能量守恒定律 教學(xué)用

能量守恒定律夾子打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶重物？鐵架臺(tái)當(dāng)物體只有重力做功時(shí)，重力勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能保持不變。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：（1）實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)記時(shí)器的安裝，紙帶和限位孔必須在同一豎直線上，以減少摩擦力．（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須先接通電源，讓打點(diǎn)記時(shí)器工作正常后才松開(kāi)紙帶讓重錘下落．（3）打點(diǎn)記時(shí)器必須接50Hz交流低壓電源.（4）挑選一條點(diǎn)跡清晰且第1、2點(diǎn)間距約為2mm的紙帶進(jìn)行測(cè)量。（5）實(shí)驗(yàn)中，只要驗(yàn)證gh是否等于v2/2即可，不用測(cè)重錘的質(zhì)量。誤差分析：由于重錘克服阻力作功，所以動(dòng)能增加量略小于重力勢(shì)能減少量。實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)：

質(zhì)量為m的物體自由下落過(guò)程中，經(jīng)過(guò)高度h1的A點(diǎn)時(shí)速度為v1，下落至高度h2的B點(diǎn)處速度為v2，不計(jì)空氣阻力，試分析物體下落過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化情況？h1v1v2mh2ABh1V1h2V2AB②由重力做功與重力勢(shì)能關(guān)系①A→B動(dòng)能定理：③由以上兩式：即：v1彈簧的彈性勢(shì)能與小球的動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化v2x一、機(jī)械能守恒定律：在只有重力（或彈力）做功的情形下，物體的動(dòng)能和重力（彈性）勢(shì)能可以發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變。（二）條件：

1、只有重力和彈力做功。

2、只發(fā)生動(dòng)能和勢(shì)能間的相互轉(zhuǎn)化。（一）表達(dá)式：（三）對(duì)機(jī)械能守恒定律條件的理解：（3）、物體除受重力外還受其它力，其他力也做功，但其它力做功的代數(shù)和為零。ABvv（1）、物體只受重力，不受其它力；（2）、物體除受重力外還受其它力，但其他力不做功；v1vG（1）確定研究對(duì)象和研究過(guò)程；（四）應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題的一般步驟：（2）對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，明確各個(gè)力的做功情況，判斷是否符合機(jī)械能守恒的條件；（3）若符合，恰當(dāng)?shù)倪x取零勢(shì)能面，確定物體初、末狀態(tài)的機(jī)械能；（4）根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程求解。

例題1.在下面各個(gè)實(shí)例中，除1外都不空氣阻力，判斷哪些機(jī)械能是守恒的，并說(shuō)明理由。

1.傘兵帶著張開(kāi)的降落傘在空氣中勻速下落。

解析：機(jī)械能不守恒，因?yàn)槌亓ψ龉ν?，降落傘還要克服空氣阻力做功。2.拋出的手榴彈做拋物線運(yùn)動(dòng)。解析：機(jī)械能守恒，因?yàn)槌苤亓ν猓瑳](méi)有其它力對(duì)手榴彈做功。

3.物體沿著光滑的曲面滑下。解析：機(jī)械能守恒，因?yàn)槌亓ψ龉ν?，曲面彈力始終與位移垂直，不做功。4.拉著物體沿著光滑的斜面勻速上升。解析：機(jī)械能不守恒，因?yàn)槌亓ν?，還有拉力對(duì)物體做功。

5.在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)的小球碰到一個(gè)彈簧，把彈簧壓縮后，又被彈回來(lái)。解析：機(jī)械能守恒，因?yàn)槌龔椈蓮椓ν?，沒(méi)有其它力對(duì)小球做功。6.用細(xì)繩拴著一個(gè)小球，使小球在光滑水平桌面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。解析：機(jī)械能守恒，因?yàn)樾∏蛟谒矫嫔线\(yùn)動(dòng),重力和支持力不做功,重力勢(shì)能不變;繩的拉力始終與位移垂直，也不做功，小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能也不變。7.套在光滑圓環(huán)上的小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)使小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。解析：機(jī)械能守恒，因?yàn)槌亓ν?，環(huán)的彈力不做功。小球的動(dòng)能和重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能保持不變。例題TmgvBAOLC二、能量守恒定律（2）一個(gè)物體能量的增加，必然存在其他物體能量的減少，且這個(gè)物體能量的增加量等于其他物體能量的減少量1、內(nèi)容：能量既不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或叢一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化過(guò)程中其總量保持不變。2、對(duì)能量守恒定律的理解：（1）一種能量的增加，必然存在其他能量的減少，且這種能量的增加量等于其它能量的減少量；一、能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性1．能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性自然界實(shí)際進(jìn)行的與熱現(xiàn)象有關(guān)的一切宏觀過(guò)程都是有_____性的不可逆的過(guò)程．方向(1)機(jī)械能與內(nèi)能間轉(zhuǎn)化的方向性：_______可以完全轉(zhuǎn)化為_(kāi)____，反過(guò)來(lái)，____不可能_____地、并不引起任何變化地完全變?yōu)闄C(jī)械能．(2)熱傳遞過(guò)程中的方向性：在熱傳遞的過(guò)程中，內(nèi)能總是_____地從______物體向_____物體轉(zhuǎn)移，而不可能______地從_____物體向______物體轉(zhuǎn)移．2．熱機(jī)的效率熱機(jī)是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，它從高溫?zé)嵩次諢崃浚徊糠钟脕?lái)做功，同時(shí)向低溫?zé)嵩捶懦鰺崃浚男蔩_______達(dá)到100%.機(jī)械能內(nèi)能內(nèi)能自動(dòng)自動(dòng)高溫低溫自動(dòng)低溫高溫不可能正確理解能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性1．關(guān)于方向性的理解能量守恒定律指明各種形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化，并且在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過(guò)程中總和不變．但是能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移并不是任意的，而是具有方向性的，具體表現(xiàn)在：(1)機(jī)械能可以自發(fā)地全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其他變化．機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能可以不需要專(zhuān)門(mén)的設(shè)備，但內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能卻需要很復(fù)雜的設(shè)備．例如蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等．(2)內(nèi)能總是自發(fā)地從高溫物體向低溫物體傳遞，但不能自發(fā)地從低溫物體向高溫物體傳遞．這里所說(shuō)“自發(fā)地”是指沒(méi)有任何外界的影響或幫助，電冰箱工作時(shí)能將冰箱內(nèi)(溫度較低)的熱量，傳給外界空氣(溫度較高)，是因?yàn)殡姳湎牧穗娔?，?duì)制冷系統(tǒng)做了功．(3)散失到周?chē)h(huán)境中的內(nèi)能不可能重新收集起來(lái)重新利用．二、能源開(kāi)發(fā)與可持續(xù)發(fā)展1．珍惜能源：能量的利用過(guò)程是______的，自然界中的常規(guī)能源(如煤炭、石油等)的儲(chǔ)量是____的，并且是不可再生的，因此我們要珍惜現(xiàn)有的能源，盡力提高能源的__________．2．認(rèn)識(shí)未來(lái)的能源：核能、風(fēng)能、______、水能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能、海洋能、氫能等．3．人類(lèi)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的意義：發(fā)展不僅是滿足______的需要，還應(yīng)考慮不損害_____的需要．不可逆有限利用效率太陽(yáng)能當(dāng)代人后代能源與環(huán)境問(wèn)題1．能源凡是能夠提供可利用能量的物質(zhì)統(tǒng)稱(chēng)為能源．(1)常規(guī)能源：煤、石油、天然氣．常規(guī)能源的儲(chǔ)量是有限的．(2)綠色能源：在釋放能量或能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程中對(duì)環(huán)境不造成污染的能源．它包括：風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能、氫能、生物質(zhì)能等．2．環(huán)境問(wèn)題常規(guī)能源的大量消耗會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染，它會(huì)嚴(yán)重威脅人體健康，同時(shí)又影響動(dòng)植物的生長(zhǎng)，破壞經(jīng)濟(jì)資源，損壞建筑物及文物古跡，如果嚴(yán)重時(shí)還會(huì)改變大氣的性質(zhì)，嚴(yán)重破壞自然界的生態(tài)平衡．(1)溫室效應(yīng)：是由于大氣中溫室氣體(二氧化碳、甲烷等)含量增大而形成的．主要原因是煤炭和