能量守恒PPT.
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能量守恒定律课件(23张ppt)
的限制。
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
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
高三复习能量守恒定律.ppt
能量守恒定律
基础整合
1.功是能量转化的量度 做功的过程对应能量的转化，做多少功就有多 少能量发生了转化，即功是能量转化的量度. 2.能量守恒定律 （1）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，这个规律叫做能量守恒定律.
θ=30°，其上 A、B 两点间的距离为 l=5 m，传送带在电动机 的带动下以 v=1 m/s 的速度匀速运动，现将一质量为 m=10 kg 的小物体（可视为质点）轻放在传送带的 A 点，已知小物体 与传送带之间的动摩擦因数为 μ= 3 ，在传送带将小物体从
2
A 点传送到 B 点的过程中，求：
（1）传送带对小物体做的功.
过程中（ BD ）
A.外力 F 做的功等于系统动能增量 B.B 对 A 的摩擦力所做的功等于 A 的动能增量 C.A 对 B 的摩擦力所做的功等于 B 对 A 的摩擦力
所做的功
D.外力 F 对 B 所做的功等于 B 的动能的增量与 B
克服摩擦力所做功之和
解析：滑动摩擦力做的功大小等于滑动摩擦力
大小乘以相对路程，即 W=Ff·d 相，故选项 C 错误.
（1）小球到 C 点时速度 v0 的大小； （2）小球在 C 点对环的作用力大小.
（g 取 10 m/s2）
思路点拨：小球从 B 到 C 的过程中重力和弹簧
的弹力做功，重力势能、弹性势能及动能相互转化， 利用能量守恒定律求解.
解析：（1）小球在 B 点时弹簧的长度为 l1=R=l0
所以在此位置时弹簧处于自然状态，弹簧的弹
重力和摩擦力做负功.支持力不做功，
由动能定理得：WF－WG－Wf=1 mv2－0.
基础整合
1.功是能量转化的量度 做功的过程对应能量的转化，做多少功就有多 少能量发生了转化，即功是能量转化的量度. 2.能量守恒定律 （1）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，这个规律叫做能量守恒定律.
θ=30°，其上 A、B 两点间的距离为 l=5 m，传送带在电动机 的带动下以 v=1 m/s 的速度匀速运动，现将一质量为 m=10 kg 的小物体（可视为质点）轻放在传送带的 A 点，已知小物体 与传送带之间的动摩擦因数为 μ= 3 ，在传送带将小物体从
2
A 点传送到 B 点的过程中，求：
（1）传送带对小物体做的功.
过程中（ BD ）
A.外力 F 做的功等于系统动能增量 B.B 对 A 的摩擦力所做的功等于 A 的动能增量 C.A 对 B 的摩擦力所做的功等于 B 对 A 的摩擦力
所做的功
D.外力 F 对 B 所做的功等于 B 的动能的增量与 B
克服摩擦力所做功之和
解析：滑动摩擦力做的功大小等于滑动摩擦力
大小乘以相对路程，即 W=Ff·d 相，故选项 C 错误.
（1）小球到 C 点时速度 v0 的大小； （2）小球在 C 点对环的作用力大小.
（g 取 10 m/s2）
思路点拨：小球从 B 到 C 的过程中重力和弹簧
的弹力做功，重力势能、弹性势能及动能相互转化， 利用能量守恒定律求解.
解析：（1）小球在 B 点时弹簧的长度为 l1=R=l0
所以在此位置时弹簧处于自然状态，弹簧的弹
重力和摩擦力做负功.支持力不做功，
由动能定理得：WF－WG－Wf=1 mv2－0.
热力学第一定律 能量守恒定律 课件 (共22张PPT)
规律方法——应用能量守恒定律的思路方法(1)能量守恒的核心是总能量不变，因此在应用能量守恒定律时应首先分清系统中哪些能量在相互转化，是通过哪些力做功实现的，这些能量分别属于哪些物体，然后再寻找合适的守恒方程式．(2)在应用能量守恒定律分析问题时，应明确两点：①哪种形式的能量减少，哪种形式的能量增加．②哪个物体的能量减少，哪个物体的能量增加．
(3)应用①各种形式的能可以转化，但能量在转化过程中总伴有内能的损失．②各种互不相关的物理现象，可以用能量守恒定律联系在一起．
1．概念：不消耗任何能量而能永远对外做功的机器．2．结果：17～18世纪，人们提出了许多永动机设计方案，但都以失败而告终．3．原因：设想能量能够无中生有地创造出来，违背了热力学第一定律．4．启示：人类利用和改造自然时，必须遵循自然规律．
解析：(1)根据热力学第一定律表达式中的符号法则，知Q＝2.6×105 J，ΔU＝4.2×105 J．由ΔU＝W＋Q，则W＝ΔU－Q＝4.2×105 J－2.6×105 J＝1.6×105 J．W＞0，说明是外界对气体做了功．(2)Q＝3.5×105 J，W＝－2.3×105 J，则ΔU＝Q＋W＝1.2×105 J，ΔU为正值，说明气体的内能增加1.2×105 J．答案：(1)外界对气体做功 1.6×105 J (2)增加了1.2×105 J
知识点二 能量守恒定律
(3)亥姆霍兹的贡献从理论上把力学中的能量守恒原理推广到热、光、电、磁、化学反应等过程，揭示了它们之间的统一性．4.能量守恒定律(1)内容：能量既不会消失，也不会创生，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，而能量的总值保持不变．(2)意义：揭示了自然科学各个分支之间的普遍联系，是自然界内在统一性的第一个有力证据．
3.2 热力学第一定律3.3 能量守恒定律
(3)应用①各种形式的能可以转化，但能量在转化过程中总伴有内能的损失．②各种互不相关的物理现象，可以用能量守恒定律联系在一起．
1．概念：不消耗任何能量而能永远对外做功的机器．2．结果：17～18世纪，人们提出了许多永动机设计方案，但都以失败而告终．3．原因：设想能量能够无中生有地创造出来，违背了热力学第一定律．4．启示：人类利用和改造自然时，必须遵循自然规律．
解析：(1)根据热力学第一定律表达式中的符号法则，知Q＝2.6×105 J，ΔU＝4.2×105 J．由ΔU＝W＋Q，则W＝ΔU－Q＝4.2×105 J－2.6×105 J＝1.6×105 J．W＞0，说明是外界对气体做了功．(2)Q＝3.5×105 J，W＝－2.3×105 J，则ΔU＝Q＋W＝1.2×105 J，ΔU为正值，说明气体的内能增加1.2×105 J．答案：(1)外界对气体做功 1.6×105 J (2)增加了1.2×105 J
知识点二 能量守恒定律
(3)亥姆霍兹的贡献从理论上把力学中的能量守恒原理推广到热、光、电、磁、化学反应等过程，揭示了它们之间的统一性．4.能量守恒定律(1)内容：能量既不会消失，也不会创生，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，而能量的总值保持不变．(2)意义：揭示了自然科学各个分支之间的普遍联系，是自然界内在统一性的第一个有力证据．
3.2 热力学第一定律3.3 能量守恒定律
第二节能量守恒定律(共10张PPT)
冷剂的热力学能增加，变成高温高压的蒸汽（如p ≈ × 105 Pa，t ≈ 46 ℃）。
这种高温高压的制冷剂蒸汽来到冷凝器，由于制冷剂的温度比外界空气高， 因此向空气放热，热力学能减少，被冷却而凝结成常温高压的液体（如p ≈ 9.0×105 Pa ，t ≈ 37 ℃）。
这些常温高压的液态制冷剂由干燥过滤器滤掉水分和杂质，进入毛细管。毛 细管是内径为～1 mm、长为2～4 m的细长铜管。通过毛细管的节流降压，制冷剂变成低温 低压的液体（如 p ≈ 1.5×105 Pa，t ≈－20 ℃）。
电冰箱主要由压缩机、冷凝器、 毛细管、蒸发器四个部分组成，如 右图所示，除了蒸发器和部分毛细 管装在冷库（冷冻室和冷藏室）内 部外，其他部件都装在冷库之外。 这四个部分由管道连接，组成一个 密闭的连通器系统，制冷剂作为工 作物质，由管道输送，经过这四个 部分，完成工作循环。
压缩机是电冰箱的“心脏”，它消耗电能对来自蒸发器的制冷剂做功，将气态制 冷剂压缩。根据热力学第一定律，忽略热传递，由于压缩机对制冷剂做功，所以使制
根据热力学第一定律，忽略热传递，由于压缩机对制冷剂做功，所以使制冷剂的热力学能增加，变成高温高压的蒸汽（如p ≈ × 植物作为食物被动物吃掉，植物的化学能又转化为动物的化学能；
通过了蒸发器的制冷剂全部蒸发变为气体，再被吸入压缩机，进入下一个工作循环。这 样，只要压缩机工作，制冷剂就会循环流动，不断地从冷库吸取热量，使冷保持相当低的 温度。
（然6后）气同态学制的冷化剂学从在能冷转库1化9吸为世取石热纪头量的中，机热叶械力能，学；能迈增尔加。（下左）、焦耳（下中）和亥姆霍兹（下右）等科 5如×此10不5 断J，循学这环时家可空达经气到与提过外高界长室传内期递温的的度热的实量目是验的多。探少？索是，吸热共还是同放确热？定了一个规律：
这种高温高压的制冷剂蒸汽来到冷凝器，由于制冷剂的温度比外界空气高， 因此向空气放热，热力学能减少，被冷却而凝结成常温高压的液体（如p ≈ 9.0×105 Pa ，t ≈ 37 ℃）。
这些常温高压的液态制冷剂由干燥过滤器滤掉水分和杂质，进入毛细管。毛 细管是内径为～1 mm、长为2～4 m的细长铜管。通过毛细管的节流降压，制冷剂变成低温 低压的液体（如 p ≈ 1.5×105 Pa，t ≈－20 ℃）。
电冰箱主要由压缩机、冷凝器、 毛细管、蒸发器四个部分组成，如 右图所示，除了蒸发器和部分毛细 管装在冷库（冷冻室和冷藏室）内 部外，其他部件都装在冷库之外。 这四个部分由管道连接，组成一个 密闭的连通器系统，制冷剂作为工 作物质，由管道输送，经过这四个 部分，完成工作循环。
压缩机是电冰箱的“心脏”，它消耗电能对来自蒸发器的制冷剂做功，将气态制 冷剂压缩。根据热力学第一定律，忽略热传递，由于压缩机对制冷剂做功，所以使制
根据热力学第一定律，忽略热传递，由于压缩机对制冷剂做功，所以使制冷剂的热力学能增加，变成高温高压的蒸汽（如p ≈ × 植物作为食物被动物吃掉，植物的化学能又转化为动物的化学能；
通过了蒸发器的制冷剂全部蒸发变为气体，再被吸入压缩机，进入下一个工作循环。这 样，只要压缩机工作，制冷剂就会循环流动，不断地从冷库吸取热量，使冷保持相当低的 温度。
（然6后）气同态学制的冷化剂学从在能冷转库1化9吸为世取石热纪头量的中，机热叶械力能，学；能迈增尔加。（下左）、焦耳（下中）和亥姆霍兹（下右）等科 5如×此10不5 断J，循学这环时家可空达经气到与提过外高界长室传内期递温的的度热的实量目是验的多。探少？索是，吸热共还是同放确热？定了一个规律：
能量守恒定律ppt课件
我们生活在一个复杂而多变的世界中，物质、能量、信 息是构成世界的基本要素。能量无处不在，能量转化无时不 有。那么：
⑴常见的能量有那些形式呢？ ⑵能量的转化是如何实现的？ ⑶能量转化遵循什么规律呢？ ⑷能量会被永久地利用吗？
一.各种各样的能量
能量形式 机械能
内能
涵义
机械能是与物体的运动或位置的 高度、形变相关的能量，表现为 动能和势能。
三.能量转化与守恒定律
能量转化与守恒定律 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能由一种
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保持不变。
【说明】 1.能量守恒定律是最基本、最普遍、最重要的自然规律之一。
任何形式的能量之间都可以转化，但转化过程并不减少它 们的总量。 2.分析物理过程、求解实际问题时，对减少的某种能量，要 追踪它的去向；对增加的能量，要能查寻它的来源。可以 按照“总的减少量=总的增加量”列出数学方程。 3.能源利用实际就是不同形式能量之间的转换，把不便于人 们利用的能量形式转变成便于利用的形式。
初中物理中曾学过“效率”的概念。 试举例说明在利用能量的过程中，“效率”涵义？
【例题】一质量为2 kg的物块从离地80 m高处自由落下， 测得落地速度为30 m/s，求下落过程中产生的内能. (g＝10 m/s2)
【思路】 下落过程中减少的机械能变成了内能。
【答案】E = 700J
【例题】如图，一固定的楔形木块，其斜面的倾角为θ＝300， 另一边与地面垂直，顶上有一定滑轮，一柔软的细线跨过定滑 轮．两端分别与物块A和B连接，A的质量为4m，B的质量为 m．开始时将B按在地上不动，然后放开手，让A沿斜面下滑而 B上升。物块A与斜面间无摩擦，设当A沿斜面下滑s距离后，细 线突然断了。求物块B上升的最大高度。
⑴常见的能量有那些形式呢？ ⑵能量的转化是如何实现的？ ⑶能量转化遵循什么规律呢？ ⑷能量会被永久地利用吗？
一.各种各样的能量
能量形式 机械能
内能
涵义
机械能是与物体的运动或位置的 高度、形变相关的能量，表现为 动能和势能。
三.能量转化与守恒定律
能量转化与守恒定律 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能由一种
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保持不变。
【说明】 1.能量守恒定律是最基本、最普遍、最重要的自然规律之一。
任何形式的能量之间都可以转化，但转化过程并不减少它 们的总量。 2.分析物理过程、求解实际问题时，对减少的某种能量，要 追踪它的去向；对增加的能量，要能查寻它的来源。可以 按照“总的减少量=总的增加量”列出数学方程。 3.能源利用实际就是不同形式能量之间的转换，把不便于人 们利用的能量形式转变成便于利用的形式。
初中物理中曾学过“效率”的概念。 试举例说明在利用能量的过程中，“效率”涵义？
【例题】一质量为2 kg的物块从离地80 m高处自由落下， 测得落地速度为30 m/s，求下落过程中产生的内能. (g＝10 m/s2)
【思路】 下落过程中减少的机械能变成了内能。
【答案】E = 700J
【例题】如图，一固定的楔形木块，其斜面的倾角为θ＝300， 另一边与地面垂直，顶上有一定滑轮，一柔软的细线跨过定滑 轮．两端分别与物块A和B连接，A的质量为4m，B的质量为 m．开始时将B按在地上不动，然后放开手，让A沿斜面下滑而 B上升。物块A与斜面间无摩擦，设当A沿斜面下滑s距离后，细 线突然断了。求物块B上升的最大高度。
能量守恒定律PPT课件
第3讲 热力学第一定律 能量守恒定律
13
解析 因为外界对气体做功，W取正值，即W＝8×104 J； 内能减少，ΔU取负值，即ΔU＝－1.2×105 J；根据热力学 第一定律ΔU＝W＋Q，可知Q＝ΔU－W＝－1.2×105 J－ 8×104 J＝－2×105 J，B选项正确. 答案 B
第3讲 热力学第一定律 能量守恒定律
第3讲 热力学第一定律 能量守恒定律
16
3.第一类永动机是不可能制成的 (1)不消耗能量而能源源不断地对外做功的机器，叫第一 类永动机.因为第一类永动机违背了能量守恒定律，所以 无一例外地归于失败. (2)永动机给我们的启示 人类利用和改造自然时，必须遵循自然规律.
第3讲 热力学第一定律 能量守恒定律
梳理·识记·点拨 理解·深化·探究 巩固·应用·反馈
预习导学
梳理·识记·点拨
一、热力学第一定律
1.内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的 热量 与外界对它所做的 功 的和. 2.数学表达式：ΔU＝ Q＋W .
二、能量守恒定律
1.大量事实表明，各种形式的能量可以相互转化，并且在 转化过程中总量保持不变 . 2.能量既不能凭空产生 ，也不能凭空 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. 3.能量守恒定律是自然界中最普遍、最重要的规律之一.
第3讲 热力学第一定律 能量守恒定律
19
三、气体实验定律和热力学第一定律的综合应用
气体实验定律和热力学第一定律的结合点是温度和体积. 注意三种特殊过程的特点： 1.等温过程：内能不变，ΔU＝0 2.等容过程：体积不变，W＝0 3.绝热过程：Q＝0
第3讲 热力学第一定律 能量守恒定律
能量守恒定律(共22张PPT)物理九年级下册
11.1 能量守恒定律
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。
机械能（重力势能、弹性势能、动能）、风能、电能、光能、内能、核能、生物能、化学能、太阳能等。
观察 试着分析以下过程中的能量转化情况。
小球从最高点下落摆动至最低点的过程中，__________能转化为_______能。
重力势
动
小球上下运动，动能与势能（包括__________和__________）不断相互转化。
重力势能
弹性势能
木块从 a 点开始运动，在摩擦力的作用下到 b 点停止，在此过程中，____能转化为_____能。
动
内
电流经过电灯发光，电能转化为_____能和_____能。
光
内
既然不同形式的能量是可以相互转化的，为了便于传递、输送，我们利用最广泛的能量形式是哪一种呢？
从能量利用和转化角度来讲，现代化的生活就是以电能为中心的能量转化和利用的过程。
讨论交Hale Waihona Puke 我们生产、生活中的能量从哪里来?
太阳光已经照耀我们的地球近50亿年，地球在这近50亿年中积累的太阳能是我们今天所用大部分能量的源泉，人类的日常生活，也无法离开阳光。
上发条后，弹簧发条不断将弹性势能补充给钟摆，维持正常的摆动。
能量守恒定律：能量既不能创造，也不会消灭；当能量从一个物体转移到其他物体或从一种形式转化为其他形式时，总量不变。这称为能量守恒定律。
能量守恒定律是最可靠、最重要、最普遍的自然规律之一，所有能量转化和转移过程，都遵守这一定律。
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。
机械能（重力势能、弹性势能、动能）、风能、电能、光能、内能、核能、生物能、化学能、太阳能等。
观察 试着分析以下过程中的能量转化情况。
小球从最高点下落摆动至最低点的过程中，__________能转化为_______能。
重力势
动
小球上下运动，动能与势能（包括__________和__________）不断相互转化。
重力势能
弹性势能
木块从 a 点开始运动，在摩擦力的作用下到 b 点停止，在此过程中，____能转化为_____能。
动
内
电流经过电灯发光，电能转化为_____能和_____能。
光
内
既然不同形式的能量是可以相互转化的，为了便于传递、输送，我们利用最广泛的能量形式是哪一种呢？
从能量利用和转化角度来讲，现代化的生活就是以电能为中心的能量转化和利用的过程。
讨论交Hale Waihona Puke 我们生产、生活中的能量从哪里来?
太阳光已经照耀我们的地球近50亿年，地球在这近50亿年中积累的太阳能是我们今天所用大部分能量的源泉，人类的日常生活，也无法离开阳光。
上发条后，弹簧发条不断将弹性势能补充给钟摆，维持正常的摆动。
能量守恒定律：能量既不能创造，也不会消灭；当能量从一个物体转移到其他物体或从一种形式转化为其他形式时，总量不变。这称为能量守恒定律。
能量守恒定律是最可靠、最重要、最普遍的自然规律之一，所有能量转化和转移过程，都遵守这一定律。
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ds
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元功： dA F dr F dr cos F cosds
直角坐标系：
F
dA F dr Fxdx Fydy Fz dz
总功： A dA F cosds F dr
AN AN 0
作用点无相对位移 对刚体：A内 0 相互作用力与相对位移垂直
注意
Fi内 0
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微元分析法：
a
r
F r
o
b
取微元过程
以直代曲
以不变代变
再求和
F
A F S cos F S
1.功的概念 ①功是标量（代数量） A> 0 A< 0
F
F
s
力对物体做功 物体反抗阻力做功
A= 0
力作用点无位移
力与位移相互垂直
A总=A1+A2+…….
② 功是过程量
h
与作用点的位移相关
一个力所做的功与参考系的选择
v
地面系
AG≠0 电梯系 mg
同学们好！
自学 总结 讨论
第六章
作业
第三章 能量 能量守恒定律
结构框图
动能
动能变 化率 功 势能
动能 定理
功能 原理
机械能 守恒
能量守恒与 时间平移对称性
教学方式 提出自学要求，学生自学并完成作业和自学报告， 习题课（2学时），总结提高（守恒律与对称性：2学时）
习题课
§3-1 功 动能定理
中学：恒力作功
§3-2保守力 1起点、终点位置有关
m
L1
b
b A F dr F dr
b a a
F
（路径L1）
L2
（路径L2）
a
对沿闭合路径运动一周的物体做功为零 F dr 0
L
否则为非保守力（耗散力）
（四种基本相互作用力均是保守力）
练习2： 一质量为 m 的人造地球卫星沿一圆形轨道运动， （v ＜＜ c）离开地面的高度等于地球半径的二倍
（即2R）。试以 m、R、引力恒量 G、地球质量M
表示出： (1) 卫星的动能； (2) 卫星在地球引力场中
R OM
F
2R
m
r
的引力势能；
(3) 卫星的总机械能。
R OM
F
2R
m
r
解： ①
v c,
非相对论问题
②
mM mM Ep G 2 dr G r 3R 3R
mM v2 G m 2 3R 3R 1 2 GmM Ek mv 2 6R
③
GMm E Ek Ep 6R
约束于引力场中，未摆脱地球影响
思考:卫星对接问题 设飞船 a 、b 圆轨道在同一平面内，飞船 a 要追 上 b并与之对接，能否直接加速？
b
Rb Ra
a
GMm E Ek E p 6R
加速，发动机做功，ΔE＞0,
轨道半径R增大,不能对接;
方法:
a 减速 ΔE<0
R减小
RC轨道
加速
R b轨道
方法:
a 减速
R减小
ΔE<0
RC轨道
加速
R b轨道
b
Rb
a
Ra
c
Rc
练习3：
均匀链 m , 长 l 置于光滑桌面上,下垂部分长
0.2 l ,施力将其缓慢拉回桌面。
2. 势能：
凡保守力的功均可表示为与相互作用物体相 对位置有关的某函数在始末位置的值之差，我 们将该函数定义为此物体系的势能。
保守力 重 力 弹 力 势能（E p ） mgh
1 2
势能零点 h=0
Ep
0
势能曲线 h
Ep
kx
2
x=0
Ep
0 0
x r
引 力
mM G r
r=∞
3. 保守力与相关势能的关系： ①凡保守力都有其相关势能,势能属于物体系,保守 力为该势能系统的内力。 ②保守力的功等于其相关势能增量的负值 A保 = -ΔEp 物体在场中某点的势能等于将物体从该点移到零势 点过程中保守力做的功
b b b a b a a
F Fxi Fy j Fz k dr dxi dyj dzk
Fx dx Fy dy Fz dz
a
练习1：
如图 M=2kg , k =200Nm , S=0.2m , g ≈ 10m· s
-1
-2
不计轮、绳质量和摩擦,弹簧最初为自然长度， 缓慢下拉, 则 AF = ? 解: 用 F 将绳端下拉0. 2 m , 物体 M将上升多高?
③ 保守力为其相关势能梯度的负值: F dA F dl Fdl
l
dEp
m
θ
dl
l
Fl
dEp Fl dl
E p 在 l 方向
保守力在 l 方向投影
F保 gradEp Ep
空间变化率
Ep x
Ep Ep i y j z k
kx0 Mg x0 0.1m S 0.2m
得
弹簧伸长 0.1 m 物体上升 0.1 m
k
M
S
F
缓慢下拉:每时刻物体处于平衡态 k x (0<x≤0.1m) 前0.1m为变力 F= k x0 =Mg
0. 1
(0.1<x≤0.2m) 后0.1m为恒力
0 .2
A kxdx Mgdx
用两种方法求出此过程中外力所做的功。
0.8 l
0
m
0.2 l
x
解一:
用变力做功计算
0
0.8 l
光滑平面,缓慢拉回,则拉力 与链下垂部分重力平衡,
m
0.2 l
设下重部长为 x ,质量 m x
0 0 .1
kx |0 Mgx |0.1 3J
1 2 2 0. 1 0. 2
k
M
S
F
3. 计算重力、弹力、引力的功
m
h1
h
h2
mg
o
k m
k
k
o F
x
m
o x1 m
x x
o F
x2
F m
M
r
o
共同特点：
① 做功与路径无关，只与起、末点位置有关 ② 做功等于与相互作用物体的相对位置有关的某函数 在始末位置的值之差
相关，是相对量
AG=0
③ 一对作用力与反作用力做功的代数和不一定为零
力作用点的位移不一定相同
质点系内力做功的代数和不一定为零
一对作用力与反作用力做功的代数和与参考系 的选择无关。
质点系内力做功的代数和不一定为零
v
M s
f
m
c
f
v
N
s
c
N
Af Af 0
什么条件下,一对内力做功为零?