并利用空闲时 间自学化学、物理。他很喜欢电学 和磁学，对实验特别感兴趣。后来 成为英国曼彻斯特的一位酿酒师和
焦耳（1818－1889）业余科学家。
打雷是闪电。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 精品课件 能
光能、 声能、 内
光合作用
光能 化学能
精品课件
：
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？