第七章第10节能量守恒定律与能源
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§7.10 能量守恒定律与能源
§7.10 能量守恒定律与能源《§710 能量守恒定律与能源》在我们生活的这个世界里，能量守恒定律就像一个默默守护着万物运行规律的神秘法则。
它简单却又无比深刻，影响着我们身边的每一个角落。
那什么是能量守恒定律呢？简单来说，就是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，而在这个转化和转移的过程中，能量的总量始终保持不变。
想象一下，你用力把一个皮球抛向空中，皮球在上升的过程中，它的速度逐渐变慢，动能在减小，但高度在增加，势能在增大。
当皮球达到最高点时，动能变为零，势能达到最大。
然后皮球开始下落，势能又逐渐转化为动能，速度越来越快。
在整个过程中，皮球的能量总量始终没有改变，只是动能和势能在不断地相互转换。
再比如，一辆汽车在行驶中，燃料燃烧产生的化学能转化为热能和机械能，机械能让汽车能够前进，而热能则通过散热等方式散失到周围环境中。
即便汽车最终停下来，能量也没有消失，只是以不同的形式存在于周围。
能量守恒定律的发现，对于人类认识世界和利用能源有着极其重要的意义。
它让我们明白，想要获得更多的某种形式的能量，就必须付出相应的代价，通过其他形式的能量转化而来。
说到能源，这可是人类社会发展的重要支撑。
从最早的木材燃烧获取热能，到煤炭、石油、天然气等化石能源的大规模使用，再到如今对太阳能、风能、水能等可再生能源的不断探索和开发，能源的发展历程也是人类文明进步的一个重要标志。
化石能源在过去的几个世纪里为人类社会的发展做出了巨大的贡献。
它们能量密度高，使用方便，使得工业生产得以大规模进行，交通运输变得更加便捷，人们的生活水平得到了极大的提高。
但同时，过度依赖化石能源也带来了一系列严重的问题。
首先，化石能源是有限的。
随着人类的不断开采和使用，它们的储量越来越少。
按照目前的消耗速度，煤炭、石油和天然气在未来几十年到几百年内可能就会枯竭。
这就迫使我们必须寻找新的能源来满足未来的需求。
新人教 必修二高中物理7.10《能量守恒定律与能源》课件
二、能源和能量耗散
1. 能源：指能够提供可利用能量的物质。 2. 人类利用能源大致经历了三个时期，即柴薪时期，煤 炭时期，石油时期。
3. 能量耗散：内能一旦流散出去，就无法自动聚集起来 供人类重新利用。
能量耗散表明
在能源利用的过程中，即在能量的转化过程中，能量 在数量上并没有减少。但是在可利用的品质上降低了，从 便于利用变为不便于利用了。这是节约能源的根本原因。
第七章：机械能守恒定律
第 10 节：能量守恒定律与能源
1.了解各种不同形式的能,知道能量是一个重要的物理量。
2.知道确立能量守恒定律的两类重要事实。
3.能够叙述能量守恒定律的内容,会用能量守恒的观点分析、 解释一些实际问题。
4.认识建立能量守恒定律的重大意义。
5.了解能量耗散,了解自然界宏观过程中能量守恒以及能量转 化和转移的方向性,认识提高能量利用效率的重要性。
1. 下列说法中正确的是 ( ABCD )
A. 不同形式能量的转化是通过做功来实现的 B. 做功的过程总是伴随着能量的转化（或转移） C. 某种形式的能量增加 10 J，一定有其他形式的能量 减少 10 J D. 某个物体的能量减少 10 J，一定有其他物体的能量 增加 10 J
2. 自由摆动的秋千幅度越来越小，直至最后停止摆动，
对于该过程，下列说法正确的是 ( C )
A. 机械能守恒 B. 能量正在消失 C. 减少的机械能转化为内能 D. 只有动能和势能相互转化
3. 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 ( B )
A. 重力势能减小，动能不变，机械能减小，总能量减小 B. 重力势能减小，动能增加，机械能减小，总能量不变 C. 重力势能减小，动能增加，机械能增加，总能量增加 D. 重力势能减小，动能增加，机械能守恒，总能量不变
18-19 第7章 10.能量守恒定律与能源
究
• 攻
(5)电能、焦炭、氢能属于一次能源．
重
难
(6)冒起的煤烟和散开的炭灰可以重新合成一堆煤炭．
当
堂
达
标
( √)
• 固
双
( √) 基
( ×)
课
( √)
时 分
( ×)
层 作
业
( ×)
返 首 页
自
当
主
堂
预
达
习 •
2．煤、石油、天然气和生物质能作为能源的共同特点是( )
标 •
探
固
新
A．都为可再生能源，取之不尽，用之不竭
难
返 首 页
自
如图 7-10-5 所示，电动机带动水平传送带以速度 v 匀速传动，一 当
主
堂
预 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 达
习
标
• 探
数为 μ，当小木块与传送带相对静止时，求：
• 固
新
双
知
(1)小木块的位移；
基
(2)传送带转过的路程；
合
作 探
(3)小木块获得的动能；
＝mgh 和 Ek＝12mv2 知，其重力势能增加，动能增加，故机械能增加，D 正确．]
课 时 分 层 作 业
难
返 首 页
自
4．一个盛水袋，某人从侧面缓慢推装液体的袋壁使它变形至如图 7-10-2 当
主 预
所示位置，则此过程中袋和液体的重心将(
)
堂 达
习
标
•
•
探 新
A．逐渐升高
固 双
知
基
B．逐渐降低
课 时 分 层 作 业
课件人教版高中物理必修2 第七章第10节能量守恒定律与能源
)
(2)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．( )
(3)在水平路面行驶的汽车，关闭油门后慢慢停下来，说明能 量正在消失．(
提示：(1)×
)
(3)×
(2)×
栏目 导引
第七章
机械能守恒定律
二、能源和能量耗散 1．能量耗散：燃料燃烧时把自己的热量释放出去，电池中的
提示：(1)√
(2)×
(3)×
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第七章
机械能守恒定律
知识点一
能量守恒定律的应用
1．适用范围：能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律，是各 种自然现象中普遍适用的一条规律． 2．表达式 (1)E 初＝E 末和． (2)Δ E 增＝Δ E 减，增加的那些能量的增加量等于减少的那些 能量的减少量．
W 弹＝Ep1－Ep2
栏目 导引
第七章
机械能守恒定律
功 合力做功 除重力(或系 统内弹力)外 其他力做功 正功 负功 正功 负功
能的变化 动能增加 动能减少 机械能增加 机械能减少 动能 变化 机械 能变 化
表达式 W 合＝ Ek2－Ek1
W 外＝E2－E1
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第七章
机械能守恒定律
(多选 )(2016· 桂林高一检测 )如图 所示，高 h＝2 m 的曲面固定不动．一个 质量为 1 kg 的物体，由静止开始从曲面 的顶点滑下，滑到底端时的速度大小为 4 m/s.g 取 10 m/s2.在此过程中，下列说法正确的是( A．物体克服摩擦力做功 20 J B．物体的动能增加了 8 J C．物体的重力势能减少了 20 J D．曲面对物体的支持力对物体不做功
栏目 导引
第七章
机械能守恒定律
课件8： 7.10 能量守恒定律与能源
答案： AC
[变式训练] 1．行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下来；流星在夜空 中坠落并发出明亮的光焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落 过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流。上述不同现象中所包含的相 同的物理过程是( ) A．物体的动能转化为其他形式的能 B．物体的势能转化为其他形式的能 C．物体的机械能转化为其他形式的能 D．其他形式的能转化为物体的机械能
1 从 A 到 C 有 mgh＝Wf＋Ep，从 C 到 A 有2mv2＋Ep＝mgh＋Wf，联立
1
1
解得：Wf＝4mv2，Ep＝mgh－4mv2，所以 B 正确，C 错误；根据能量
1
1
守恒，从 A 到 B 有 mgh1＝2mvB2 1＋ΔEp1＋Wf1，从 C 到 B 有2mv2＋ΔEp2
1
1
＝2mvB2 2＋Wf2＋mgh2，又有2mv2＋Ep＝mgh＋Wf，联立可得 vB2>vB1，
1 C．F 与 Ff 对物体做的功等于物体机械能的增量，即(F－Ff)h＝2 mv2＋mgh D．物体所受合力做的功，等于物体动能的增量，即
1 (F－Ff－mg)h＝2mv2
解析： 根据动能定理，物体所受合力做的功，等于物体动能的 1
增量，即(F－Ff－mg)h＝2mv2，故选项 A 错误，D 正确；除重 力、弹力之外的其他力所做的功等于物体机械能的变化量，即(F 1
1 由能量守恒定律得2mv2＝Ep＋μmgd 以上各式联立得 Ep＝mgh－μmgd。 (3)物块 A 被弹回的过程中，克服摩擦力所做的功仍为 W＝μmgd 由能量守恒定律得 Ep＝μmgd＋mgh′ 所以物块 A 能够上升的最大高度为 h′＝h－2μd。
答案： (1) 2gh (2)mgh－μmgd (3)h－2μd
[变式训练] 1．行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下来；流星在夜空 中坠落并发出明亮的光焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落 过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流。上述不同现象中所包含的相 同的物理过程是( ) A．物体的动能转化为其他形式的能 B．物体的势能转化为其他形式的能 C．物体的机械能转化为其他形式的能 D．其他形式的能转化为物体的机械能
1 从 A 到 C 有 mgh＝Wf＋Ep，从 C 到 A 有2mv2＋Ep＝mgh＋Wf，联立
1
1
解得：Wf＝4mv2，Ep＝mgh－4mv2，所以 B 正确，C 错误；根据能量
1
1
守恒，从 A 到 B 有 mgh1＝2mvB2 1＋ΔEp1＋Wf1，从 C 到 B 有2mv2＋ΔEp2
1
1
＝2mvB2 2＋Wf2＋mgh2，又有2mv2＋Ep＝mgh＋Wf，联立可得 vB2>vB1，
1 C．F 与 Ff 对物体做的功等于物体机械能的增量，即(F－Ff)h＝2 mv2＋mgh D．物体所受合力做的功，等于物体动能的增量，即
1 (F－Ff－mg)h＝2mv2
解析： 根据动能定理，物体所受合力做的功，等于物体动能的 1
增量，即(F－Ff－mg)h＝2mv2，故选项 A 错误，D 正确；除重 力、弹力之外的其他力所做的功等于物体机械能的变化量，即(F 1
1 由能量守恒定律得2mv2＝Ep＋μmgd 以上各式联立得 Ep＝mgh－μmgd。 (3)物块 A 被弹回的过程中，克服摩擦力所做的功仍为 W＝μmgd 由能量守恒定律得 Ep＝μmgd＋mgh′ 所以物块 A 能够上升的最大高度为 h′＝h－2μd。
答案： (1) 2gh (2)mgh－μmgd (3)h－2μd
课件6： 7.10 能量守恒定律与能源
题型3•开放·探究 例 3.液体能够沿着很细的毛细管上升一段距离而高出原来的液 面，这种现象叫做毛细现象。棉线浸在煤油中，煤油会沿着棉 线上升一段较大的高度，有人根据这一现象制造了一台可以源 源不断地对外做功的机器，如图所示。试根据能的转化和守恒 定律，分析说明这台装置能够正常工作吗？若不能正常工作， 原因可能出现在哪里？
答案：(1)3.125 s (2)12.5 J
点评：传送带模型问题的分析流程：
变式 2.如图所示，质量为 M 的小车静止放在光滑的水平面上，质 量为 m 的物体(可视为质点)放在小车的一端。受到水平恒力 F 作 用后，物体由静止开始运动，设小车与物体间的摩擦力为 Ff ，车 长为 L，车发生的位移为 s 时，物体从小车一端运动到另一端，下 列说法正确的是 ( )
解析：由能量转化和守恒定律可知，小孩在下滑过程中总能量 守恒，故A、C均错；由于摩擦力要做负功，机械能不守恒， 故D错；下滑过程中重力势能向动能和内能转化，故只有B正 确。
二、能的转化和守恒定律的应用 1．表达式ΔE1减＝ΔE2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
A．物体具有的动能为(F－ Ff )(s＋L) B．小车具有的动能为 Ff s C．这一过程中物体与车之间产生的热量为 Ff (s＋L) D．物体克服摩擦力所做的功为Ff (s＋L)
答案：ABD
解析：物体受到重力、支持力、拉力和摩擦力，根据动能定理， 有ΔEk＝(F－ Ff )(L＋s)，故A正确；小车受到重力、支持力、压 力和摩擦力，根据动能定理，有ΔEk′＝ Ff s，故B正确；物体在 摩擦力作用下前进的距离为(L＋s)，物体克服摩擦力所做的功 为W克＝ Ff (L＋s)，故D正确；根据功能关系，小物体和木板系 统 增 加 的 内 能 等 于 它 们 相 对 运 动 克 服 摩 擦 力 做 的 功 ， 即 Q ＝ Ff L，故C错误。
高中物理 第七章 机械能守恒定律 第10节 能量守恒定律与能源课件 高中物理课件
2021/12/10
第二十三页，共三十七页。
2．(多选)一质量为 m 的物体，在距地面高 h 处以13g 的加速度由静
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
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2021/12/10
第十一页，共三十七页。
[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
C．撤去拉力，重物 P 在任一段运动过程中，重力势能的增加量 一定等于弹性势能的减少量
D．撤去拉力，重物 P 在某段运动过程中，重力势能的增加量可 能等于弹性势能的减少量
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第十六页，共三十七页。
解析：选 BD 向下拉的某段过程中，弹簧的拉力等于重力 和外力的和，重力势能的减少量一定小于弹性势能的增加 量，故 A 错误，B 正确；撤去拉力，重物 P 在运动过程中， 重力和弹簧的弹力做功，弹性势能的减小量等于重力势能 的增加量和重物动能的增加量的和，故 C 错误；撤去拉力 后，若某段运动过程中，重物 P 的动能变化量为 0，则重 力势能的增加量等于弹性势能的减小量，故 D 正确。
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第十三页，共三十七页。
1．(多选)行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜
7-10 能量守恒定律与能源-高中物理课件(人教版必修二)
在一定条件下，各种形式的能量可以相互转化和转移 能量转移：例如运动的甲钢球碰击静止的乙钢球、在热传递过程中等等。
特点：能量的形式没有变
能量转化：例如小朋友滑滑梯、水力发电、火力发电、电流通过电热器 时等等。 特点：能量的形式发生变化
例1.指出下列现象中能量的转化或转移情况： （1）人在跑步时，身体发热（ 化学能转化为内能 ） （2）风吹动帆船前进（ 风的机械能转移到帆船上 ） （3）放在火炉旁的冷水变热（ 内能由火炉转移给水 ） （4）电流通过灯泡，灯泡发光（ 电能转化为光能） （5）植物进行光合作用（ 光能转化为化学能 ）
证明
∵ W合 = WG + W弹 + W其他 = ΔE动 又ΔE = ΔE重 + ΔE弹 + ΔE动 WG = -ΔE重, W弹 = -ΔE弹. ∴ W其他 = ΔE
当WG外＞0时，△E＞0，机械能增加
当WG外＜0时，△E＜0，机械能减少
【深化理解】
(1)能量既可通过做功的方式实现不同形式的能量之间的转化,也可在同一物 体的不同部分或不同物体间进行转移。
解：根据动能定理，有
WG W f
1 2
mv22
1 2
mv12
取地面为参考平面，有：
WG mgh1 mgh2
Wf
1 2
mv22
1 2
mv12
mgh2
mgh1
1 2
mv22
mgh2
1 2
mv12
mgh1
E2
E1
E
1.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 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
课件3：7.10能量守恒定律与能源
答案 D
借题发挥 利用能量守恒定律解题的基本步骤 1．分清有哪几种形式的能(如机械能、内能、电能等) 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．
探究2、功和能的关系 功和能的区别与联系
功是过程量，能是状态量．只能说处于某一状态的 区别 物体(或系统)具有多少能，而不能说这个物体(或系
(1)传送带对小物体做了多少功？ (2)小物体由A点传送到B点的过程中，传送带对小物 体摩擦力的最大功率Pm是多大？ (3)为传送小物体，电动机额外需做多少功？(g取10 m/s2)
解析 (1)小物体刚放到传送带上时，其受力情况如图 所示，小物体沿传送带做匀加速直线运动．由牛顿第 二定律得：
Ff1－mg sin 30°＝ma1，① 且Ff1＝μmg cos 30°，②
解析 永动机是指不消耗或少消耗能量而可以大量对外做功的 装置，历史上曾出现过各式各样的所谓永动机的发明，结果都 以失败告终，原因就是违背了能量转化和守恒定律．人类只能 发现规律、利用规律，但绝不可以创造规律、改变规律、违背 规律行事，即使以后科技再发达，也要受自然规律的制约，所 以永动机是永远不可能制成的，A错．太阳辐射大量的能量， 地球只吸收了极小的一部分，就形成了风、云、雨、雪，使万 物生长，但辐射到宇宙空间的能量也没有消失，一定是转化成 了别的能量，B错．马和其他动物，包括人，要运动，必须消 耗能量，运动的能量来源是食物中储存的化学能，C对．
效果自查
1．下列说法正确的是
( )．
A．随着科技的发展，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”违背了能量转化和守恒定
借题发挥 利用能量守恒定律解题的基本步骤 1．分清有哪几种形式的能(如机械能、内能、电能等) 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．
探究2、功和能的关系 功和能的区别与联系
功是过程量，能是状态量．只能说处于某一状态的 区别 物体(或系统)具有多少能，而不能说这个物体(或系
(1)传送带对小物体做了多少功？ (2)小物体由A点传送到B点的过程中，传送带对小物 体摩擦力的最大功率Pm是多大？ (3)为传送小物体，电动机额外需做多少功？(g取10 m/s2)
解析 (1)小物体刚放到传送带上时，其受力情况如图 所示，小物体沿传送带做匀加速直线运动．由牛顿第 二定律得：
Ff1－mg sin 30°＝ma1，① 且Ff1＝μmg cos 30°，②
解析 永动机是指不消耗或少消耗能量而可以大量对外做功的 装置，历史上曾出现过各式各样的所谓永动机的发明，结果都 以失败告终，原因就是违背了能量转化和守恒定律．人类只能 发现规律、利用规律，但绝不可以创造规律、改变规律、违背 规律行事，即使以后科技再发达，也要受自然规律的制约，所 以永动机是永远不可能制成的，A错．太阳辐射大量的能量， 地球只吸收了极小的一部分，就形成了风、云、雨、雪，使万 物生长，但辐射到宇宙空间的能量也没有消失，一定是转化成 了别的能量，B错．马和其他动物，包括人，要运动，必须消 耗能量，运动的能量来源是食物中储存的化学能，C对．
效果自查
1．下列说法正确的是
( )．
A．随着科技的发展，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”违背了能量转化和守恒定
高中物理第7章机械能守恒定律第10节能量守恒定律与能
摩擦生热及产生内能的有关计算
[要点归纳] 1.系统内一对静摩擦力即使对物体做功，但由于相对位移为零
而没有内能产生，只有物体间机械能的转移。 2.作用于系统的滑动摩擦力和物体间相对滑动的距离的乘积，
在数值上等于滑动过程产生的内能。即Q＝F滑x相对，其中F滑 必须是滑动摩擦力，x相对必须是两个接触面的相对滑动距离 (或相对位移)。
3.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 大自然普遍和谐性的一种表现形式。
思维拓展 “神舟十号”飞船返回舱进入地球大气层以后，由于它的高速
下落，而与空气发生剧烈摩擦，返回舱的表面温度达到1 000 摄氏度。
图1
(1)进入大气层很长一段时间，返回舱加速下落，返回舱表 面温度逐渐升高。该过程动能和势能怎么变化？机械能守 恒吗？ (2)返回舱表面温度越高，内能越大。该过程中什么能向 什么能转化？机械能和内能的总量变化呢？ 答案 (1)势能减少 动能增加 机械能不守恒 (2)机械能转化为内能 不变
二、能源和能量耗散 阅读教材第82页“能源和能量耗散”部分，知道能量耗散的原 因，了解能量转化的方向性。
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。
1.能源与人类社会：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。
人教版高中物理必修二第七章7.10能量守恒定律与能源课件
三思、考不:各同种情情势势的的能能量量之之间间可有以什产么生联转系化？
水电特站别说明：能量之间的转化是通过做功来实内燃现机车 的，功是能量转化的量度。 几种具体体现： 1. ∆Ep=− WG 2. ∆Ek=W合 3. ∆E=W其他
太阳能发电塔
水果电池
即时演练
行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下来；流 星在夜空中坠落，并发出明亮的火焰；降落伞在空中 匀速降落。上述不同现象中所包含的相同的物理过程
（五）能量守恒定律
4.应用
【例题2】一颗质量为m1=2g的子弹以v1=300m/s的水平速度， 射入静置于光滑水平面上的、质量为m2=298g的木块中，并 且最终和木块一道以v2=2m/s的速度沿水平面匀速运动。求： 在此过程中，由子弹和木块组成的系统中产生的热量。
解析：经分析可知，在此过程中系统的机械能（即动能）
1.内容
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种情势 转化为另一种情势，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
E末= E初 或∆E增= ∆E减
3.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，是大自然普遍 和谐性的一种表现情势。
点C施加竖直向下的拉力F，缓慢地将它拉直。试分析在
此过程中绳索重心位置的变化情况。 解析：根据功能关系及能量守恒定律 A
可知，在此过程中，拉力做正功，要 消耗某种情势的能量，而消耗的能量
C
BFLeabharlann 将转化为绳索的机械能，也即重力势能，这意味着绳索的重力势能将
增加。因此，在此过程中，绳索的重心位置将不断升高。
①常规能源：如煤、石油、天然气等。 ②新能源：如核能、太阳能、风能、地热能等。 （2）按获取方式分类 ①一次能源：如煤、石油、天然气等。 ②二次能源：如电能、焦炭等。 （3）按能否再生分类 ①不可再生能源：如煤、石油、天然气等。 ②可再生能源：如风能、水能等。
【人教版】【必修2】第七章第10节能量守恒定律与能源
加强自身建设，增强个人的休养。202 0年12 月15日 上午7时 53分20 .12.152 0.12.15
追求卓越，让自己更好，向上而生。2 020年1 2月15 日星期 二上午7 时53分 54秒07 :53:542 0.12.15
严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020 年12月 上午7时 53分20 .12.150 7:53De cember 15, 2020
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20. 12.1507 :53:540 7:53De c3:5407:53:5 407:53 Tuesday , December 15, 2020
不可麻痹大意，要防微杜渐。20.12.15 20.12.1 507:53:5407:5 3:54De cember 15, 2020
好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。上 午7时53 分54秒 上午7 时53分0 7:53:54 20.12.1 5
一马当先，全员举绩，梅开二度，业 绩保底 。20.12. 1520.1 2.1507:5307:53 :5407:5 3:54De c-20
牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。202 0年12 月15日 星期二7 时53分 54秒T uesday , December 15, 2020
追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2 020年1 2月15 日星期 二上午7 时53分 54秒07 :53:542 0.12.15
严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020 年12月 上午7时 53分20 .12.150 7:53De cember 15, 2020
作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2 020年1 2月15 日星期 二7时53 分54秒 07:53:5 415 December 2020
课件9：7.10能量守恒定律与能源
功的大小为 B,重力做功的大小为 C,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
,滑块的重力势能的改变等于
,滑块机械能(指
动能与重力势能之和)的改变等于
。
解析:根据功能关系,动能的改变等于外力做功的代数和,其中做 负功的有空气阻力,斜面对滑块的作用力(因弹力不做功,实际上为 摩擦阻力做的功),因此 ΔEk=A-B+C-D;重力势能的减少等于重力做 的功,因此 ΔEp=-C;滑块机械能的改变等于重力之外的其他力做的 功,因此 ΔE=A-B-D。
地球表面每分钟每平方厘米获得的能量为1.32×6×101203 J=4.2 J。
(2)以太阳为球心,以日地距离 r 为半径作一个球面,根据上述 观测,在此球面的每平方厘米面积上每秒接收到的太阳能(即射到大 气顶层的太阳能)为(4.2÷43%÷60) J≈0.163 J。
太阳是向四面八方均匀辐射的,上述球面每秒接收到的太阳能 即为太阳的辐射功率 P。
要点突破探究
一、 对功能关系的理解
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(或转移)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 (或转移)。
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:
思考探究 1.如何理解能量“转化”“转移”与守恒的关系? 答案:(1)某种形式的能量减少,一定存在另外形式的能量增加, 且减少量和增加量相等。 (2)某个物体的能量减少,一定存在别的物体的能量增加,且减少 量和增加量相等。
2.说明下列现象中能量是怎样转化的。 (1)水平公路上行驶的汽车,发动机熄火之后,速度越变越小,最 后停止。 (2)在阻尼振动中,单摆摆动的幅度越来越小,最后停下来。 (3)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。 (4)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。
7.10能量守恒定律与能源
W总 EK
（3）只有重力或弹力做功的系统，机械能守恒，即Fra bibliotekE1 E2
（4）除重力和弹力以外的其它力做的总功，等 于系统机械能的变化量，即
W其它 E
（5）一对滑动摩擦力对系统做的总功等于系统 内能的增加，即
fs相对 Q
动能的改变等于多少？
重力势能的改变等于多少？
机械能的改变等于多少？
如图所示，木块静止在光滑水平面上，质量为m 的子弹水平射入木块的深度为d时，子弹与木块相对 静止，在子弹射入木块的过程中，木块移动的距离为
L，木块对子弹的平均阻力为f，那么在这一过程中
A、木块的动能增量为 f L
B、子弹的动能减少量为 f（L+d）
10 第七章 机械能守恒定律 能量守恒定律与能源
一、能量守恒定律与能源
阅读课本81页、82页，回答下列问题。 1、能量守恒定律的内容
2、导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实？ 3、机械能守恒定律发现过程中，有突出贡献的 三位科学家？ 4、人类对能源的利用经历了哪三个时期？
5、自然界的能量是守恒的为什么我们还要节约 能源？
二、功能关系（力学领域）
1. WG= EP 2. W弹= EP 3. W总= EK 4. 其它力做的功（重力、弹力 以外的力）与机械能的变化之间 的关系：W其它= E
一小滑块放在如图所示的凹形弧面上，用力 F沿斜面向下拉小滑块，小滑块沿弧面运动了一 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，滑块的
C、系统机械能的减少量为 f d
Ld
D、系统机械能的减少量为 f（L+d）
（3）只有重力或弹力做功的系统，机械能守恒，即Fra bibliotekE1 E2
（4）除重力和弹力以外的其它力做的总功，等 于系统机械能的变化量，即
W其它 E
（5）一对滑动摩擦力对系统做的总功等于系统 内能的增加，即
fs相对 Q
动能的改变等于多少？
重力势能的改变等于多少？
机械能的改变等于多少？
如图所示，木块静止在光滑水平面上，质量为m 的子弹水平射入木块的深度为d时，子弹与木块相对 静止，在子弹射入木块的过程中，木块移动的距离为
L，木块对子弹的平均阻力为f，那么在这一过程中
A、木块的动能增量为 f L
B、子弹的动能减少量为 f（L+d）
10 第七章 机械能守恒定律 能量守恒定律与能源
一、能量守恒定律与能源
阅读课本81页、82页，回答下列问题。 1、能量守恒定律的内容
2、导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实？ 3、机械能守恒定律发现过程中，有突出贡献的 三位科学家？ 4、人类对能源的利用经历了哪三个时期？
5、自然界的能量是守恒的为什么我们还要节约 能源？
二、功能关系（力学领域）
1. WG= EP 2. W弹= EP 3. W总= EK 4. 其它力做的功（重力、弹力 以外的力）与机械能的变化之间 的关系：W其它= E
一小滑块放在如图所示的凹形弧面上，用力 F沿斜面向下拉小滑块，小滑块沿弧面运动了一 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，滑块的
C、系统机械能的减少量为 f d
Ld
D、系统机械能的减少量为 f（L+d）
7.10_能量守恒定律与能源课件
分析：根据动能定理， 分析：根据动能定理，有
1 2 1 2 WG + W f = mv2 − mv 1 2 2
下落过程中重力对物体做功， 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。 上等于物体重力势能的变化量。取地面为参考 平面， 平面，有：
WG = mgh − mgh 1 2
第七章《机械能及其守恒定律》 第七章《机械能及其守恒定律》
7.10 能量守恒定律与能源
知识回顾
EP = mgh 重力势能
势能
1 2 弹性势能 弹性势能 EP = kx 2 1 2 Ek = mv 2
动能
机械能
能 量
一、能量的概念 能量的概念 一个物体能够对外做功， 一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具 有能量。 有能量。 二、能量的多样性 对应于不同的运动形式， 对应于不同的运动形式，能的形式也是多种多 的 ．
通过以上分析我们知道了： 通过以上分析我们知道了：
能量的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。 映出自然界中宏观过程的方向性。 正是因为能量转化的方向性， 正是因为能量转化的方向性，能 量的利用受这种方向性的制约， 量的利用受这种方向性的制约，所 以能量的利用是有条件的， 以能量的利用是有条件的，也是有 代价的． 代价的．
学 以 致 用
下列说法中正确的是（ 下列说法中正确的是（ ABCD）
A. 不同形式能量的转化是通过做功来实现的 B. 做功的过程总是伴随着能量的转化（或转移） 做功的过程总是伴随着能量的转化（或转移） C. 某种形式的能量增加10J，一定有其他形式的 某种形式的能量增加10J， 能量减少10J 能量减少10J D. 某个物体的能量减少10J，一定有其他物体的 某个物体的能量减少10J， 能量增加10J 能量增加10J
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2．合作探究——议一议
结束
(1) 一个叫丹尼斯·李(Dennis Lee)的美国人在《美
国今日》《新闻周刊》等全国性报刊上刊登大幅
广告，在全美各地表演，展示其号称无需任何
能源的发电机。
你认为这种发电机能造出来吗？
提示：不能。能量守恒定律是自然界最普遍、最重要、最可靠
的规律之一，物体间只能发生能量的转化或转移，但总能量不
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利用能量转化与转移解题的两点注意 (1)能量既可通过做功的方式实现不同形式的能量之间的 转化，也可在同一物体的不同部分或不同物体间进行转移。 (2)能量在转化与转移过程中，能量的总量保持不变。利用 能量守恒定律解题的关键是正确分析有多少种能量变化，分析 时避免出现遗漏。
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结束
1．自主思考——判一判
(1)当一个物体的能量减少时，一定有其他物体的能量增多。 (√ )
(2)做功越多，能量的转化也越多。
(√ )
(3)外力对物体不做功，这个物体就没有能量。
(× )
(4)煤、石油、天然气属于常规能源。
(√ )
(5)电能、焦炭、氢能属于一次能源。
(× )
(6)冒起的煤烟和散开的炭灰可以重新合成一堆煤炭。
有同种液体，液体质量为 m。在管口右端用盖板 A
密闭，两边液面高度差为 h，U 形管内液体的总长
度为 4h，先拿去盖板，液体开始运动，由于管壁
的阻力作用，最终管内液体停止运动，则该过程
中产生的内能为
()
A．116mgh
B．18mgh
C．14mgh D．12mgh
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[审题指导]
结束
3．能量耗散反映了能量转化的宏观方向性，所以 能源的利用是有条件的，也是有代价的，自然 界的能量虽然守恒，但还是要节约能源。
4．功和能量的关系：功是能量转化的量度。
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结束
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_不__可__能__性。 (2)发现了各种自然现象之间能量的 相互联系 与 转化 。
提示：①我国的能源结构主要以煤为主；我国的能源消耗中不可 再生能源占据的比例过大，结构不合理；我国能源消耗中可再生 能源的比例过小。 ②建议：节能降耗；开发新能源；开发可再生能源(如太阳能、 风能等)。
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结束
能量守恒定律的应用
1．适用范围 能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律，是各种自然现象中普遍 适用的一条规律。 2．表达式 (1)E 初＝E 末，初状态各种能量的总和等于末状态各种能量的总和。 (2)ΔE 增＝ΔE 减，增加的那些能量的增加量等于减少的那些能量的 减少量。
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1．(多选)行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜
空中坠落并发出明亮的火焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁
在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流。上述不同现象中
所包含的相同的物理过程是
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二、能源和能量耗散 1．能源与人类社会
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。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__，热和光被其他物体吸收之后变成周围环境 的_内__能__，我们无法把这些散失的能量收集起来重新利用。
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结束
3．应用步骤 (1)明确研究对象及研究过程。 (2)明确该过程中，哪些形式的能量在变化。 (3)确定参与转化的能量中，哪些能量增加，哪些能量减少。 (4)列出增加的能量和减少的能量之间的守恒式(或初、末状态 能量相等的守恒式)。
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结束
[典例] 如图所示，一个粗细均匀的 U 形管内装
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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。
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结束
2．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．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 遍和谐性的一种表现形式。
变，任何不消耗其他能量而源源不断地产生电
能，违背了能量守恒，因此这种发电机不能制造出来。
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(2)如图所示是我国能源结构的统计图，
结束
请根据此图数据完成下面两个问题：
①总结出我国能源结构或能源现状的规律。
②试着提出解决这种现状的合理化建议。
第 10 节
结束
能量守恒定律与能源
1．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，这个规律叫做能量守恒 定律。
2．能量耗散是指可利用的能源最终变成了周围环 境的内能，我们无法把这些散失的能量收集起 来重新利用。
(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