能量守恒定律及能源
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。
能量守恒定律与能源
第10节能量守恒定律与能源理解领悟科学概念的作用在于它具有概括多种自然现象的能力，能量就是从千差万别的各种自然现象中抽象出来的概念。
能量从更深的层次上反映了物质运动和相互作用的本质。
能量守恒定律是人们认识自然的重要工具。
能量关系到人们的衣食住行，关系到国家的兴旺发达。
能源的开发和利用，是关系人类生存和发展的一个重大的社会问题。
我们应竖立科学的世界观，形成可持续发展的意识。
1.各种形式能量的相互转化现实生活的经验告诉我们，各种形式的能量是可以相互转化的。
例如：在摩擦生热的现象中，克服摩擦力做多少功，就有多少机械能转化成等量的内能；通过电流的导线变热，电能转化成内能；燃料燃烧生热，化学能转化成内能；灼热的灯丝发光，内能转化成光能。
实验证明，在这些转化过程中，能量都是守恒的。
2.科学家对能量守恒的探索对于能量守恒，科学家进行了长期的探索：1801年，戴维发现了电流的化学效应；1820年，奥斯特发现了电流的磁效应；1821年，塞贝克发现了温差电现象；1831年，法拉第发现了电磁感应现象；1840年，焦耳发现了电流的热效应；1842年，迈尔表述了能量守恒定律，并计算出热功当量的数值；1843年，焦耳测定了热功当量的数值。
从而，确立了电化学、电和磁、电和热、力和热等自然现象之间的联系。
1847年，亥姆霍兹在理论上概括和总结了能量守恒定律。
……发现能量守恒定律的历史表明，能量守恒定律的发现不是偶然的它是人类对自然认识发展到一定阶段的产物；除了物理学外，别的学科对能量守恒定律的发现也有贡献。
3.关于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，能量的总量保持不变。
这就是能量守恒定律。
能量守恒定律是经过人类的长期探索在19世纪确立的。
恩格斯曾经把这一定律称为“伟大的运动基本规律”，认为它的发现是19世纪连同细胞学说、达尔文的生物进化论在内的自然科学的三大发现之一。
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。
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普遍适用性。
2. 使学生掌握能源的分类、开发和利用，认识新能源的重要性。
3. 培养学生节约能源、保护环境的意识。
二、教学内容1. 能量守恒定律：能量不能被创造或消灭，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，能量的总量保持不变。
2. 能源分类：常规能源（煤炭、石油、天然气等）、可再生能源（太阳能、风能、水能、生物质能等）、新能源（核能、地热能、海洋能等）。
3. 能源开发与利用：煤炭、石油、天然气等常规能源的开发利用；太阳能、风能、水能等可再生能源的利用技术；核能、地热能、海洋能等新能源的研究与发展。
4. 能源与环境：能源开发利用对环境的影响；节能减排、低碳生活的重要性。
5. 节约能源、保护环境：培养学生的节能意识，提出节能措施；了解环保知识，提高环保意识。
三、教学重点与难点1. 教学重点：能量守恒定律的概念及其应用；能源的分类、开发与利用；新能源的特点及发展趋势。
2. 教学难点：能量守恒定律的微观解释；新能源技术的原理及应用。
四、教学方法1. 采用问题驱动的教学方法，引导学生思考和探讨能量守恒定律在实际生活中的应用。
2. 采用案例分析法，介绍各类能源的开发利用实例，使学生了解能源技术的发展。
3. 开展小组讨论，让学生分享自己的节能减排经验和想法，提高环保意识。
五、教学安排1. 课时：10课时2. 教学过程：第1课时：能量守恒定律的概念及应用第2课时：能源分类与开发利用第3课时：新能源的特点及发展趋势第4课时：能源与环境第5课时：节约能源、保护环境六、教学评价1. 评价方式：过程性评价与终结性评价相结合。
2. 评价内容：a. 学生对能量守恒定律的理解和应用能力；b. 学生对能源分类、开发与利用的了解程度；c. 学生对新能源特点和发展趋势的认识；d. 学生对节约能源、保护环境的实践行动。
《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
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。
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
能量和能量守恒定律
能量和能量守恒定律能量是物质存在的一种形式，它贯穿我们生活的方方面面。
从日常生活到科学研究，能量都是一个重要的概念。
而能量守恒定律则是描述能量的基本规律之一。
本文将探讨能量及其守恒定律的概念、应用和意义。
一、能量的概念能量是指物体或系统所具有的做功或产生热的能力。
它是物体进行运动、发光、发声等各种活动形式的基础。
根据能量所处的形式，我们可以将能量分为多种类型，如机械能、热能、化学能、电能等。
这些形式的能量可以相互转换，但总能量守恒。
二、能量守恒定律的基本原理能量守恒定律是物理学中的基本定律之一，它表明在一个孤立系统中，能量的总量是不变的。
也就是说，能量既不能被创造，也不能被消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
这个定律可以用一个简单的数学表达式来表示：能量的输入等于输出。
三、能量守恒定律的应用能量守恒定律在各个领域都有广泛的应用。
在机械领域，我们可以利用能量守恒定律来计算物体在不同位置之间的能量转移。
在热学领域，能量守恒定律可以用来解释热传导、热辐射等现象。
在化学反应中，能量守恒定律可以帮助我们计算反应的放热或吸热量。
在电学领域，能量守恒定律可以用来计算电路中的能量转化和损耗等。
四、能量守恒定律的意义能量守恒定律的意义在于揭示了自然界中一个重要的基本规律。
它告诉我们，能量是一个宝贵的资源，我们应该正确使用和节约能源。
同时，能量守恒定律也为科学研究提供了基础原理，帮助我们更好地理解和解释各种自然现象。
总结：能量和能量守恒定律是我们理解和解释物质运动和变化的重要概念。
能量通过不同形式的转化，支持着整个宇宙的运行。
能量守恒定律揭示了能量在转化过程中的不变性，具有广泛的应用和重要的意义。
我们应该始终牢记能量的守恒定律，正确对待和合理利用能源，促进可持续发展的目标。
（注：本文所述内容仅为引导性描述，实际写作时应结合题目的具体要求和相关知识，适当增加细节，以达到1500字的要求。
）。
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。
能量守恒定理与能源
• 常见功的几种功能关系 能量转化
重力做功
重力势能和其他形式的能相 互转化
弹力做功
弹性势能和其他形式的能相 互转化
合外力做功
动能和其他形式的能相互转 化
除重力、系统
• 二、对能量守恒定律的理解
•
ΔE1减＝ΔE2增
•
• (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．
能量守恒定律的应用
• 【典例2】 如图7-10-1所示，质量为m的木块 以速度v0滑上原来静止的质量为M的木板，水 平地面光滑，木块和木板间的动摩擦因数为μ， 木板长为L，当木块运动到木板的另一端时， 它们的速度分别是v1和v2，木板位移为l.求：
• (1)摩擦力分别对m、M所做的功．
• (2)m、M的动能各变化了多少？
• 【典例1】 在最近几年的夏季家电市场上出现一 个新宠“变频空调”，据专家介绍变频空调比 定频的要节能，因为定频空调开机时就等同于 汽车启动时，很耗能，是正常运行的5至7 倍．空调在工作时达到设定温度就停机，等温 度高了再继续启动．这样会频繁启动，耗电多， 而变频空调启动时有一个由低到高的过程，而 运行过程是自动变速来保持室内温度，从开机 到关机中间不停机．而是达到设定温度后就降 到最小功率运行，所以比较省电．阅读上述介 绍后，探究以下说法中合理的是
的特
•温馨提示 能量守恒定律是最普遍、最重要、 最可靠的定律之一．
• 二、能源和能量耗散
•
• 燃料燃烧时把自己的热量释放出去，电池中 的 化 学 能 转 化 为 电内能能，光它能又 通 过 灯 泡 转 化 成
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
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。
- 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)。
能增加，同时，起重机的电动 机消耗了电能。起重机钢绳的 拉力对重物做了多少功，就有 多少电能转化为机械能。
科学家们一直在关注自然现象之间的普遍联系……
1801年 戴维发现电流的化 学效应(电和化学的联系）
1821年 塞贝克发现温差 电现象(热和电的联系）
1840年 焦耳发现电流的 热效应（电和热的联系）
• 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别的物体，在转化或转移 的过程中，能量的总量保持不变。
能量守恒定律
• 能量守恒定律是经过人类的长期探索在19世纪确立的。恩格斯曾 把这一定律称为“伟大的运动基本规律”，认为它的发现是19世 纪自然科学的三大发现（细胞学说、生物进化论、能量守恒定律 ）之一。
量。在物理学中，我们把勇功物于的开路体始，才能找到成 内所有分子作无规则运动的动 能和分子势能的总和叫做物体 的内能(internal energy)。一切 物体都具有内能。
能量守恒定律
• 核能
• 核能，是核裂变能的简称。50多年 以前，科学家在的一次试验中勇发于开现始，才能找到成
功的路
铀-235原子核在吸收一个中子以后 能分裂，在放出2—3个中子的同时 伴随着一种巨大的能量，这种能量 比化学反应所释放的能量大的多， 这就是我们今天所说的核能。
能量守恒定律
• 化学能 • 化学能是物体发生化学反应时
所释放的能量，是一种很勇功隐于的开路蔽始，才能找到成 的能量，它不能直接用来做功 ，只有在发生化学变化的时候 才释放出来，变成热能或者其 他形式的能量。
能量守恒定律
• 核电站原理 • 原子弹蘑菇云
能量守恒定律
• 能量守恒定律确立的事实
永动机
能量守恒定律
• 能量有多种表现形式 • 我们在初中已经学过能量的初步知识，知道自然界存在各种不同
形式的能量—机械能（动能和势能）、电能、内能、化学能、核 能等，接触过的的声、光、热、电、磁、力等各种现象都与能量 有密切的联系。
能量守恒定律
• 机械能
能量守恒定律
• 电能
能量守恒定律
• 内能 • 内能是一种与热运动有关的能
目
标
①永动机的不可能性
不消耗任何能量却可以 源源不断地对外做功。
结论
第一类永动机 不能制成
任何一部机器，只能使 能量从一种形式转化为 另一种形式，而不能无
中生有地制造能量。
能量守恒定律
• 功能关系：功是能量转化的量度
合外力做的功 重力做的功 弹簧弹力做的功 外力（除重力、弹力）做的功 摩擦力做的功 电场力做的功
能源与能源耗散
• 能源耗散
• 燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，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光能 和内能，热和光被其他物质吸收以后转化为周围环境的内能，我们无 法把这些内能收集起来重新利用。这中现象叫能量的耗散。城市的交 通和工业急剧发展，给人们的生活带来方便的同时，也使得城市环境 过多的接受了耗散的能量，使城市环境的温度升高。
动能变化 重力势能变化 弹性势能变化 机械能变化
内能变化 电势能变化
能量守恒定律
• 功能关系： • 功是能量转化的量度 • 举重运动员把重物举起来，勇于对开重始，才能找到成
物做了功，重物的重力势能功增的路大 ，同时运动员消耗了体内的化学 能。运动员做了多少功就有多少 化学能转化为重力势能。
能量守恒定律
能量守恒定律及能源
2020/9/24
想一想
• 有人设计了这样一个装置：在一 辆车的前端固定一块铁，然后让 坐在车上的人手里举着一根勇固于开定始，才能找到成
功的路
着磁铁的长杆。当磁铁放在车的 正前方时，由于磁铁对铁有吸引 力，所以车就能够跑起来。你觉 得这种设计合理吗？
撑杆跳的几个过程她的能量的转化一样吗 ？
• 功能关系： • 功是能量转化的量度
• 列车在机车的牵引下加速勇运于开动始，才能找到成
功的路
，列车的机械能增加，同时， 机车的热机消耗了内能。牵引 力对列车做了多少功，就有多 少内能转化为机械能。
能量守恒定律
• 功能关系： • 功是能量转化的量度
• 起重机提升重物，重物的勇机于开械始，才能找到成
• 能量守恒的建立，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。
能源与能源耗散
• 能源是人类社会活动的基础
▲柴薪时期
▲煤炭时期
▲石油时期
能源与能源耗散
• 能源短缺
• 煤炭和石油是古代植物和动物的遗体在地层中经过了以系列的生 物化学变化而成，与古生物化石有些相似，所以也叫化石能源。 但随着人类的开采和利用，储藏量正在逐渐减少。石油煤炭资源 都面临枯竭。这些能源是不可再生的，一旦消耗完就不能再生。 能源的短缺和环境恶化已经成了关系到人类社会能否持续发展的 重大问题。
例题2
能源与能源耗散
• 能源耗散
• 能量耗散除了表明在能源利用的过程中不可逆转，同时也表明了 能量的利用率不是100%，即在能量的转化过程中，能量在数量上 并未减少，但可以利用的部分却减少了，有一定的损失，是不可 避免的。这就从能量转化的角度反映出了自然界中宏观过程的方 向性。能源的利用受这种方向性的制约。这就是自然界的能量虽 然守恒,但还是要节约能源的根本原因。
1843年 焦耳测定了热功 当量的数值（力和热的
联系）
1820年 奥斯特发现电流的 磁效应(电和磁的联系)
1831年 法拉第发现电磁感 应现象（电和磁的联系）
1842年 迈尔表述了能量守 恒定律，并计算出热功当量 的数值，(力和热的联系）
1847年亥姆霍兹和费曼在理论 上概括和总结能量守恒定律
能量守恒定律
用能量守恒解题步骤
• 分清有多少种形式的能（如机械能、热能、电能）在变化。 • 分别列出减小的能量△E减和增加的能量△E增的表达式。 • 列出恒等式△E减=△E增。
例题
• 根据如图所示的情景，判断图中A、B两台机器，哪台是发电机？ 哪台是电动机？并描述这一情景中所涉及的能量转化。
提示：B是发电机，A是电动机。 瀑布的水流下来将水的重力势能转化为 动能，水流推动水轮机带动发电机B转 动发电，是将机械能转化为电能，发电 机产生电流流经电动机A时，又将电能 转化为动能。