《能量守恒定律与能源》
能量守恒定律与能源课件ppt
能量守恒定律与能源
我们已经学过了好几种形式的能量了，那么到底 如何定义能量呢？
一.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。
二.能量的多样性
对应于不同的运动形式，能的形式也是多种多的 ． 机械能对应机械运动，内能对应大量微观粒子的热 运动…….
我们知道能量的形式：
机械能、内能、电能、太阳能、化学能、生物能、 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。
四.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。
1 2
m v12
m
g h1
E2 E1 E
功能原理
除重力(弹力)外，其他外力对物体对所做的总 功WG外等于物体机械能的变化量△E
w G外 E E2 E1
Ek 2 E p2 Ek1 E p1
当WG外＞0时，△E＞0，机械能增加 当WG外＜0时，△E＜0，机械能减少
分析：根据动能定理，有
WG W f
1 2
m v22
1 2
m v12
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 g h1 m
1 2
m v22
1 2
m v12
m g h2
m g h1
1 2
m
v22
m g h2
六.能源和能量耗散
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、
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》 讲义
《能量守恒定律与能源》讲义一、能量守恒定律的发现与发展在探索自然界的奥秘中，能量守恒定律无疑是一座重要的里程碑。
这一定律的发现并非一蹴而就，而是经过了众多科学家的不懈努力和逐步积累。
早在 19 世纪，科学家们就开始对各种形式的能量进行研究。
迈尔医生通过对人体新陈代谢的观察，提出了能量转化与守恒的思想。
焦耳则通过一系列精确的实验，定量地证明了电能与热能之间的转化关系，为能量守恒定律提供了坚实的实验基础。
亥姆霍兹在总结前人工作的基础上，系统地阐述了能量守恒定律。
他指出，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。
能量守恒定律的发现，彻底改变了人们对自然界的认识。
它揭示了自然界中各种现象之间的内在联系，使得物理学的各个分支得以统一。
二、能量守恒定律的内涵能量守恒定律是自然界最基本的定律之一，它具有极其丰富的内涵。
首先，能量的形式多种多样，如机械能、内能、电能、光能、化学能等等。
这些不同形式的能量可以相互转化。
例如，当物体下落时，重力势能转化为动能；燃料燃烧时，化学能转化为内能。
其次，能量的转化和转移是有方向性的。
例如，热传递过程中，热量只能自发地从高温物体传递到低温物体，而不能反向传递。
这就导致了在实际的能量利用过程中，总会存在能量的损耗和浪费。
再者，能量守恒定律适用于一切宏观和微观的物理过程。
无论是宇宙天体的运行，还是原子、分子内部的微观粒子运动，都遵循着能量守恒定律。
三、能量守恒定律的应用能量守恒定律在生活和科学技术中有着广泛的应用。
在工程领域，例如汽车发动机的设计，就需要考虑燃料燃烧产生的能量如何有效地转化为机械能，以提高发动机的效率。
在能源开发方面，对太阳能、风能、水能等可再生能源的利用，也是基于能量守恒定律。
通过将这些能源转化为电能或其他形式的可用能源，为人类的生产和生活提供动力。
在日常生活中，我们使用的各种电器设备，如电灯、空调、冰箱等，其工作原理都离不开能量守恒定律。
《能量守恒定律与能源》教案
《能量守恒定律与能源》教案一、教学目标1. 让学生了解能量守恒定律的基本概念，理解能量守恒定律在自然界中的广泛应用。
2. 使学生掌握能源的分类、特点及开发和利用，认识到能源对人类生活的重要性。
3. 培养学生的实验操作能力，提高学生的科学探究精神。
二、教学内容1. 能量守恒定律的基本概念2. 能源的分类及特点3. 能源的开发和利用4. 能量守恒定律在生活中的应用实例5. 能源问题与可持续发展三、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生思考和探讨能量守恒定律及能源问题。
2. 利用实验演示法，让学生直观地感受能量守恒定律的应用。
3. 采用案例分析法，分析生活中能源的开发和利用实例。
4. 运用讨论法，培养学生的团队协作能力和批判性思维。
四、教学准备1. 实验室器材：能量守恒实验装置、各类能源样本等。
2. 教学课件和素材。
3. 学生分组，准备小组讨论。
五、教学过程1. 导入：通过一个简单的能量守恒实验，引发学生对能量守恒定律的好奇心，激发学习兴趣。
2. 知识讲解：介绍能量守恒定律的基本概念，解释能量守恒定律在自然界中的重要作用。
3. 案例分析：分析生活中能源的开发和利用实例，让学生了解能源的重要性。
4. 小组讨论：让学生围绕能源问题展开讨论，提出自己的观点和建议。
5. 总结：强调能源问题与可持续发展的关系，呼吁学生关注能源问题，为我国的能源事业做出贡献。
6. 作业布置：让学生结合课堂所学，调查身边的能源使用情况，提出改进措施。
六、教学评估1. 课堂问答：通过提问方式检查学生对能量守恒定律和能源知识的掌握情况。
2. 小组讨论：评估学生在讨论中的表现，考察其分析问题和团队合作能力。
3. 实验报告：评价学生在实验操作和分析能量守恒现象的能力。
4. 作业完成情况：检查学生对课堂所学知识的应用和拓展。
七、教学拓展1. 组织学生参观能源发电站，如火力发电站、水电站等，让学生实地了解能源的生产和利用。
2. 邀请能源领域的专家进行讲座，分享能源研究和开发的最新动态。
《能量守恒定律与能源》课件
1
1
1
从 C 到 B 有2mv2＋ΔEp2＝2mv2B2＋Wf2＋mgh2，又有2mv2＋Ep＝mgh＋Wf，联立
可得 vB2>vB1，所以 D 正确。 答案： BD
如图所示，光滑坡道顶端距水平面高度为 h，质量为 m 的小物块 A 从坡道顶端由静止滑下，进入水平面上的滑道时无机械能损失，为使 A 制动，将 轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线 M 处的墙上，另一端恰位于坡道的底端 O 点。已知在 OM 段，物块 A 与水平面间的动摩擦因数均为 μ，其余各处的摩擦不 计，重力加速度为 g，求：
功能关系的理解和应用
1．功能关系概述 (1)不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的，做功的过程就是能量之间 转化的过程。 (2)功是能量转化的量度。做了多少功，就有多少能量发生转化。 2．功与能的关系 由于功是能量转化的量度，某种力做功往往与某一种具体形式的能量转化相 联系，具体功能关系如表：
功
能量转化
关系式
重力做功
重力势能的改变 WG＝－ΔEp
弹力做功
弹性势能的改变 WF＝－ΔEp
合外力做功
动能的改变 W 合＝ΔEk
除重力、系统内弹力以外的其他力做功 机械能的改变 W＝ΔE 机
两物体间滑动摩擦力对物体系统做功 内能的改变 Ff·x 相对＝Q
(多选)如图所示，一固定斜面倾角为 30°，一质量为 m 的小物块自
【规律方法】 运用能量守恒定律解题的基本思路
[变式训练] 2．(多选)如图所示，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
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
能量守恒定律与能源课件
• [点评] 运用能量守恒定律解题的基本思 路：
• 1．选定研究对象(单个物体或系统)， 并确定初、末状态；
的转化 2．(1)W合＝Ek2－Ek1＝ΔEk (2)WG＝Ep1－Ep2＝ －ΔEp (3)W弹＝Ep1－Ep2＝－ΔEp (4)W其他力＝E2－E1＝ ΔE (5)Q热＝fs相对路程
例 3 如图 7-10-2 甲所示，长木板 a 放在光滑的水平 面上，质量为 1 kg 的小滑块 b 以水平初速度 v0＝6 m/s 从 a 的左端冲上长木板，运动过程中 a、b 的 v-t 图线如图乙所 示．从 t＝0 时刻开始到 t＝3 s 的过程中，试求：
► 知识点二 能源和能量耗散 1．人类利用能源的三个时期 (1)___柴__薪___时期——工业革命以前； (2)___煤__炭___时期——工业革命以来； (3)___石__油___时期——20世纪50年代以后． 2．能源的短缺与环境的恶化 煤炭和石油资源有限，同时，大量煤炭和石油产品在燃烧 时排出的有害气体污染空气，改变了大气成分，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．
• 2．分析过程；(分析状态变化过程中， 哪种形式的能量减小，哪种形式的能量增 加)
• 3. 利用能量守恒定律列方程求解．(E初 ＝E末或ΔE减＝ΔE增)
• ► 考点三 力学中的功能关系应用 • [想一想] 力学中哪些能量可以储存起来？
那些能量容易耗散掉？
• [答案] 重力势能、弹性势能可以储存起来； 摩擦生热容易耗散掉．
• [要点总结] • 能量守恒定律两种表述形式： • 1．初态总能量等于末态总能量，即
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教案
能量守恒定律与能源教案一、教学目标：1. 让学生理解能量守恒定律的概念和意义。
2. 使学生掌握能源的分类、利用和保护方法。
3. 培养学生的环保意识和可持续发展观念。
二、教学重点与难点：1. 教学重点：能量守恒定律的表述及应用，能源的分类和利用，环保意识和可持续发展观念的培养。
2. 教学难点：能量守恒定律的证明和理解，可再生能源与不可再生能源的区分。
三、教学方法：1. 讲授法：讲解能量守恒定律的基本概念和原理。
2. 案例分析法：分析不同类型的能源及其利用方式。
3. 小组讨论法：探讨能源保护和可持续发展问题。
4. 实践活动法：进行能量转换实验，感受能量守恒现象。
四、教学准备：1. 教材或教参：《能量守恒定律与能源》相关内容。
2. 实验器材：能量转换实验装置。
3. 课件：能量守恒定律与能源相关图片、视频等。
4. 作业题库：针对本节课内容的练习题。
五、教学过程：1. 导入新课：通过一个简单的能量转换实验，引发学生对能量守恒定律的思考。
2. 讲解能量守恒定律：介绍能量守恒定律的表述、证明和意义。
3. 分析能源分类与利用：讲解可再生能源和不可再生能源的特点和应用实例。
4. 探讨能源保护与可持续发展：引导学生关注能源问题，提出保护能源、实现可持续发展的措施。
5. 课堂小结：总结本节课的主要内容和知识点。
6. 布置作业：让学生通过练习题巩固所学知识。
7. 课后反思：教师对本节课的教学效果进行反思，为下一步教学做好准备。
六、教学拓展：1. 引导学生了解现代能源科技的发展趋势，如太阳能、风能、核能等。
2. 探讨新能源技术在未来的应用前景及其对人类社会的影响。
七、实践活动：1. 组织学生进行能源调研，了解我国能源现状及其存在的问题。
2. 引导学生提出节能减排的建议，培养学生的环保意识。
八、课堂讨论：1. 讨论能源危机对人类社会的影响及其应对策略。
2. 分析我国能源政策的特点和走向，了解政府在能源领域的role。
九、总结与反思：1. 回顾本节课所学内容，总结能量守恒定律与能源的关键知识点。
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，它指出在一个封闭系统中，能量的总量是保持不变的。
换句话说，能量既不能被创造，也不能被销毁，只能在不同形式之间进行转化。
能源是能够进行有用工作的物质或物理系统的内部性质。
能源可以以不同的形式存在，包括热能、动能、电能、化学能等。
能源是人类生产和生活的重要资源，对于社会经济的发展至关重要。
能源与能量守恒定律的关系在于能源是能量的一种表现形式。
能量守恒定律告诉我们能量不会凭空消失，只能进行转化。
当能源从一种形式转化为另一种形式时，能量的总量保持不变。
例如，当燃料燃烧时，化学能转化为热能和机械能。
这种转化过程中，能源的形式发生了变化，但能量的总量保持不变。
因此，能源的利用涉及到对能量守恒定律的应用。
通过合
理地转化和利用能量，人们可以实现能量的最大化利用，
从而提高能源利用效率，减少能源浪费，保护环境。
同时，能源供需平衡的问题也需要考虑能量守恒定律，确保能源
的稳定供应。
《能量守恒定律与能源》教案
《能量守恒定律与能源》教案一、教学目标：1. 让学生理解能量守恒定律的概念，掌握能量守恒定律的表述和意义。
2. 让学生了解能源的分类和特点，理解能源转化和利用的原理。
3. 培养学生运用能量守恒定律分析和解决实际问题的能力。
4. 提高学生对能源问题的关注度，培养学生的环保意识和可持续发展观念。
二、教学内容：1. 能量守恒定律的概念和表述2. 能量守恒定律的证明和意义3. 能源的分类和特点4. 能源转化和利用的原理5. 能源问题和可持续发展三、教学重点与难点：1. 教学重点：能量守恒定律的概念、表述、意义，能源的分类、特点和利用，能源问题及可持续发展。
2. 教学难点：能量守恒定律的证明，能源转化和利用的原理。
四、教学方法：1. 采用问题驱动法，引导学生思考和探讨能量守恒定律及其在能源问题中的应用。
2. 利用案例分析法，介绍不同能源的特点和利用方式，培养学生分析实际问题的能力。
3. 采用小组讨论法，让学生分组讨论能源问题和可持续发展，提高学生的合作意识。
4. 利用多媒体教学，展示能源利用的图片和视频，增强学生的直观感受。
五、教学安排：1. 第一课时：能量守恒定律的概念和表述2. 第二课时：能量守恒定律的证明和意义3. 第三课时：能源的分类和特点4. 第四课时：能源转化和利用的原理5. 第五课时：能源问题和可持续发展六、教学评价：1. 课堂问答：通过提问学生对能量守恒定律的理解和应用，检查学生对知识的掌握程度。
2. 小组讨论：评估学生在小组讨论中的参与度和表现，以及对能源问题和可持续发展的理解。
4. 期末考试：设置有关能量守恒定律和能源问题的试题，以评估学生对整个课程内容的掌握情况。
七、教学资源：1. 教材：《物理学》、《能源科学》等相关教材。
2. 多媒体课件：制作有关能量守恒定律和能源问题的多媒体课件。
3. 视频资料：收集与能源利用和可持续发展相关的视频资料。
4. 网络资源：利用互联网查找最新的能源问题和政策信息。
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》教案
《能量守恒定律与能源》教案一、教学目标1. 让学生理解能量守恒定律的概念及其在自然界中的应用。
2. 让学生了解能源的分类、开发和利用，提高能源意识。
3. 培养学生运用能量守恒定律分析和解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 能量守恒定律：概念、表述、证明及应用。
2. 能源分类：可再生能源与不可再生能源。
3. 能源开发与利用：化石能源、核能、太阳能、风能、水能等。
4. 能源与环境：能源消耗对环境的影响，节能减排的意义。
5. 能源危机与应对：我国能源现状，应对能源危机的措施。
三、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生探究能量守恒定律的奥秘。
2. 利用案例分析法，让学生了解各种能源的特点和利用方式。
3. 采用讨论法，探讨能源与环境、能源危机等问题，提高学生的参与意识。
4. 运用多媒体教学，丰富教学手段，增强课堂趣味性。
四、教学准备1. 准备相关课件、案例资料、问题讨论稿。
2. 安排实验室实践活动，如能量转换实验等。
3. 准备能源知识小测试，巩固教学成果。
五、教学评价1. 课堂参与度：学生提问、回答问题、讨论的积极性。
2. 作业完成情况：能量守恒定律的应用题和实践报告。
3. 实验室实践活动：观察学生实验操作的正确性和实验报告的完整性。
4. 能源知识小测试：测试学生对能源知识的掌握程度。
六、教学步骤1. 导入新课：通过一个日常生活中的能量转换现象，如烧水的过程，引出能量守恒定律的概念。
2. 讲解能量守恒定律：详细阐述能量守恒定律的表述、证明及其在自然界中的应用实例。
3. 讨论能源分类：介绍可再生能源（如太阳能、风能、水能）和不可再生能源（如化石能源、核能）的特点，引导学生了解能源的可持续性。
4. 分析能源开发与利用：讲解各种能源的开发利用现状，强调节能减排的重要性。
5. 探讨能源与环境：引导学生思考能源消耗对环境的影响，提出节能减排的措施。
6. 讨论能源危机与应对：介绍我国能源现状，讨论应对能源危机的策略。
能量守恒定律与能源 课件
(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。
所以：E 总＝12mv2＋mgh＋Q＝280 J [答案] (1)220 J (2)60 J (3)280 J
在应用能量转化与守恒解题时，首先要分析研究对象 的受力情况、做功情况、能量的转化方向及初、末状态能 量的具体形式。然后分别列出减少的能量ΔE减和增加的能 量ΔE增的表达式，并根据ΔE减＝ΔE增列式求解。
角为30°，总质量为m(包括雪具在内)的滑雪
运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开
始匀加速下滑，加速度为
1 3
g。在他从上向下
图7－10－2
滑到底的过程中，下列说法正确的是( )
A．运动员减少的重力势能全部转化为动能 B．运动员获得的动能为13mgh C．运动员克服摩擦力做功为23mgh D．下滑过程中系统减少的机械能为13mgh [思路点拨] 解答本题时应注意以下两点： (1)根据运动员的加速度确定其摩擦力的大小和方向。 (2)明确动能和机械能的变化对应什么力做功。
能量守恒定律与能源
1．能量守恒定律 (1)建立定律的两类重要事实： ①确认了永动机 的不可能性。 ②各种自然现象之间能量的 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种背景下的一种特殊 表现形式。
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
能量守恒定律与能源的教案
能量守恒定律与能源的教案一、教学目标1.1 知识与技能：学生能够理解能量守恒定律的概念及其在自然界中的应用。
学生能够掌握可再生能源和不可再生能源的分类及特点。
学生能够分析生活中的能源利用情况，提出节能减排的建议。
1.2 过程与方法：学生通过实验和观察，探究能量守恒的现象。
学生通过调查和分析，了解我国能源现状及其对环境的影响。
学生通过团队合作，设计节能减排的实施方案。
1.3 情感态度价值观：学生树立节能环保的意识，认识到能源对社会可持续发展的重要性。
学生培养创新精神和团队合作能力，为解决能源问题贡献力量。
学生关注国家能源政策，积极参与能源改革和发展的讨论。
二、教学内容2.1 第一章：能量与能量守恒引入能量的概念，解释能量守恒定律。
分析生活中常见的能量转化现象。
2.2 第二章：可再生能源介绍太阳能、风能、水能等可再生能源的特点和利用。
探讨可再生能源在解决能源危机中的作用。
2.3 第三章：不可再生能源阐述石油、煤炭、天然气等不可再生能源的蕴藏量和消耗状况。
分析不可再生能源使用对环境的影响。
2.4 第四章：我国能源现状及挑战展示我国能源消费、产量和储备的数据。
讨论我国能源结构调整和环境保护的策略。
2.5 第五章：节能减排，从我做起分析节能减排的重要性和紧迫性。
提出日常生活中节能减排的具体措施。
三、教学方法3.1 讲授法：讲解能量守恒定律、可再生能源和不可再生能源的基本概念。
3.2 实验法：组织学生进行能量转化实验，观察能量守恒的现象。
3.3 调查法：学生分组调查生活中的能源利用情况，分析节能减排的潜力。
3.4 讨论法：分组讨论我国能源现状、能源政策及其对环境的影响。
四、教学评价4.1 课堂问答：检查学生对能量守恒定律、可再生能源和不可再生能源的理解。
4.2 实验报告：评估学生在实验中观察到的能量守恒现象。
4.3 调查报告：评价学生对生活中能源利用情况的调查和节能减排建议。
4.4 小组讨论：评估学生在讨论中的表现，包括观点阐述和合作态度。
《能量守恒定律与能源》教学反思
《能量守恒定律与能源》教学反思19世纪,科学界有三大发现，分别是是：细胞学说、进化论、能量守恒定律讲其中能量守恒定律就是我们今天要将的主角。
能量守恒定律（energy conservation law）即热力学第一定律是指在一个封闭系统的总能量保持不变，能量既不能凭空产生，也不会凭空消失，它是自然科学中一切物质必须遵循的客观规律，其地位和作用是其它定律所不可取代的。
甚至恩格斯曾把这一定律称之为“伟大的运动基本定律”。
《能量守恒定律与能源》这节内容十分丰富，课本把这节分为两部分内容：1、能量守恒定律2、能源、能量消耗和能源危机。
内容一不必多说，它是本节课的重点。
我们要求学生要理解它的内容，会用能量守恒定律的观点分析，解释一些实际问题。
而面对内容二，许多老师往往一带而过，其原因在于这部分内容基本上不出现在考试当中。
然而我认为，我不能为考试而教学，知识性的东西最终遗忘，但一些道理会伴随学生的一生！而这一部分的目的很明显，它是希望学生了解我国现在的能源危机，增加学生节约能源和保护环境的意识。
这种意识不管是对国家还是对学生一生都会带来有益的影响。
在教学的步骤上，为了使学生能够更好的理解，我把课本内容进行了扩充，把它分为了4个小节。
1、简述能量能够发生转化和转移。
2、是能量守恒定律的内容。
3、能源危机。
4、功能关系。
第一小节诸在之前的课程中多有涉及，学生有一定基础。
第二小节是本课的重点，甚至是全书的重中之重，学生虽有一定认识，但不到位，需要大量判断性练习。
第三部分重在培养学生的思想，可以联系生活中的各种能源现象进行讨论。
第四小节，这可以说是这一章学习内容的总结，我把它单独安排出了一节课进行讲解和练习。
在教学中，我总结出了一些需要关注的问题：1、一定要突出重点，将能量转化和转移过程中，总量保持不变这一关键落到实处。
由于能量转化和守恒定律是一个普适定律，没有一个固定的表达式，也无法进行理论论证或数学推导，所以以往教材都是直接给定的，简单是简单了，但违背了物理学以物说理的宗旨和学生的认知规律。
- 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)。
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？
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”。
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业 余科学家。 焦耳（1818－1889）
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。
？
动能
内能
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。
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。
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。
一 2. 能量守恒定律的建立过程
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。
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
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。 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。
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。
迈尔(1814－1878)
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。
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 。
电能
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）
电能
一 1（1）能量的转化
水果电池 化学能 电能
机械能
内能
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
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
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。
一 1（2）永动机的梦想
1.能源的分类
2· 能源与社会发展
（2）永动机不可能制成
2.能量守恒定律的建立过程
3.为什么要节约能源
（1）能源短缺 （23.能量守恒定律的内容 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
一 1（1）能量的转化
焦耳定律Q=I 2 Rt 电能 内能
电能
光能、 声能、 内能
光合作用
光能 化学能
：
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？
内容提要
一、能量守恒定律
1.能量守恒定律确立的依据
（1）能量的转化与转移
二、能源和能量耗散