能量守恒定律和能源
能量与能量守恒定律
能量与能量守恒定律能量是自然界中最基本的概念之一，它贯穿着整个宇宙。
能量守恒定律是我们在研究能量时必须遵循的基本原则。
本文将详细介绍能量的概念、能量守恒定律及其重要性。
一、能量的概念能量是物体或系统所具有的做工能力，是一种物理量。
根据现代物理学的观点，能量可以存在于许多不同的形式中，包括机械能、热能、光能、化学能等。
无论是何种形式的能量，都可以相互转化，但能量的总量保持不变。
二、能量守恒定律的原理能量守恒定律，也称为能量守恒原理，是自然界中最基本的定律之一。
它表明在一个孤立系统中，能量的总量保持不变。
换句话说，能量不能被创造或销毁，只能从一种形式转化为另一种形式。
能量守恒定律可以通过以下方程式表示：能量变化 = 能量输入 - 能量输出能量输入指的是系统所吸收的能量，通常来自外部，如热量的输入或物体对外界做功。
能量输出则是系统所释放或传递给外部的能量，如物体释放热量或做功。
系统的能量变化为零时，说明能量守恒定律成立。
三、能量守恒定律的重要性能量守恒定律在物理学和工程领域中有着重要的地位，对于我们理解和应用自然界的各种现象和过程具有重大意义。
1. 自然界现象解释能量守恒定律可以帮助我们解释自然界中许多现象，如瀑布的落差转化为水的动能，风力驱动风车旋转产生机械能等。
通过能量守恒定律，我们可以更深入地理解这些现象背后所涉及的能量转化和转移过程。
2. 能源利用与开发能源是现代社会发展不可或缺的资源，而能量守恒定律可以指导能源的利用和开发。
通过合理地利用能量守恒定律，我们可以增加能源的利用效率，减少能源的浪费，从而保护环境，实现可持续发展。
3. 工程设计与优化在工程领域中，能量守恒定律是设计和优化各种系统的基础。
例如，汽车发动机的设计，通过能量守恒定律来最大限度地将化学能转化为机械能，提高汽车的动力性能和燃油利用率。
在建筑设计中，合理利用能量守恒定律可以降低能源消耗，改善室内环境。
四、能量守恒定律的应用案例下面以几个具体的应用案例来展示能量守恒定律在实际问题中的运用。
能量守恒定律与能源
知识回顾
EP mgh 重力势能
EP
1 2
kx2
弹性势能
势能
Ek
1 2
mv 2
动能
机械能
能 量
一、能量得概念 一个物体能够对外做功,我们就说这个物体具有能
量。
二、能量得多样性 对应于不同得运动形式,能得形式也就是多种多
得、
说一说: 您知道得能量形式
机械能、内能、电能、太阳能、化学能、 生物能、原子能等、
以外得力)与机械能得变化之间得
关系:
W其它 E
功
除了重力和弹力外,其她力对物体系所做
能 得功等于物体系机械能得变化
关
系 ｜ ｜
w其 E E2 E1
功 能
当W其＞0时,△E＞0,机械能增加
原 当W其＜0时,△E＜0,机械能减少 理
5、一对滑动摩擦力对系统做得总功等于系统 内能得增加,滑动摩擦力与相对距离得乘 积在数值上等于系统产生得内能,即△E 内 =Q＝FS相
另一个物体,而在转化或转移过程中,能量得总量保持
不变、
⑵、定律得表达式
E初＝E终 ;△E增＝△E减
2、导致能量守恒定律最后确立得两类重要事实就是
什么?
①确认了 永动机 得不可能性。 ②各种自然现象之间能量得 相互联系 与 转化。
历史上有很多人不相信能量守恒定律得人,挖空心 思想发明一种不消耗能量,却能不断对外做功得机 器——永动机
17～18世纪许多机械专家就已经论证了永动机就是 不可能得
法国科学院在1775年就正式决定,不再研究和试验任 何永动机
永动不可能制成得原因 : 根据能量守恒定律,任何一部机
器,只能使能量从一种形式转化为源自 一种形式,而不能无中生有地制造能 量,因此第一类永动机就是不可能制 成得、
高一物理《能量守恒定律与能源》知识点总结
高一物理《能量守恒定律与能源》知识点总结一、能量的转化与守恒1.化学能：由于化学反应，物质的分子结构变化而产生的能量。
2.核能：由于核反应，物质的原子结构发生变化而产生的能量。
3.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另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而能的总量保持不变。
●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。
即E机械能1+E其它1=E机械能2+E其它2●能量耗散：无法将释放能量收集起来重新利用的现象叫能量耗散，它反映了自然界中能量转化具有方向性。
二、能源与社会1.可再生能源：可以长期提供或可以再生的能源。
2.不可再生能源：一旦消耗就很难再生的能源。
3.能源与环境：合理利用能源，减少环境污染，要节约能源、开发新能源。
三、开发新能源1.太阳能2.核能3.核能发电4、其它新能源：地热能、潮汐能、风能。
能源的分类和能量的转化能源品种繁多，按其来源可以分为三大类：一是来自地球以外的太阳能，除太阳的辐射能之外，煤炭、石油、天然气、水能、风能等都间接来自太阳能;第二类来自地球本身，如地热能，原子核能(核燃料铀、钍等存在于地球自然界);第三类则是由月球、太阳等天体对地球的引力而产生的能量，如潮汐能。
【一次能源】指在自然界现成存在，可以直接取得且不必改变其基本形态的能源，如煤炭、天然气、地热、水能等。
由一次能源经过加工或转换成另一种形态的能源产品，如电力、焦炭、汽油、柴油、煤气等属于二次能源。
【常规能源】也叫传统能源，就是指已经大规模生产和广泛利用的能源。
表2-1所统计的几种能源中如煤炭、石油、天然气、核能等都属一次性非再生的常规能源。
而水电则属于再生能源，如葛洲坝水电站和未来的三峡水电站，只要长江水不干涸，发电也就不会停止。
煤和石油天然气则不然，它们在地壳中是经千百万年形成的(按现在的采用速率，石油可用几十年，煤炭可用几百年)，这些能源短期内不可能再生，因而人们对此有危机感是很自然的。
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
能量守恒定律与能源
能量守恒定律与能源1. 能量守恒定律的概述能量守恒定律是自然科学中一个重要的基本原理，它指出在一个封闭系统中，能量不会自行生成或消失，只能从一种形式转化为另一种形式。
这个定律贯穿于物理学、化学、生物学等多个学科领域，被广泛应用于能源研究和工程实践。
2. 能量的定义和分类能量是指物体或系统具有的执行工作的能力。
根据能量形式的不同，能量可以分为多种类型，如机械能、热能、化学能、电能等。
能量的单位通常用焦耳（J）表示。
•机械能：包括动能和势能。
动能是物体由于运动而具有的能量，可以通过物体的质量和速度计算得出。
势能是物体由于位置或形状而具有的能量，常见的势能有重力势能和弹性势能等。
•热能：是物体因内部分子或原子运动而具有的能量。
它与物体的温度相关，温度越高，分子或原子的运动越剧烈，热能越高。
•化学能：是物质内部原子、分子之间因化学键而存储的能量。
当化学反应发生时，化学能可以转化为其他形式的能量。
•电能：是由运动中的电子携带的能量。
在电路中，电能可以转化为热能、机械能和光能等。
3. 能量守恒定律的表达形式能量守恒定律可以用一个简单的数学表达式表示：能量守恒定律的数学表达式为E1 + E2 = E3 + E4，其中E1、E2、E3、E4分别代表初始状态和最终状态下的不同类型能量。
这个表达式的意义在于，能量在转化过程中总数保持不变。
例如，在一个系统中，初始状态下有机械能100J和热能50J，最终状态下有机械能60J和电能90J。
根据能量守恒定律，初始状态下的总能量(100J+50J)必须等于最终状态下的总能量(60J+90J)。
4. 能源及其转化能源是指能够进行有用功的物质或系统。
根据能源的来源和形式，能源可以分为传统能源和可再生能源两类。
•传统能源：包括化石能源（如煤炭、石油和天然气）和核能。
传统能源主要来自地球上的化石燃料和核反应。
•可再生能源：包括太阳能、风能、水能、地热能等。
可再生能源是指能够在人类可用的时间尺度内不断生成的能源。
高中物理 第七章 第10节 能量守恒定律与能源(含解析)
能量守恒定律与能源一、能量守恒定律┄┄┄┄┄┄┄┄①1．建立能量守恒定律的两类重要事实(1)确认了永动机的不可能性。
(2)发现了各种自然现象之间的相互联系与转化。
2．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。
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定背景下的一种特殊表现形式。
[说明]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。
①[填一填]指出下列现象中能量的转化或转移情况：(1)植物的光合作用；________________________________________________________________________(2)雨天时出现雷电；________________________________________________________________________(3)人在跑步时，身体发热；________________________________________________________________________(4)手摇发电机发电使灯泡发光；________________________________________________________________________(5)风吹动帆船前进。
________________________________________________________________________ 解析：(1)植物利用太阳光进行化学合成，是光能转化为化学能；(2)出现雷电时，发出震耳欲聋的响声、耀眼的强光并放出热量，是电能变为声波能、内能和光能；(3)人跑步时身体发热，是身体剧烈运动时，加速人体内新陈代谢的生理机能，是人体内储存的化学能转化为内能；(4)发电机的动能转化为电能，电能使灯泡发光，是机械能转化为电能，电能转化为灯丝的光能和内能；(5)空气的流动形成风，风具有机械能，帆船前进具有的仍是机械能，是风的机械能转移给帆船，是机械能的转移。
物理能量守恒定律与能源转换
物理能量守恒定律与能源转换物理学中的能量守恒定律是一个基本原理，它表明在物理系统中，能量不能被创造或者消灭，只能从一种形式转换为另一种形式。
这个定律在许多领域中都得到应用，尤其在能源转换中起着重要作用。
本文将探讨物理能量守恒定律与能源转换之间的关系。
一、能量守恒定律的基本原理能量守恒定律是指在一个封闭系统中，能量的总量保持不变。
这意味着能量可以从一个物体或者系统转移到另一个物体或者系统，但其总和始终保持恒定。
具体而言，能量守恒定律包括以下几个方面：1. 能量的转换：能量可以从一种形式转换为另一种形式，如热能转换为机械能或者电能转换为光能等。
2. 功与能量：功是指力对物体进行的作用，而能量是物体具有的做功的能力。
能量守恒定律表明物体所做的功与其得到的能量之间存在着一一对应的关系。
3. 系统的封闭性：能量守恒定律只在一个封闭系统中成立，这意味着系统中不会有能量进出，只能在系统内部进行转换。
二、能源转换与能量守恒定律能源转换是指能量从一种形式转化为另一种形式的过程。
能量守恒定律告诉我们，在能源转换中能量的总量保持不变。
下面将介绍几种常见的能源转换现象。
1. 热能转换热能是指物体内部的分子和原子之间的运动引起的能量。
在燃烧过程中，燃料中的化学能被释放出来，转化为热能和光能。
例如，在火山喷发过程中，地下的岩浆释放出的热能引起了火山口的喷发现象。
2. 机械能转换机械能是指物体的运动和形变所具有的能量。
在机械装置中，能量可以从一种形式转换为另一种形式。
例如，在水力发电厂中，水流的动能通过水轮机转换为机械能，然后再转换为电能。
3. 电能转换电能是一种高效率的能源形式，在现代社会中得到了广泛应用。
电能可以通过发电厂转化为其他形式的能量。
例如，火力发电厂中，化学能转化为热能，再转化为机械能，最终转化为电能。
4. 光能转换光能来源于太阳能，可以通过光电效应转化为电能。
在太阳能电池板中，光能使得电子在材料中释放出，并形成电流。
能量守恒定律与能源
能量守恒定律与能源1. 引言能量守恒定律是自然界中一个基本的定律，它描述了能量在物理系统中的转化过程。
能源是人类社会发展的基石，也是能量转化的源泉。
本文将介绍能量守恒定律的基本原理，以及能源的种类和利用方式，探讨它们在现实生活中的重要性和应用。
2. 能量守恒定律能量守恒定律又称为能量守恒定律或第一类热力学定律，它表达了能量在系统内的转化过程中不会被创造或消失的原理。
根据能量守恒定律，一个封闭系统中的能量总量是不变的。
这意味着能量可以从一种形式转化为另一种形式，但总能量保持不变。
3. 能源种类能源种类很多，其中主要包括以下几种：3.1. 化石燃料能源化石燃料是指来自于古生物体的化石，如煤炭、石油和天然气等。
它们是地球上存储的大量化石能源，是目前全球能源消耗的主要来源。
然而，化石燃料的使用会导致大气污染和温室气体排放，对环境造成严重影响。
3.2. 可再生能源可再生能源是指来自自然界中不会枯竭或可以循环再生的能源，如太阳能、风能、水能和生物能等。
可再生能源具有可持续性和清洁性的优势，对环境影响较小，因此被广泛应用于发电、供暖和交通等领域。
3.3. 核能源核能源是指核反应中释放出的能量。
核能源具有高能量密度和稳定性等特点，被广泛应用于核电站和核动力船舶等领域。
然而，核能源的开发与使用也面临着核废料处理和核安全等问题。
4. 能源的利用方式能源的利用方式多种多样，取决于能源种类和实际需求。
以下是几种常见的能源利用方式：4.1. 热能利用热能利用是能源最直接和常见的利用方式之一，可以通过燃烧化石燃料或利用太阳能集热来产生热能，用于供暖、工业生产和发电等领域。
4.2. 机械能利用机械能利用是指将能源转化为机械能，用于驱动机械设备和运输工具等。
例如，利用水能产生水力发电和利用风能产生风力发电。
4.3. 电能利用电能利用是将能源转化为电能并应用于各个领域的利用方式。
电能可以通过化石燃料发电、核能发电、太阳能发电和风能发电等方式产生。
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。
能量守恒定律与能源
能量守恒定律与能源能量守恒定律是物理学中的一个基本定律，它指出在任何一个封闭系统内，能量总量永远不会增加也不会减少，而只是从一种形式转化为另一种形式。
也就是说，能量不会从“不存在”变成“存在”，也不会从“存在”变成“不存在”，而只是从一种状态变化为另一种状态，但总能量量不变。
能量是指物质具有的运动和状态的能力。
我们生活中所使用的各种能源，如化石能源和可再生能源，都来源于自然。
在自然界中，各种能量的存在形式包括运动能、位置能、势能、热能、化学能、电能、辐射能等。
然而，我们的能源资源是有限的，而能源需求却与日俱增。
为了保证能源的可持续利用和环境的可持续发展，必须在能源的生产、利用和消费过程中遵循能量守恒定律。
在能源生产过程中，我们应尽量减少能量亏损，以提高能源的产出效率。
例如，在煤矿开采过程中，煤的采掘、运输和加工等都可能会损失部分能量，因此需要尽量采取有效措施减少能量亏损。
对于可再生能源也同样需要遵循相应的能量守恒原则，如对风能、太阳能和水力能的开采和利用都需要注意能量的转化和利用过程，以避免能量的浪费和亏损。
在能源利用和消费过程中，我们应尽可能地提高能量的利用效率，以减少对自然资源的消耗和环境的污染。
例如，在燃料的燃烧过程中，只有约30%的能量被转化为机械能和热能，其余的能量都以废气和废渣的形式被排放出来。
因此，我们需要采用高效节能的技术措施，提高能源利用的效率，从而减少对自然资源的依赖和环境的负担。
当然，要实现能源的可持续利用和环境的可持续发展，除了遵循能量守恒定律之外，还需要采取多种措施，如提高科技水平、加强管理等，从而促进能源的创新和发展，为人类的未来谋求更加美好的发展前景。
总之，能量守恒定律是物理学中的一项基本定律，应广泛应用于能源的生产、利用和消费过程中，以保证能源的可持续利用和环境的可持续发展。
我们需要认真思考和行动，积极采取有效措施，促进能源的创新和发展，为人类的未来谋求更加美好的发展前景。
能量守恒定律与能源
能量守恒定律与能源能量守恒定律是能源领域中最重要的定律之一。
该定律表明，能量在一个封闭系统中是不会损失的。
这意味着一个封闭系统中的总能量始终保持不变。
根据这个定律，能量既不能被创造也不能被摧毁。
然而，这并不意味着能量不能被转换成其他形式。
尤其是在当今环境问题不断发展的背景下，能源问题已经成为全球的焦点话题。
人们对当前的能源消耗和资源储备感到担忧。
各国政府积极制定政策和法规，以促进可持续能源的开发和利用，这就使得更多的人对能源和能量守恒定律产生了极大的兴趣。
实际上，我们生活在的世界完全依赖于能量和能源。
我们生活、生产和运输所需要的所有形式的能源，均来自于不同的源头，例如煤、石油、天然气、水力、风力、太阳能等等。
我们使用这些资源来满足社会、商业和个人需求。
然而，我们如何看待这些资源的消耗和后果，是值得我们深入探讨的问题。
对于能源从资源转化为生活所需的过程，能量守恒定律起到了十分重要的作用。
无论我们所使用的是什么形式的能源，总能都是一个封闭系统中的守恒量。
我们所讲究的更多的是能源的存量和能量形式之间的转化关系。
通过能量守恒定律，我们可以了解各种能量转化的过程。
换句话说，我们可以清楚地发现，能量在转化中能降解成热能消失。
这是因为在实际过程中，能量必然会受到一定的摩擦和阻力，从而无法完全转化为有用的形式。
例如，当我们燃烧煤、油或天然气来发电时，我们把它们的化学能转化成了电能，让这种形式的能量可以被广泛使用。
不过，这一过程并不完美。
在燃烧的过程中，少量化学能被损失成热能并散失到环境中。
同样的道理，太阳能电池将阳光转化成电能时，某些能量被转化成了热能，由电池本身吸热了。
在所有的转化过程中，我们都必须考虑到能量守恒定律。
这就意味着，无论我们使用的能源是什么，我们必须考虑到能量转换过程中的效率损失，以及能量检测方法的精确度。
有效地控制转化过程，提高转化效率，以尽可能减少能量的消耗和浪费，也是我们推广可持续能源及其应用的方法之一。
《能量守恒定律与能源》 导学案
《能量守恒定律与能源》导学案一、学习目标1、理解能量守恒定律的内容和意义。
2、了解各种能源的分类、特点和利用情况。
3、认识能源利用过程中的能量转化和效率问题。
4、培养节约能源和可持续发展的意识。
二、知识要点（一）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，它只会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，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
2、理解：能量的形式多种多样，如机械能、内能、电能、光能、化学能等。
能量的转化是指能量由一种形式变为另一种形式，例如摩擦生热是机械能转化为内能，发电机发电是机械能转化为电能。
能量的转移是指能量从一个物体转移到另一个物体，例如热传递是内能的转移。
（二）能源1、分类一次能源：直接从自然界获取的能源，如煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能等。
二次能源：无法从自然界直接获取，需要通过一次能源的消耗才能得到的能源，如电能、汽油、柴油等。
2、特点不可再生能源：在短期内不能从自然界得到补充的能源，如煤、石油、天然气等化石能源。
可再生能源：可以在自然界里源源不断地得到的能源，如风能、水能、太阳能等。
3、能源的利用化石能源：是目前人类使用的主要能源，但燃烧化石能源会带来环境污染和温室效应等问题。
新能源：太阳能：清洁、无污染，但受天气和地理位置等因素的影响，能量密度较低。
风能：可再生，但风力不稳定，且风力发电设备造价较高。
水能：是一种较为成熟的可再生能源，但建设水电站会对生态环境产生一定的影响。
核能：能量巨大，但存在核废料处理和核安全等问题。
（三）能源利用中的能量转化和效率1、能量转化：在能源的利用过程中，往往需要经过多次能量转化，每次转化都会有能量的损失。
2、效率：有用能量与总能量的比值，计算公式为：效率＝有用能量／总能量 × 100%。
提高能源利用效率是节约能源的重要途径。
三、例题解析例 1：下列过程中，能量发生了怎样的转化？（1）电动机带动水泵抽水。
能量守恒定律与能源
能量守恒定律与能源能量守恒定律的基本概念与原理能量守恒定律是自然界中一个基本的物理定律，它描述了能量在物理系统中的转化和守恒的关系。
根据能量守恒定律，能量既不能被创造也不能被毁灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
能量守恒定律的最基本表达式可以用以下公式表示：E初=E末其中，E初代表初始时刻系统的总能量，E末代表末时刻系统的总能量。
根据能量守恒定律，当一个物理系统中发生能量转化时，能量的总量保持不变。
这意味着能量既不能从无中产生，也不能消失不见。
能量可以从一个物体传递、转移或者转化为其他形式的能量，但是总能量必须保持恒定。
能量守恒定律的应用广泛，几乎适用于所有物理系统。
例如，在机械能守恒定律中，能量可以从一个物体转移到另一个物体，但是总机械能保持不变。
在热力学中，能量可以从热源传递到工作物体，但总能量仍然保持不变。
能源与能量守恒定律的关系能源是指能够做功或者产生热量的物质或者其他形式的资源。
能源可以分为多种形式，包括化石能源、核能源、可再生能源等。
这些能源可以用来供给人类的日常生活和工业生产所需的能量。
能源与能量守恒定律有着密切的关系。
根据能量守恒定律，能量既不能被创造也不能被毁灭，只能转化为其他形式的能量。
这意味着，能源的产生实际上是能量从一种形式转化为另一种形式的过程。
例如，以化石能源为例，石油、天然气和煤炭等化石能源是数百万年来地球生物的遗骸经过地质变化而形成的。
当这些化石能源燃烧时，化学能转化为热能和机械能。
这些能量最终可以用来产生电能、供给家庭用电或者驱动发动机等。
另一方面，可再生能源如太阳能、风能和水能等则是从自然界中获取的。
太阳能可以通过光电效应转化为电能，风能可以通过风力发电机转化为电能，水能可以通过水力发电机转化为电能。
这些可再生能源的利用不会造成能源的消耗，因为能量守恒定律保证了能量的总量不变。
因此，能源的产生与利用都是在能量守恒定律的基础上进行的。
无论是传统能源还是可再生能源，它们作为能量的载体，都与能量守恒定律密切相关。
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
能量守恒定律与能源
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 。
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。
课堂练习
1．能源是人类社会活动的物质基础。人类利用 能源大致经历了三个时期，依次是（ A ） A. 柴薪时期、煤炭时期、石油时期 B. 柴薪时期、石油时期、煤炭时期 C. 煤炭时期、石油时期、电力时期 D. 畜力时期、热力时期、电力时期 2．关于能量耗散，下列说法中正确的是（ CD ） A. 能量耗散是指在一定条件下，能量在转化过程中 总量减少了 B. 能量耗散表明，能量守恒定律具有一定的局限性 C. 能量耗散表明，能量在数量上并未减少，但在可 利用的品质上降低了 D. 能量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、能源
指能够提供可利用能量的物质，它是人类活 动的物质基础。
能 源
分 类
（1）从人类开发能源的历史划分
常规能源：如煤、石油、天然气、水能等
新能源：如核能、风能、太阳能、地热能、 海洋能等
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。
7.10能量守恒定律与能源学参
7.10能量守恒定律与能源【自主学习】1.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是：确认了永动机的不可能性和发现了各种自然现象之间的和转化；（2)内容：能量既不会凭空，也不会凭空，它只能从一种形式为另一种形式，或者从一个物体到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量。
2.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，即时期、时期、时期。
自工业革命以来，和成为人类的主要能源；（2) 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，一旦把热量释放出去，就不会再次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，但在可利用的品质上了，从便于利用的变成的了。
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)能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的。
【课堂探究】一、能量守恒定律1.在验证机械能守恒定律的实验中，重物带着纸带下落时，计算结果发现，减少的重力势能的值大于增加的动能的值，即机械能的总量在减少。
原因是纸带和打点计时器之间的摩擦力和空气阻力对实验器材的作用。
这是否说明有一部分能量消失了呢？2.生活中还有很多能量转化或转移的例子，请同学们举出几例，并说明其中的能量转化或转移过程?3.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？4.能量守恒定律说明：能量守恒定律的建立，是人类认识自然的一次重大飞跃，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。
该定律是贯穿整个物理学的基本规律之一。
高一物理能量守恒定律与能源
4、小结
请你分析一下， 高处水槽中水 的势能共转变 成哪几种形式 的能，说明这 个机器是否能 够永远运动下 去．
一．课余作业
1. 思考讨论P30“问 题与练习”中1、3 题；书面完成第2 题。
2. 课后思考与讨论
思考问题1：
说出能量守恒定律的内容，并引用教材上的话，说明能量守恒定 律的建立有何重大意义？
1. 能量守恒定律（阅题）
思考问题1：
什么是能量耗散？
思考问题2：
能量耗散与能量守恒是否矛盾， 该怎样理解？
提出问题，引出下一课题
既然能量是守恒的，不可能消灭， 为什么我们还要节约能源？
10.能量守恒 定律与能源
引入新课
演示实验1: 小球运动过程中机械能是否守恒？ 请说出小球运动过程中能量的转化情况。
演示实验2：
小木块运动过程中机械能是否守恒？ 请说出小球运动过程中能量的转化情况。
进行新课
思考问题2：
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？
01 对 功 能 关 系 的 理 解
02
［例1］一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。若已知在这过程中，拉力F所做的功的大小 （绝对值）为A，斜面对滑块的作用力所做的功的大小为B，重力做功的大小为 G，空气阻力做功的大小为D。当用这些量表达时，小滑块的动能的改变（指末 态动能减去初态动能）等于多少？，滑块的重力势能的改变等于多少？滑块机 械能（指动能与重力势能之和）的改变等于多少？
必修机械能§能量守恒定律与能源
能量守恒定律的原理与数学表达式
能量守恒定律的原理
• 能量守恒定律表明，在一个封闭系统中，能量的总量始终保持不变 • 无论能量如何转换，其总量都不会发生变化
能量守恒定律的数学表达式
• 能量守恒定律可以用数学公式表示为：ΔU = 0，其中ΔU为系统内能量的变化量 • 能量守恒定律还可以表示为：总能量 = 动能 + 势能 + 内能 + 其他能量形式
未来能源转换与利用的挑战
• 如何克服能源转换过程中的技术难题，提高能源转换效 率 • 如何在满足能源需求的同时，降低能源消耗对环境的负 面影响
05
能源与环境保护的关系
能源消耗对环境的影响
能源消耗对环境的影响
• 能源消耗会导致温室气体排放，加剧全球气候变化 • 能源消耗还可能引起环境污染，如土地污染、水体污染等
可再生能源的类型与特点
可再生能源的类型
• 可再生能源主要包括太阳能、风能、水能、生物质能等
可再生能源的特点
• 可再生能源的储量无限，具有可持续利用的优势 • 可再生能源的燃烧过程不会产生温室气体，对环境友好 • 可再生能源的开发技术不断进步，成本逐渐降低
核能在能源转换与利用中的作用
核能的类型
• 核能主要包括核裂变能和核聚变能两种形式
核能的特点
• 核能具有高能量密度，能够提供大量的能源 • 核能的燃烧过程不会产生温室气体，对环境友好 • 核能的技术成熟度较高，但存在一定的安全隐患和废物 处理问题
04
能源的转换与利用效率
能源转换过程中的能量损失
能量损失的原因Biblioteka • 能量在转换过程中会因为各种阻力和不完全转换而导致 能量损失 • 能量损失的主要形式包括热量损失、声能损失、电磁辐 射损失等
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第10节能量守恒定律与能源
也可以分为不可再生能源（矿物燃料）和可再生能源（水力、太阳能、风能地热能）。
课堂小结
布置作业
1.《好课堂堂练》活页规范训练P135－10能量守恒定律与能源。
2.自主作业：请你通过调查或网上资料了解一下附近的工厂企业单位中能源的利用情况，在分析综合的基础上写一篇调查报告，向政府的有关部门提出自己的建设性的意见或建议。
1．有人设想在夏天用电冰箱来降低房间的温度，他的办法是：关好房间的门窗，然后打开冰箱的所有门，让冰箱运转，且不考虑室内外热量的交换，则开机后，室内的温度将( ) A ．有所升高 B ．保持不变
C ．开机时降低，停机时又升高
D ．开机时升高，停机时又降低
2．如图所示，A 、B 两球的质量相同，A 球系在不可伸长的绳上，B 球固定在轻质弹簧上，把两球都拉到水平位置(绳和弹簧均拉直且为原长)，然后释放．当A 、B 两球通过悬点O 正下方的C 点时，弹簧和绳等长，则此时( ) A ．A 、B 两球的动能相等
B ．A 球重力势能的减少量大于B 球重力势能的减少量
C ．A 球系统的机械能大于B 球系统的机械能
D ．A 球的速度大于B 球的速度
3．一质量分布均匀的不可伸长的绳索重为G ，A 、B 两端固定在水平天花板上，如图所示，今在绳索的最低点C 处施加一竖直向下的力将绳索绷直，在此过程中，绳索AB 的重心位置将 ( )
A ．逐渐升高
B ．逐渐降低
C ．先降低后升高
D ．始终不变
★4. 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，如图所示．传送带足够长，当小木块与传送带相对静止时．求在此过程中：
(1)小木块的位移；(2)传送带转过的路程；(3)小木块获得的动能；(4)摩擦过程中产生的内能；(5)因传动物体电动机多消耗的电能．
拓展探究
教学反馈。