鲁科版(2019)高中物理必修第三册6.2能量的转化与守恒-学案
鲁科版高中物理选择性必修第三册精品课件 第3章 第2节 能量的转化与守恒
解析 石子停止在地面上,机械能转化为内能。
2.(多选)下面设想符合能量守恒定律的是( ) A.利用永久磁铁间的作用力,造一台永远转动的机械 B.做一条船,利用太阳的能量逆水行舟 C.通过太阳照射飞机,使飞机不带燃料也能飞行 D.利用核动力,使地球离开太阳系
想一想(1)在能量发生转化或转移时,能量的总量会减少吗? (2)人在跑步时,储存在人体内的能量是如何转化的? 提示 (1)能量的总量不会减少。 (2)一部分能量转化为动能,另一部分能量转化为内能。
自我检测 1.正误判断,判定结果为错误的小题请写出原因。 (1)违背能量守恒定律的过程是不可能发生的。( √ ) (2)用太阳灶烧水是太阳能转化为内能。( √ ) (3)能量既可以转移又可以转化,故能量的总量是可以变化的。( × ) 解析 能量的总量保持不变。
二、能量守恒定律及其应用
1.能量守恒定律 能量既不会消失,也不会创生,它只能从一种形式 转化 为其他形式,或 者从一个物体 转移 到其他物体,而能量的总值 保持不变 。 2.能量守恒定律的意义 (1)各种形式的能量可以相互转化。 (2)各种物理现象可以用能量守恒定律联系在一起。 (3)热力学第一定律就是能量守恒定律在 热现象 领域内的具体体现。
第3章 第2节 能量的转化与守恒
学习目标
1.理解能量守恒定律。(物理观念) 2.能用能量守恒的观点解释自然现象。(物理观念) 3.体会能量守恒定律是最基本最普遍的自然规律之一。(物理观念)
思维导图
01 课前篇 自主预习
内
容
02 课堂篇 探究学习
索
引
03 随堂检测
课前篇 自主预习
必备知识 一、能量守恒定律的发现 1.迈尔的发现:从理论上具体论证了机械能、内能、化学能、电磁能等都 可相互转化,提出了物理、化学过程中 能量守恒 的思想。 2.焦耳的研究:通过实验得出了 焦耳定律 ,从而给出了电能向内能转化 的定量关系,为发现普遍的能量守恒定律打下基础。 3.亥姆霍兹的贡献:系统地阐述了能量守恒原理,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,将能量守恒原理与永动机不可能实现联系起来。
2019_2020学年高中物理第2章能的转化与守恒第3节能量守恒定律教学设计1鲁科版必修2
第3节能量守恒定律一、分组理论探究机械能守恒教师提出以下几种情景：1．只有重力对物体做功时物体的机械能情景1：质量为m的物体自由下落过程中，经过高度h1的A处速度为V1，下落至高度h2的B处速度为V2，不计空气阻力，分析由h1下落到h2过程中机械能的变化（引导学生思考分析）。
情景2；从倾角为θ的光滑斜面上滑下的小车，经过A点时速度为V a，下滑位移S，到达B点速度为V b。
分析此过程机械能的变化.2．弹簧和物体组成的系统的机械能.情景3.以弹簧振子为例（未讲振动，不必给出弹簧振子名称，只需讲清系统特点即可），简要分析系统势能与动能的转化。
教师要求与启发：要求学习小组选择一个情景，用学过的动能定理，重力的功与重力势能变化的关系，对以上前两种情景，定量写出物体经历的过程前后的机械能E1和E2，看机械能变化了没有，存在什么关系。
第三种情景要求定性分析。
二、学习小组理论探究结果展示与讨论。
情景1小组理论探究结果展示的内容：根据动能定理，有①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 G＝mgh1-mgh2 ②由以上两式可以得到③情景2小组理论探究结果展示的内容：下滑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B 点重力势能为零，有θm gSsin w G = ④根据动能定理，有.mgSsin S 2gsin m 212as m 21)V v (m 21mv 21mv 21w 2A 2B 2A 2B G θθ=⨯=⨯=-=-=⑤ 提出问题：上述结论是否具有普遍意义呢？（作为课后作业，请同学们课后进一步分析物体做平抛和竖直上抛运动时的情况。
）学生讨论：上述两个表达式③⑤说明了什么？讨论后、学习小组代表回答。
代表甲：在表达式③中等号左边是物体在A 处的机械能，等号右边是物体在B 处的机械能，该表达式说明：物体在下落过程中，物体的机械能总量不变。
(新教材)鲁科版2019版高中物理必修三全册学案(含答案解析)
高中物理鲁科版2019年版必修三全册学案课标要求1.通过实验，了解静电现象。
能用原子结构模型和电荷守恒的知识分析静电现象。
了解生产生活中关于静电的利用与防护。
2.知道点电荷模型。
知道两个点电荷间相互作用的规律。
体会探究库仑定律过程中的科学思想和方法。
3.知道电场是一种物质。
了解电场强度，体会用物理量之比定义新物理量的方法。
会用电场线描述电场。
第1节静电的产生及其微观解释知识点一静电的产生[观图助学]俯视逆时针转动俯视顺时针转动观察上图现象你可以得出什么结论？观察上图现象，思考电荷是如何移动的？1.电荷(1)电荷量：电荷的多少。
在国际单位制中，电荷量的单位为库仑，简称库，符号为C。
(2)电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
2.摩擦起电：当两个由不同物质组成的物体互相摩擦时，一个物体中某些原子的电子挣脱了原子核的束缚，转移到另一个物体上，于是原来呈电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物体则带等量的正电。
3.接触起电：当一个带电体接触导体时，电荷会发生转移，使导体也带电。
4.感应起电：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体中的自由电子便会靠近或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带异号电荷，远离带电体的一端带同号电荷，这种现象叫做静电感应。
利用静电感应使金属导体带电的过程叫做感应起电。
[思考判断](1)摩擦起电是创造电荷的过程。
(×)(2)接触起电是电荷转移的过程。
(√)(3)玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电。
(×)知识点二产生静电的微观解释[观图助学]丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒失去了电子，带正电；丝绸得到了电子，带负电；从整体上看，两物体摩擦过程中电荷守恒吗？1.电荷守恒定律表述：电荷既不能被创造，也不能被消灭，只能从物体的一部分转移到另一部分，或者从一个物体转移到另一个物体。
在转移过程中，电荷的总量不变。
2.摩擦起电的实质：两个不同物质组成的物体相互摩擦，由于摩擦力做功，一个物体中的电子获得能量，挣脱原子核的束缚转移到另一个物体上。
2020春新教材高中物理第6章能源与可持续发展第2节能量的转化与守恒第3节珍惜大自然教案鲁科版必修第三册
第2节能量的转化与守恒第3节珍惜大自然核心素养物理观念科学态度与责任1.知道不同形式的能量可相互转化，在转化过程中能量总量保持不变。
2.知道能量的转化具有方向性。
3.了解熵的概念。
认识环境污染的危害，具有保护环境的意识和行为。
通过垃圾分类，培养学生节约能源的意识，担当保持环境、爱护大自然的责任。
知识点一能量的转化与守恒[观图助学]以上运动中能量如何转化？1.能量的转移与转化：能量可以从一个物体转移到其他物体，也可以从一种形式转化为其他形式。
2.能量守恒定律：在一个孤立系统里，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其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。
3.第一类永动机：不需要任何动力或燃料就能不停运动的机器。
知识点二自然过程的方向性与熵1.自然界宏观过程具有方向性，是不可能自动的逆向进行。
要使它们逆向进行就必须由外界对它们施加作用。
2.开尔文及克劳修斯总结出重要的自然规律：自然界发生的与热现象有关的一切宏观过程都是有方向性的不可逆过程。
3.熵是描述处于不同状态的物体，分子运动状态无序程度不一样的物理量。
熵越高，意味系统越无序；熵越低，就意味着系统越有序。
,左图中都是哪些力在做功不同形式的能——转化同种形式的能——转移功是能量转化的量度，热量是能量转移的量度。
一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展，而熵值较大代表着较为无序，所以自发的宏观过程总是向无序度更大的方向发展。
此规律称为熵增加原理。
核心要点能量的转化与能量守恒[要点归纳]1.能量转化或转移的判断2.能量在转化或转移过程中，总能量不变。
能量为状态量，对应某时刻；功与热量是过程量，对应一个过程。
[试题案例][例1] 关于下列现象中的能量转化的说法正确的是( )A.在水平公路上行驶的汽车，发动机熄火之后，速度越来越小，最后停止，是机械能转化为内能B.电风扇通电后开始转动，断电后转动着的风扇又慢慢停下来，是电能转化为机械能C.火药爆炸产生燃气，子弹在燃气的推动下从枪膛发射出去，射穿一块钢板，速度减小，是化学能转化为内能D.用柴油机带动发电机发电，供给电动水泵抽水，把水从低处抽到高处，是电能转化为机械能解析在水平公路上行驶的汽车，发动机熄火之后，速度越来越小，最后停止，这一过程中，汽车所受的阻力做负功，机械能转化为内能，选项A正确；风扇通电后开始转动，电流做功，电能转化为机械能，有一部分转化为内能；断电后转动着的风扇又慢慢停下来，阻力做负功，机械能转化为内能，选项B错误；火药爆炸产生燃气，化学能转化为内能；子弹在燃气的推动下从枪膛发射出去，推力做功，内能转化为机械能；子弹射穿一块钢板，速度减小，阻力做负功，机械能转化为内能，选项C 错误；柴油的化学能转化为柴油机的机械能，再转化为发电机的电能，电能又通过电动水泵转化为水的机械能，选项D 错误。
2019_2020学年高中物理第2章能的转化与守恒第3节能量守恒定律第2课时能量守恒定律学案鲁科版必修2
第2课时 能量守恒定律1.理解动能和势能的相互转化，知道机械能包括动能和势能．2.掌握机械能守恒的条件，并学会应用机械能守恒定律分析问题． 3.了解自然界存在多种形式的能量，知道能量守恒定律是最基本、最普遍的自然规律之一．[学生用书P28]一、机械能守恒定律1．机械能：物体的动能和势能之和．在一定条件下，物体的动能和势能可以相互转化． 如图所示，质量为m 的小球做自由落体运动的过程中经过A 、B 两点，则(1)重力做功与小球动能的关系为W G ＝12mv 22－12mv 21．(2)重力做功与小球重力势能变化的关系为W G ＝mgh 1－mgh 2． 由(1)(2)得出12mv 22－12mv 21＝mgh 1－mgh 2或12mv 21＋mgh 1＝12mv 22＋mgh 2．2．机械能守恒定律(1)定义：在只有像重力那类力做功的情况下，物体的动能与势能可以发生相互转化，但机械能的总量保持不变．(2)适用条件：只有重力做功，其他力对物体不做功，与物体的运动状态无关． (3)表达式：E k1＋E p1＝E k2＋E p2或12mv 21＋mgh 1＝12mv 22＋mgh 21．(1)机械能守恒时，物体一定只受重力和弹力作用．( ) (2)物体的机械能守恒时，所受合力为零．( )(3)物体所受的合力不等于零，其机械能也可以守恒．( ) 提示：(1)× (2)× (3)√ 二、能量守恒定律1．常见的能量转化：只有重力做功时，物体的动能和重力势能相互转化；只有弹力做功时，物体的动能和弹性势能相互转化；在风力或水力发电站中，风能或水的重力势能转化为电能；物质燃烧时，化学能转化为内能和光能…2．能量守恒定律：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．3．永动机：不消耗任何能量却能持续不断地对外做功的机器．2．(1)某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加．( )(2)某个物体的能减少，必然有其他物体的能增加．( )(3)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．( )提示：(1)√(2)√(3)√机械能守恒定律的理解[学生用书P29] 1．研究对象(1)当只有重力做功时，可取一个物体(其实是物体与地球构成的系统)作为研究对象．(2)当物体之间的弹力做功时，必须将这几个物体包括弹簧构成的系统作为研究对象(使这些弹力成为系统内力)．2．机械能守恒的条件“只有重力或弹力做功”可能有以下三种情况：(1)物体只受重力或弹力作用；(2)除重力和弹力外，其他力不做功；(3)除重力和弹力外，其他力做功的代数和为零．(1)机械能守恒的条件不是物体所受的合力为零，也不是合力做的功为零．(2)判断单个物体的机械能是否守恒从机械能的定义或做功的力的特点上分析较好，而对系统的机械能是否守恒的判断，从能量转化的角度分析比较简单，即系统内的机械能没有转化为其他形式的能．命题视角1 对机械能守恒条件的理解(多选)下列关于机械能是否守恒的叙述正确的是( )A．做匀速直线运动的物体的机械能一定守恒B．做匀变速直线运动的物体的机械能可能守恒C．合外力对物体做功为零时，机械能一定守恒D．只有重力对物体做功，物体机械能一定守恒[解析] 做匀速直线运动的物体，若重力做功，则还有其他力做功，此时机械能不守恒，选项A错误；做匀变速直线运动的物体，可能只受重力或只有重力做功(如自由落体运动)，物体机械能可能守恒，选项B正确；合外力对物体做功为零时，说明物体的动能不变，但势能有可能变化，如降落伞在空气中匀速下降，机械能减少，选项C错误；D项符合机械能守恒的条件，选项D正确．[答案] BD命题视角2 机械能守恒条件的应用如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是( )A．甲图中，物体在不计空气阻力时由A到B的摆动过程中机械能守恒B．乙图中，A置于光滑水平面，物体B沿光滑斜面下滑，物体B机械能守恒C．丙图中，不计任何阻力时A加速下落，B加速上升过程中，A、B系统机械能守恒D．丁图中，小球沿水平面做匀速圆周运动时，小球的机械能不守恒[解析] 甲图中重力和弹力做功，物体和弹簧组成的系统机械能守恒，但物体A机械能不守恒，A错误．乙图中物体B除受重力外，还受弹力，弹力对B做负功，机械能不守恒，但从能量特点看A、B组成的系统机械能守恒，B错误．丙图中绳子张力对A做负功，对B 做正功，代数和为零，A、B系统机械能守恒，C正确．丁图中动能不变，势能不变，机械能守恒，D错误．[答案] C判断机械能是否守恒的方法判断机械能是否守恒，可以从各力的做功情况着手分析，也可以从能量转化情况着手分析；要根据实际情况灵活选择合适的分析方法．机械能守恒定律的应用[学生用书P29] 1．常见的表达式(1)E k1＋E p1＝E k2＋E p2，即初状态的动能与势能之和等于末状态的动能与势能之和．用此式必须选择参考平面．(2)ΔE k＝－ΔE p或ΔE p＝－ΔE k，即动能(或势能)的增加量等于势能(或动能)的减少量．用此式不必选择参考平面．(3)ΔE A＝－ΔE B，即A物体机械能的增加量等于B物体机械能的减少量．用此式不必选择参考平面．2．应用机械能守恒定律解题的思路命题视角1 单个物体的机械能守恒以20 m/s 的速度将一物体竖直上抛，若忽略空气阻力，g 取10 m/s 2，试求： (1)物体上升的最大高度；(2)以水平地面为参考平面，物体在上升过程中重力势能和动能相等的位置． [解题探究] (1)机械能守恒的条件是什么？ (2)忽略空气阻力，物体的上抛运动机械能守恒吗？[解析] (1)设物体上升的最大高度为H ，在物体整个上升过程中应用机械能守恒定律，有mgH ＝12mv 2解得H ＝v 202g ＝2022×10m ＝20 m.(2)设物体重力势能和动能相等的位置距地面的高度为h ，此时物体的速度为v ，则有mgh ＝12mv 2在物体被抛出到运动至该位置的过程中应用机械能守恒定律，有mgh ＋12mv 2＝12mv 2由以上两式解得h ＝v 204g ＝2024×10m ＝10 m.[答案] (1)20 m (2)距地面高10 m 处 命题视角2 多个物体的机械能守恒质量分别为m 和2m 的两个小球P 和Q ，中间用轻质杆固定连接，杆长为L ，在离P 球L3处有一个光滑固定轴O ，如图所示．现在把杆置于水平位置后自由释放，在Q 球顺时针摆动到最低位置时，求：(1)若已知运动过程中Q 的速度大小是P 的2倍，小球P 的速度大小．(2)在此过程中小球P 机械能的变化量．[解析] (1)两球和杆组成的系统机械能守恒，设小球Q 摆到最低位置时P 球的速度为v ，Q 球的速度为2v .由机械能守恒定律得2mg ·23L －mg ·13L ＝12mv 2＋122m (2v )2解得v ＝2gL 3. (2)小球P 机械能增加量为 ΔE ＝mg ·13L ＋12mv 2＝49mgL[答案] (1)2gL 3 (2)增加49mgL 【通关练习】1．如图所示，质量m ＝50 kg 的跳水运动员从距水面高h ＝10 m 的跳台上以v 0＝5 m/s 的速度斜向上起跳，最终落入水中，若忽略运动员的身高，取g ＝10 m/s 2.求：(1)运动员在跳台上时具有的重力势能(以水面为参考平面)． (2)运动员起跳时的动能． (3)运动员入水时的速度大小．解析：(1)以水面为零重力势能参考平面，则运动员在跳台上时具有的重力势能为E p ＝mgh ＝5 000 J.(2)运动员起跳时的速度为v 0＝5 m/s ，则运动员起跳时的动能为E k ＝12mv 20＝625 J.(3)运动员从起跳到入水过程中，只有重力做功，运动员的机械能守恒，则mgh ＋12mv 20＝12mv 2，即v ＝15 m/s. 答案：(1)5 000 J (2)625 J (3)15 m/s2．如图所示，有一轻质杆OA 可绕O 点在竖直平面内自由转动，在杆的另一端A 点和中点B 各固定一个质量为m 的小球，杆长为L .开始时，杆静止在水平位置，求释放杆后，当杆转到竖直位置时v A ＝2v B ，则A 、B 两小球的速度各是多少？解析：把A 、B 两小球和杆看成一个系统，杆对A 、B 两小球的弹力为系统的内力，对系统而言，只有重力对系统做功，系统的机械能守恒．以A 球在最低点所处的水平面为零势能参考平面，则 初状态：系统动能E k1＝0，重力势能E p1＝2mgL末状态(即杆转到竖直位置)：系统动能E k2＝12mv 2A ＋12mv 2B ，重力势能E p2＝12mgL由机械能守恒定律得 2mgL ＝12mgL ＋12mv 2A ＋12mv 2B① 其中v A ＝2v B②联立①②式解得v A ＝ 12gL5＝2 3gL5，v B ＝ 3gL 5. 答案：23gL53gL 5对能量守恒定律的理解[学生用书P30]1．做功与能量的转化功 能量转化 关系式重力做功 重力势能的改变 W 合＝－ΔE p 弹力做功 弹性势能的改变 W 合＝－ΔE p 合外力做功 动能的改变W 合＝ΔE k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(1)表达式：ΔE 减＝ΔE 增． (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． 命题视角1 做功与能量转化关系(多选)如果质量为m 的物体，从静止开始，以2g 的加速度竖直下落高度h ，那么( )A ．物体的机械能守恒B ．物体的机械能增加了12mghC ．物体的重力势能减少了mghD ．物体的机械能增加了mgh[解题探究] (1)物体下落过程中受几个力的作用？ (2)各力的做功分别是多大？[解析] 由于加速度大于g ，则物体下落过程中受到外力，外力做正功，因此机械能增加，由功能关系知除重力、系统内的弹力以外的力做功等于机械能的变化，而根据牛顿第二定律，F ＋mg ＝m ·2g ，所以F ＝mg ，即机械能增加了mgh .由于重力做正功，所以重力势能减少了mgh .[答案] CD命题视角2 能量守恒定律的应用如图所示，在光滑的水平面上，有一质量为M 的长木块以一定的初速度向右匀速运动，将质量为m 的小铁块无初速度地轻放到长木块右端，小铁块与长木块间的动摩擦因数为μ，当小铁块在长木块上相对长木块滑动L 时与长木块保持相对静止，此时长木块对地的位移为l ，求这个过程中(1)小铁块增加的动能； (2)长木块减少的动能； (3)系统机械能的减少量； (4)系统产生的热量．[解题探究] (1)小铁块放在长木块上后受哪些力作用？有哪些力做功？ (2)小铁块的动能是哪种形式的能转化的？(3)摩擦力对小铁块做的功与摩擦力对长木块做的功相等吗？[解析] 画出这一过程两物体位移示意图，如图所示．设木板的初速度为v 0，相对静止的共同速度为v .(1)根据动能定理有μmg (l －L )＝12mv 2－0①即摩擦力对小铁块做的正功等于小铁块动能的增加量． (2)摩擦力对长木块做负功，根据动能定理：μmgl ＝12Mv 20－12Mv 2②即长木块减少的动能等于长木块克服摩擦力做的功μmgl . (3)系统机械能的减少量ΔE ＝μmgl －μmg (l －L )， 得ΔE ＝μmgL .(4)根据能量守恒定律，系统产生的热量等于系统机械能的减少量，即Q ＝ΔE ＝μmgL 即系统机械能的减少量等于摩擦力乘以相对位移． [答案] (1)μmg (l －L ) (2)μmgl (3)μmgL (4)μmgL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．如图所示，电动机带动传送带以速度v 匀速传动，一质量为m 的小木块静止放在传送带上(传送带足够长)，若小木块与传送带之间的动摩擦因数为μ，当小木块与传送带相对静止时，求：(1)小木块获得的动能； (2)摩擦过程产生的热量； (3)传送带克服摩擦力所做的功； (4)电动机输出的总能量．解析：木块刚放上时速度为零，必然受到传送带的滑动摩擦力作用做匀加速直线运动，达到与传送带相同速度后不再有相对运动，整个过程中木块获得一定的动能，系统要产生摩擦热．对木块：相对滑动时，a ＝μg ，达到相对静止所用的时间为t ＝vμg，木块的位移l 1＝12vt ＝v 22μg ，传送带的位移l 2＝vt ＝v 2μg ，木块相对传送带的位移Δl ＝l 2－l 1＝v 22μg. (1)小木块获得的动能E k ＝12mv 2.(2)产生的热量Q ＝F f ΔL ＝F f (l 2－l 1)＝μmg (l 2－l 1)＝12mv 2.(3)传送带克服摩擦力所做的功W ＝μmgl 2＝mv 2.(4)电动机输出的总能量转化为小木块的动能和系统产生的热量E ＝E k ＋Q ＝mv 2.答案：(1)12mv 2 (2)12mv 2 (3)mv 2 (4)mv 2[随堂检测][学生用书P31]1．下列几种情况中，系统的机械能守恒的是( )A ．图甲中一颗弹丸在碗内做速率不变的螺旋运动B ．图乙中运动员在蹦床上越跳越高C ．图丙中小车上放一木块，小车的左侧由弹簧与墙壁相连．小车在左右振动时，木块相对于小车无滑动(车轮与地面摩擦不计)D ．图丙中如果小车振动时，木块相对于小车有滑动解析：选C.弹丸在碗内做速率不变的螺旋运动时，除重力做功外，还会有其它力做功，系统机械能不守恒，故A 错误；运动员越跳越高，表明她不断做功，机械能不守恒，故B 错误；由于一对静摩擦力做的总功为零，故系统中只有弹簧弹力做功，故系统机械能守恒，故C 正确；滑动摩擦力做功，系统机械能不守恒，故D 错误．2．(多选)如图所示，一物体在直立弹簧的上方h 处下落，然后又被弹回，若不计空气阻力，则下列说法中正确的是( )A ．物体在任何时刻的机械能都跟初始时刻的机械能相等B ．物体和弹簧组成的系统任何两时刻机械能相等C ．在重力和弹簧的弹力相等时，物体的速度最大D ．物体在把弹簧压缩到最短时，它的机械能最小解析：选BCD.物体与弹簧接触前，自由下落，其机械能守恒，但与弹簧接触后，弹簧弹力对物体做功，物体机械能不守恒，物体与弹簧组成的系统机械能守恒，选项A 说法错误，选项B 说法正确；物体与弹簧接触后加速下落，弹簧弹力不断增大，物体下落的加速度不断减小，当弹簧弹力等于物体重力时，加速度减为零，速度达到最大，选项C 说法正确；根据能量守恒可知，弹簧被压缩至最短时，弹簧的弹性势能最大，物体的机械能最小，选项D说法正确．3．如图所示，一小孩从公园中粗糙的滑梯上自由加速滑下，其能量的变化情况是( )A．重力势能减少，动能不变，机械能减少B．重力势能减少，动能增加，机械能减少C．重力势能减少，动能增加，机械能增加D．重力势能减少，动能增加，机械能守恒解析：选B.小孩在下滑过程中总能量守恒，但摩擦力做负功，机械能减少，重力势能转化为动能和内能，即重力势能减少，动能增加，故选项B正确．4．如图所示，小球的质量为m，自光滑的斜槽的顶端无初速度滑下，沿虚线轨迹落地，不计空气阻力，则小球着地瞬间的动能和重力势能分别是(选取斜槽末端切线所在平面为参考平面)( )A．mg(h＋H)，－mgh B．mg(h＋H)，mghC．mgH，0 D．mgH，－mgH解析：选A.选取斜槽末端切线所在平面为零势能参考平面，小球初始状态的重力势能为E p1＝mgH，落地时的重力势能为E p2＝－mgh，小球下落过程机械能守恒，则有mgH＝E k＋(－mgh)，即E k＝mg(h＋H)，选项A正确，其他选项均错误．[课时作业][学生用书P107(单独成册)]一、单项选择题1.如图所示，某同学利用橡皮条将模型飞机弹出，在弹出过程中，下列说法不正确的是( )A．橡皮条收缩，弹力对飞机做功B．模型飞机的动能增加C．橡皮条的弹性势能减少D．模型飞机的重力势能减小，转化为飞机的动能解析：选D.在飞机弹出过程中，橡皮条对飞机做正功，弹性势能减少，模型飞机的动能增加．2．如图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C．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解析：选B.由于车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中存在克服摩擦力做功，所以缓冲器的机械能减少，选项A错误、B正确；弹簧压缩的过程中，垫板的动能转化为内能和弹簧的弹性势能，选项C、D错误．3．在物体自由下落过程中，下列说法正确的是( )A．动能增大，势能减小，机械能增大B．动能减小，势能增大，机械能不变C．动能增大，势能减小，机械能不变D．动能不变，势能减小，机械能减小解析：选C.在自由下落过程中，只有重力做功，物体的机械能守恒，重力势能不断减小，动能不断增大，选项C正确．4．运动会中的投掷链球、铅球、铁饼和标枪等体育比赛项目都是把物体斜向上抛出的运动，如图所示，若不计空气阻力，这些物体从被抛出到落地的过程中( )A．物体的机械能先减小后增大B．物体的机械能先增大后减小C．物体的动能先增大后减小，重力势能先减小后增大D．物体的动能先减小后增大，重力势能先增大后减小解析：选D.若不计空气阻力，这些物体被抛出后只有重力做功，故机械能均守恒，A 、B 均错误；因物体均被斜向上抛出，在整个运动过程中重力先做负功再做正功，因此重力势能先增大后减小，而动能先减小后增大，D 正确，C 错误．5．如图所示，质量为m 的物体，以速度v 离开高为H 的桌子，当它落到距地面高为h 的A 点时，在不计空气阻力的情况下，下列判断正确的是( )A ．若取桌面为零势能面，物体在A 点具有的机械能是12mv 2＋mgHB ．若取桌面为零势能面，物体在A 点具有的机械能是12mv 2－mg (H －h )C ．物体在A 点具有的动能是12mv 2＋mg (H －h )D ．物体在A 点具有的动能大小与零势能面的选取有关，因此是不确定的解析：选C.以桌面为零势能面时，物体最初机械能只有动能E 1＝12mv 2，由于运动过程中只有重力做功，机械能守恒，故A 点的机械能为12mv 2，选项A 、B 错误；由动能定理知物体在A 点的动能为E k A ＝12mv 2＋mg (H －h )，故选项C 正确，D 错误．6.水平传送带以速度v 匀速运动，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，如图所示，在小木块与传送带相对静止时，转化为内能的能量为( )A ．mv 2B ．2mv 2C.14mv 2D.12mv 2 解析：选D.小木块所受的滑动摩擦力为f ＝μmg 小木块的加速度a ＝f m＝μg 加速至v 的时间t ＝v a ＝vμg小木块对地运动的位移s A ＝12vt ＝v22μg这段时间内传送带向前运动的位移s 带＝vt ＝v 2μg则小木块相对于传送带向后滑动的位移为s 相对＝s 带－s A ＝v 22μg根据能量守恒定律得ΔE 内＝fs 相对＝μmg ·v 22μg ＝12mv 2.二、多项选择题 7.如图所示，A 和B 两个小球固定在一根轻杆的两端，此杆可绕穿过其中心的水平轴O 无摩擦转动．现使轻杆从水平状态无初速度释放，发现杆绕O 沿顺时针方向转动，则杆从释放起转动90°的过程中( )A ．B 球的重力势能减少，动能增加 B ．A 球的重力势能增加，动能减少C ．A 球的重力势能和动能都增加了D ．A 球和B 球的总机械能是守恒的解析：选ACD.杆绕水平轴O 顺时针转动，故m B >m A ，则系统的总势能减少，减少的势能转化为A 、B 的动能．对于A 、B 来说，杆的弹力和重力对其做功，使得B 球的重力势能减少，动能增加；A 球的动能、重力势能都增加；但对系统来说杆做的功为0，故系统的机械能守恒．故选项A 、C 、D 正确，选项B 错误．8．节日燃放礼花弹时，要先将礼花弹放入竖直的炮筒中，然后点燃发射部分，通过火药剧烈燃烧产生高压燃气，将礼花弹由筒底射向空中．若礼花弹在由筒底发射至筒口的过程中，克服重力做功为W 1，克服炮筒阻力及空气阻力做功为W 2，高压燃气对礼花弹做功为W 3，则礼花弹在筒中的运动过程中(设它的质量不变)( )A ．动能变化量为W 3－W 2－W 1B ．动能变化量为W 1＋W 2＋W 3C ．机械能增加量为W 3－W 2－W 1D ．机械能增加量为W 3－W 2解析：选AD.动能变化量取决于合外力做的功，即重力、阻力、推动力做功的代数和，所以动能变化量为W 3－W 2－W 1，A 项正确，B 项错误；机械能增加量取决于除重力外的其他力做的功，所以机械能增加量为W 3－W 2，C 项错误，D 项正确．9．如图所示，上表面有一段光滑圆弧的质量为M 的小车A 置于光滑水平面上，在一质量为m 的物体B 自圆弧上端自由滑下的同时释放A ，则 ( )A ．在B 下滑过程中，B 的机械能守恒 B ．轨道对B 的支持力对B 不做功C ．在B 下滑的过程中，A 和地球组成的系统机械能增加D ．A 、B 和地球组成的系统机械能守恒解析：选CD.由于A 不固定，所以在B 下滑的过程中A 向左运动，轨道对B 的支持力与B 的运动方向不再垂直，轨道支持力对B 做负功，B 的机械能减少，故A 、B 均错误．B 对A的压力做正功，所以A 的机械能增加，故C 正确．对于A 、B 及地球组成的整体，在运动过程中只有重力做功，所以机械能守恒，故D 正确．三、非选择题 10．如图所示，在大型露天游乐场中翻滚过山车的质量为1 t ，从轨道一侧的顶点A 处由静止释放，到达底部B 处后又冲上环形轨道，使乘客头朝下通过C 点，再沿环形轨道到达底部B 处，最后冲上轨道另一侧的顶端D 处，已知D 与A 在同一水平面上．A 、B 间的高度差为20 m ，圆环半径为5 m ，如果不考虑车与轨道间的摩擦和空气阻力，g 取10 m/s 2.试求：(1)过山车通过B 点时的动能． (2)过山车通过C 点时的速度．(3)过山车通过D 点时的机械能．(取过B 点的水平面为零势能面)解析：(1)过山车由A 点运动到B 点的过程中，由机械能守恒定律ΔE k 增＝ΔE p 减可得过山车在B 点时的动能12mv 2B －0＝mgh AB E k B ＝12mv 2B ＝mgh AB ＝103×10×20 J ＝2×105J.(2)同理可得，过山车从A 点运动到C 点时有 12mv 2C －0＝mgh AC解得v C ＝2gh AC ＝2×10×（20－2×5） m/s ＝10 2 m/s.(3)由机械能守恒定律可知，过山车在D 点时的机械能就等于在A 点时的机械能，取过B 点的水平面为零势能面，则有E D ＝E A ＝mgh AB ＝103×10×20 J ＝2×105 J.答案：(1)2×105J (2)10 2 m/s (3)2×105J11．如图所示，质量m ＝70 kg 的运动员以10 m/s 的速度，从高h ＝10 m 的滑雪场A 点沿斜坡自由滑下，AB 段光滑．(取g ＝10 m/s 2)(1)求运动员到达最低点B 时的速度大小；(2)若运动员继续沿右边斜坡向上运动，在向上运动的过程中克服阻力做功 3 500 J ，求他能到达的高度．解析：(1)根据机械能守恒定律得： 12mv 2A ＋mgh ＝12mv 2B 解得v B ＝10 3 m/s. (2)据动能定理得： －mgH －W 阻＝0－12mv 2B解得：H ＝10 m运动员能到达的高度为10 m. 答案：(1)10 3 m/s (2)10 m 12.如图所示，地面上竖直放置一根带有托盘的轻质弹簧(托盘和弹簧的质量忽略不计)，其下端与地面固定连接，上端的托盘内放有质量为m ＝2 kg 的物体P .弹簧的劲度系数为k ＝400 N/m ，原长为l 0＝0.50 m ．有一根轻细绳两端分别与托盘和地面拴接，使得弹簧处于压缩状态，此时弹簧的长度为l ＝0.30 m ，具有的弹性势能为E p ＝8 J ．现将绳子剪断，此后一段时间内物体P 将向上运动，g 取10 m/s 2，试求(不计空气阻力)：(1)物体P 在向上运动的过程中，弹簧恢复原长时物体P 的速率；(2)物体P 相对于地面所能够达到的最大高度H .解析：(1)弹簧和物体P 组成的系统机械能守恒，当弹簧恢复到原长时，弹簧储存的弹性势能全部转化为物体P 的动能和重力势能．设物体P 刚要离开托盘时的速率为v ，则E p ＝mg (l 0－l )＋12mv 2解得v ＝2 m/s.(2)法一：由系统机械能守恒可知，当物体P 上升到最高点时，弹簧所储存的弹性势能全部转化为物体P 的重力势能，可得E p ＝mg (H －l )解得H ＝E p mg＋l ＝0.7 m.法二：物体P 离开托盘后做竖直上抛运动，设其做竖直上抛运动上升的高度为h ，则h＝v 22g＝0.2 m 所以物体P 相对于地面所能够达到的最大高度H ＝h ＋l 0＝0.7 m.答案：(1)2 m/s (2)0.7 m。
高中物理第2章能的转化与守恒第1节动能的改变教学案鲁科版必修2(new)
第1课时实验：探究恒力做功与动能改变的关系一、实验目的1．通过实验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系。
2．体会探究过程和所用的方法。
二、实验原理1．在钩码的拉动下，小车的速度发生了变化,也就是小车的动能发生了变化。
2．钩码对小车的拉力对小车做了功，只要能求出小车动能的变化量、小车运动的位移以及钩码对小车的拉力(近似等于钩码的重力），就可以研究W＝Fs与ΔE k之间的关系。
三、实验器材长木板(一端附有滑轮）、打点计时器、钩码若干、小车、纸带、复写纸片、刻度尺、细线。
四、实验步骤1．按图2。
1。
1所示安装实验器材，调整滑轮的高度，使细线与长木板平行。
图2。
112．将打点计时器固定在长木板上，把纸带的一端固定在小车的后面，另一端穿过打点计时器。
改变木板倾角，使小车重力沿斜木板方向的分力平衡小车及纸带受到的摩擦力，使小车做匀速直线运动.3．用细线将木板上的小车通过一个定滑轮与悬吊的钩码相连。
接通电源,放开小车,让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点。
4．更换纸带，重复实验.选择一条点迹清晰的纸带进行数据分析.五、数据处理1．求动能变化量ΔE k：小车在细线的拉力作用下做匀加速直线运动，选取纸带上恰当的两点A、B为初状态和末状态，依据匀变速直线运动特点v＝错误!计算出A、B两点的瞬时速度v A、v B，求出物体动能的改变量ΔE k＝错误!mv B2－错误!mv A2.2．求解合外力做的功：此过程细线的拉力对小车做功，由于钩码质量很小，可认为小车所受拉力F的大小等于钩码所受重力的大小（忽略钩码加速需要的合外力)。
用刻度尺量出A、B之间的距离s,由此可知拉力所做的功W＝mgs。
3．交流论证：通过表格中的数据比较W＝Fs与错误!mv B2－错误!mv A2的值，可发现结果在误差允许范围内二者相等，即W＝错误!mv B2－错误!mv A2，说明外力对物体所做的功等于物体动能的改变量。
2018_2019学年高中物理第2章能的转化与守恒第3节第2课时能量守恒定律学案鲁科版必修2
第2课时 能量守恒定律一、机械能守恒定律阅读教材第34～35页“机械能守恒定律”部分，知道机械能的概念，会利用自由落体运动推导机械能守恒定律的表达式。
1.机械能：物体的动能和势能之和。
2.推导：如图1所示，如果物体只在重力作用下自由下落，重力做的功设为W G ，由重力做功和重力势能的变化关系可知W G ＝mg (h 1－h 2)＝E p1－E p2。
①图1由动能定理得W G ＝12mv 22－12mv 21②①②联立可得mgh 1－mgh 2＝12mv 22－12mv 21，mgh 1＋12mv 21＝mgh 2＋12mv 22， 由机械能的定义得E k1＋E p1＝E k2＋E p2。
3.内容：在只有重力做功的情况下，物体的动能和重力势能可以发生相互转化，但机械能的总量保持不变。
4.条件：只有重力对物体做功，与运动方向和轨迹的曲、直无关。
5.表达式：(1)12mv 21＋mgh 1＝12mv 22＋mgh 2或E k1＋E p1＝E k2＋E p2。
(2)mgh 1－mgh 2＝12mv 22－12mv 21即ΔE p 减＝ΔE k 增。
思维拓展(1)如图2所示，大型的过山车在轨道上翻转而过。
过山车从最低点到达最高点时，动能和势能怎样变化？忽略与轨道摩擦和空气阻力，机械能是否守恒？图2(2)如图3所示，在光滑水平面上，被压缩的弹簧恢复原来形状的过程，弹性势能如何变化？弹出的物体的动能如何变化？当物体以某一初速度压缩弹簧时，弹性势能如何变化，物体的动能如何变化？图3答案 (1)动能减少，重力势能增加，忽略与轨道摩擦和空气阻力，过山车机械能守恒。
(2)被压缩的弹簧恢复原来形状时，弹性势能减少，被弹出的物体的动能增加；当物体压缩弹簧时，弹性势能增加，物体的动能减少。
二、能量守恒定律阅读教材第36～37页“能量守恒定律”部分，知道能量的转化及守恒定律的内容。
1.机械能的变化：除重力以外的其他力对物体做功时，物体的机械能就会发生变化。
能量的转化和守恒教案
能量的转化和守恒教学目标一、知识与技能1.知道能量守恒定律。
2.能举出日常生活中能量守恒的实例。
3.有用能量守恒的观点分析物理现象的意识。
二、过程与方法1.通过学生自己做小实验，发现各种现象的内在联系，体会各种形式能量之间的相互转化。
2.通过学生讨论体会能量不会凭空消失，只会从一种形式转化为其他形式，或从一个物体转移到另一个物体。
三、情感、态度与价值观1.通过学生自己做小实验，激发学生的学习兴趣。
2.对能量的转化和守恒有一个感性的认识，为建立科学世界观和科学思维方法打基础。
3.通过学生讨论锻炼学生分析问题的能力。
教学重点：能的转化和守恒定律，强调能的转化和守恒定律是自然科学中最基本定律。
学习运用能的转化和守恒原理计算一些物理习题。
教学难点：运用能的转化和守恒定律对具体的自然现象进行分析，说明能是怎样转化的。
教学过程一、引入新课我们知道刀具在砂轮上磨削时，刀具发热是因为通过摩擦力做功，机械能转化为内能。
在暖气片上放有一瓶冷水，过一段时间后水变热，这是通过热量传递使这瓶水内能增加。
这些实例中，物体的内能为什么增加了？是凭空产生的还是由其他形式能转化来的？这就是今天要学习的内容。
二、新课学习1．能的转化想想做做：按照书中的操作，观察发生的现象，说一说发生了那些能量的转化。
（1）摩擦手，手发热：机械能转化为内能。
（2）黑塑料袋盛水，阳光下，温度升高：光能转化为内能。
（3）连在太阳电池的小电扇对着阳光，转动起来：光能转化为机械能。
（4）钢笔杆摩擦后会吸引小纸片：机械能转化为电能。
看来各种形式的能，在一定的条件下是可以相互转化的，仔细观察下面的能量相互转化的图示，你能不能找到更多的实例？（1）运动的汽车紧急刹车，汽车最终停下来。
这过程中汽车的动能（机械能）转化为轮胎和路面的内能。
（2）把一铁块放入盛有水的烧杯中，用酒精灯加热烧杯内水，直至水沸腾。
在这一过程中，铁块从周围水中吸收了热量使它温度升高，内能增加。
2024-2025学年高二物理选择性必修第三册(鲁科版)教学课件第3章第2节能量的转化与守恒
能量守恒定律
形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物
体，而能量的总值保持不变。
表达式：E初=E末
第一类永动机不可能制成： 违背了能量守恒定律
高中物理 选择性必修第三册 第3章 热力学定律
当堂检测
1. 据报道，2011年5月13日，太阳能飞机首次实现跨国飞行，它长达63.4 m的机翼上覆盖着太
高中物理 选择性必修第三册
第3章
第
2节
能量的转化与守恒
高中物理 选择性必修第三册 第3章 热力学定律
学习目标
1. 了解能量守恒定律的发现过程．
2. 理解能量的转化与守恒定律，会用能量的观点解释自然现象．
高中物理 选择性必修第三册 第3章 热力学定律
引入
(1)有一种所谓的“全自动”机械手表，既不需要上发条，也不用任
鸡蛋的内能
水的内能
牛顿摆
A球的动能
B球的动能
高中物理 选择性必修第三册 第3章 热力学定律
探究活动3：
观察下列图片，思考能量从何而来的？
电灯为什么会发光?
电能转化为内能和光能
高中物理 选择性必修第三册 第3章 热力学定律
思考：通过上述图片，你可以得出什么结论？
能量可以从一种形式转化为另一种形式
能量可以从一个物体转移到另一个物体
高中物理 选择性必修第三册 第3章 热力、B两部分气体，A的密度小，
B的密度大，抽去隔板，加热气体，使两部分气体均匀混合，设在此过程
中气体吸热Q，气体内能增量为ΔU，则（
A.ΔU=Q
B.ΔU<Q
C.ΔU>Q
D.无法比较
B
）
解析：根据题意，A的密度小，B的密度大，两气体混合均匀后，整体的重心升高，重力势能增
6.1能量的多种形式教学设计-2023-2024学年高一下学期物理鲁科版(2019)必修第三册
5. 能源利用现状及探讨：分析可再生能源和不可再生能源的特点，提出合理建议。
八、作业布置与反馈
【作业布置】
1. 完成课后习题：
- 选择课后习题中与能量守恒定律和能量转化相关的题目，要求学生在课后完成。
- 包括理论计算题、实验分析题和案例分析题，涵盖不同难度的题目，以适应不同学生的学习需求。
- 精选典型案例，如太阳能电池、风力发电、水力发电等，通过视频和图片形式展示能量守恒定律在生活中的应用。
- 准备能量转化过程示意图，帮助学生理解能量守恒定律在各种复杂情况下的应用。
3. 实验器材：
- 准备实验器材，如滑轮组、小车、弹簧测力计、电能表、温度计等，用于课堂演示和分组实验。
- 确保实验器材的完整性和安全性，提前进行测试和检查，以保证实验过程的顺利进行。
2. 能量转化实验报告：
- 要求学生设计并实施一个简单的能量转化实验，如动能与势能的转化实验。
- 实验报告应包括实验目的、原理、器材、过程、数据记录和分析、结论等内容。
3. 能量守恒定律在生活中的应用：
- 让学生观察并记录日常生活中能量守恒定律的应用实例，如节能措施、可再生能源的使用等。
- 撰写一篇短文，介绍这些实例并分析其科学原理。
2. 指出存在的问题：
- 对于学生在作业中出现的常见错误，如概念混淆、计算错误、实验设计不合理等，教师应指出并解释正确的方法。
- 对于学生在实验报告中的不足，如数据分析不够深入、结论不够准确等，给出改进建议。
3. 提供个性化指导：
- 针对不同学生的学习情况，提供个性化的反馈和建议。
- 对成绩较好学生，鼓励其在深度和广度上继续拓展；对成绩较差学生，帮助其找出问题所在，提供具体的改进方法。
5..2《能量的转化与守恒》教案1(鲁科选修3-3)
5. 2 能量的转化与守恒自学目标1、知道各种形式的能是可以相互转化的。
2、知道在转化的过程中，能量的总量是保持不变的。
3、列举出日常生活中能量守恒的实例。
4、有用能量守恒的观点分析物理现象的意识。
预习导学问题：刀具在砂轮上磨削时，为什么会刀具发热？原因是通过摩擦力做功，机械能转化为内能。
问题：在暖气片上放有一瓶冷水，过一段时间后水会出现什么现象？出现这一现象的原因？变热，这是通过热量传递使这瓶水内能增加。
问题：当今世界的三大产业是能源、材料和信息，自然界中的能量以各种形式存在着，你能说出能量的几种存在形式吗？6d2XcketfU机械能、电能、磁能、内能等等。
问题：日常生活中的烧饭、取暖、照明、出行等都需要能量。
我们所需要的能量都是谁提供的呢？煤、石油、天然气、电等等。
问题：能量再转移和转化过程中遵循什么样的规律呢？⑴机械能在转化过程中守恒单摆摆动过程：①回忆机械能之间是如何转化的：重力势能→动能→重力势能。
②解释每次达到最高点很接近的原因：如果没有摩擦时机械能守恒。
③得到结论：最初具有的机械能=最末物体具有的机械能+转化为其他形式的能即总能量守恒。
⑵内能在转移过程中守恒把一铁块放入盛有热水的烧杯中，铁块从周围水中吸收了热量使它内能增加，温度升高；热水则要放出热量，内能减少，温度降低。
这一过程中如果没有热量散失，热水所放出热量就等于铁块所吸收的热量。
6d2XcketfU归纳：能量在转移过程中是守恒的。
结论：大量事实证明，在普遍存在的能量的转化和转移过程中，消耗多少某种形式的能量，就得到多少其他形式的能量。
如在热传递过程中，高温物体放出多少热量<减少多少内能），低温物体就吸收多少热量<增加多少内能）；克服摩擦力做了多少功，就有多少机械能转化为内能，但能量的总量不变。
6d2XcketfU以上规律是人类经过长期的实践探索，直到19世纪，才确立了这个自然界最普遍的定律，能量的转化守恒定律。
通常把它表述为：6d2XcketfU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一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总保持不变。
[精品]2019学年高中物理第5章热力学定律第2节能量的转化与守恒教学案鲁科版选修162
![[精品]2019学年高中物理第5章热力学定律第2节能量的转化与守恒教学案鲁科版选修162](https://img.taocdn.com/s3/m/303a62fb33d4b14e852468d9.png)
第2节能量的转化与守恒1.1840年，德国医生迈尔从理论上论证了能量间可以相互转化，提出物理、化学过程中能量守恒原理。
2．英国物理学家焦耳用了近40年的时间解决了功和热的转换的定量关系，为能量守恒提供无可置疑的证据。
3．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。
对应学生用书P48[自读教材·抓基础]1．迈尔的发现德国医生迈尔从理论上具体地论证了机械能、内能、化学能、电磁能等都可以相互转化。
提出了物理、化学过程中能量守恒的原理。
2．焦耳的研究(1)确定了电能向内能转化的定量关系。
(2)用了近40年的时间，不懈地钻研热功转换问题，为能量守恒定律提供了无可置疑的证据。
3．亥姆霍兹的贡献(1)亥姆霍兹的论文《论力的守恒》，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。
(2)他还将能量守恒原理与永动机不可能实现相提并论。
[跟随名师·解疑难]1．自然界中的运动形式多种多样。
不同的运动形式对应不同的能量，例如(1)物体运动——机械能(2)分子热运动——内能(3)电荷和电场——电势能2．不同形式能量之间的转化：(1)摩擦生热——机械能转化为内能(2)水蒸气将壶盖顶起——内能转化为机械能(3)用电炉子加热——电能转化为内能3．太阳能的转化：[特别提醒] 能量之间的相互转化都是通过做功来实现的。
[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手)说出下列过程中是什么能量转化为内能。
(1)物体沿粗糙斜面下滑_________________________________________________；(2)变压器发热_________________________________________________________；(3)汽油机内气体燃烧后变成高温气体_____________________________________；(4)车刀切下炽热铁屑__________________________________________________。
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能量的转化与守恒
【学习重难点】
1．知道不同形式的能量可相互转化，在转化过程中能量总量保持不变。
有用能量守恒的观点分析物理现象的意识。
2．通过自己做小实验，发现各种现象的内在联系，体会各种形式能量之间的相互转化。
【学习过程】
一、自主学习
知识点——能量的转化与守恒
[观图助学]
以上运动中能量如何转化？
1．能量的转移与转化：能量可以从一个物体转移到其他物体，也可以从一种形式转化为为另一种形式。
2．能量守恒定律：在一个孤立系统里，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其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。
3．第一类永动机：不需要任何动力或燃料就能不停地运动的机器。
【注意】
不同形式的能——转化
同种形式的能——转移
功是能量转化的量度，热量是能量转移的量度。
二、基础自测与思考
1．（能量的转化）（多选）关于能量转化的说法中正确的是（）
A．举重运动员把重物举起来，体内的一部分化学能转化为重力势能
B．电流通过电阻丝使电能转化为内能
C．内燃机做功的过程是内能转化为机械能的过程
D．做功的过程是能量转化的过程，做了10 J功，就有10 J能量发生转化
2．（能量守恒）有关能量守恒定律，下列说法正确的是（）
A．能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化
B．能量守恒定律只适用于能量转化过程
C．“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律
D．按照能量守恒定律，宇宙中的能量总和永远不会增减
3．（能量转化）指出下列物理现象中能量转化的情况：
（1）燃料在汽缸内燃烧，汽缸内气体推动活塞运动，是________能转化为________能。
（2）给盛水的容器内的电阻丝通电，水温升高，是________能转化为________能。
（3）汽车紧急制动后在地面上滑行直到静止的过程，是________能转化为________能。
（4）跳伞运动员打开降落伞后，匀速下降阶段是________能转化为________能。
4．撑竿跳高运动的不同阶段，有不同形式的能量发生转化。
撑竿跳高过程涉及哪几种能量转化？这些能量转化是如何帮助运动员提高跳高成绩的？
5．查阅资料，了解在发电过程中能量是怎么转化的。
哪种形式的能量损失得最多？这些损失的能量最终去了哪里？请写出你的结论。
6．我们经常说“节约能量”，如关掉不使用的灯，空调温度不要设定得太低或太高等。
这些说法与本节所讲的“能量守恒”似乎有些不协调。
请你就此谈谈自己的看法。
1．如图所示的四幅图中，没有发生动能与势能相互转化的是（）
4．如图所示是太阳能LED照明路灯，LED是一种发光二极管，可以把电能直接转化成________能，太阳能是________（选填“可再生”或“不可再生”）能源，它是太阳内部氢原子核发生________（选填“裂变”或“聚变”）时释放出的核能。
5．在2016年上海的某活动中引入了全国首个户外风洞飞行体验装置，体验者在风力作用下飘浮在半空。
若减小风力，体验者在加速下落过程中（）
A．失重且机械能增加B．失重且机械能减少
C．超重且机械能增加D．超重且机械能减少
6．低碳生活是一种绿色而又环保的新型生活方式，日常生活注意节电、节油、节气、节水，从点滴做起，保护环境，保护地球。
下列关于能源与能量理解正确的是（）A．能量是守恒，没有必要提倡节约能源
B．能量耗散表明自然界的能量在利用过程中正在不断地消失
C．自然界中石油、煤炭等能源取之不尽，用之不竭，只需不断开发
D．人类应积极开发与利用风能、太阳能、潮汐能等能再生的新能源
7．目前，共享单车作为绿色出行的交通工具，成为时尚。
甲、乙两种共享单车都采用了电子锁，车锁内集成了GPS模块与联网模块等，这些模块工作时需要电能。
这两种共享单车采用了不同的方式获取电能：甲车靠小型发电机——踩动单车时，线圈在磁场中转动，产生电能，如图1所示：乙车靠车筐底部的太阳能电池板——有光照时，产生电能，如图2所示。
这两种共享单车获取电能时，都是把其他形式的能转化为电能。
关于它们的能量转化，下列说法中正确的是（）
A．都是把机械能转化为电能
B．都是把光能转化为电能
C．甲车把机械能转化为电能，乙车把光能转化为电能
D．甲车把光能转化为电能，乙车把机械能转化为电能。