能量守恒定律與能源課件

10能量守恒定律與能源10能量守恒定律與能源重力勢(shì)能彈性勢(shì)能動(dòng)能勢(shì)能機(jī)械能知識(shí)回顧重力勢(shì)能彈性勢(shì)能動(dòng)能勢(shì)能機(jī)械能知識(shí)回顧一、能量的概念一個(gè)物體能夠?qū)ν庾龉?，我們就說這個(gè)物體具有能量。二、能量的多樣性對(duì)應(yīng)于不同的運(yùn)動(dòng)形式，能的形式也是多種多的．說一說：你知道的能量形式

機(jī)械能、內(nèi)能、電能、太陽能、化學(xué)能、生物能、原子能等．一、能量的概念二、能量的多樣性說一說：機(jī)械能、內(nèi)能、電能、討論與思考：能量之間有聯(lián)系嗎？太陽能的利用：太陽能轉(zhuǎn)化為電能內(nèi)燃機(jī)車：內(nèi)能轉(zhuǎn)化機(jī)械能水電站：水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能水果電池：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能不同形式的能之間可以在一定條件的情況下相互轉(zhuǎn)化討論與思考：能量之間有聯(lián)系嗎？太陽能的利用：太陽能轉(zhuǎn)化為電能能量守恒定律1、能量守恒定律2、導(dǎo)致能量守恒定律最后確立的兩類重要事實(shí)是什么?

導(dǎo)致能量守恒定律最后確立的兩類重要事實(shí)是確立了永動(dòng)機(jī)的不可能性和發(fā)現(xiàn)了各種自然現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系與轉(zhuǎn)化．⑴、內(nèi)容：能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中，能量的總量保持不變．⑵、定律的表達(dá)式

E初＝E終；△E增＝△E減的內(nèi)容：能量守恒定律1、能量守恒定律導(dǎo)致能量守恒定律最后確17～18世紀(jì)許多機(jī)械專家就已經(jīng)論證了永動(dòng)機(jī)是不可能的，法國科學(xué)院在1775年就正式?jīng)Q定，不再研究和試驗(yàn)任何永動(dòng)機(jī)歷史上有很多人不相信能量守恒定律的人，挖空心思想發(fā)明一種不消耗能量，卻能不斷對(duì)外做功的機(jī)器——永動(dòng)機(jī)永動(dòng)不可能制成的原因：根據(jù)能量守恒定律，任何一部機(jī)器，只能使能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，而不能無中生有地制造能量，因此第一類永動(dòng)機(jī)是不可能制成的.

17～18世紀(jì)許多機(jī)械專家就已經(jīng)論證了永動(dòng)機(jī)是不可能的，法國滾珠永動(dòng)機(jī)

軟臂永動(dòng)機(jī)

阿基米德螺旋永動(dòng)機(jī)磁力永動(dòng)機(jī)水塔式永動(dòng)機(jī)滾珠永動(dòng)機(jī)

軟臂永動(dòng)機(jī)阿基米德螺旋永動(dòng)機(jī)磁力永動(dòng)機(jī)練習(xí)下列對(duì)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的認(rèn)識(shí)正確的是()A.某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加

B.某個(gè)物體的能量減少．必然有其他物體的能量增加

C.不需要任何外界的動(dòng)力而持續(xù)對(duì)外做功的機(jī)器——永動(dòng)機(jī)是不可能制成的

D.石子從空中落下，最后靜止在地面上，說明機(jī)械能消失了ABC注意：

能量守恒定律是指能量的總量不變，但更重要的是指轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中的守恒。在不同形式的能量間發(fā)生轉(zhuǎn)化，在不同的物體間發(fā)生轉(zhuǎn)移。

既然能量是守恒的，不可能消滅，為什么我們還要節(jié)約能源？練習(xí)下列對(duì)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的認(rèn)識(shí)正確的是(能量耗散燃料燃燒時(shí)一旦把自己的熱量釋放出去，它就不會(huì)再次自動(dòng)聚集起來供人類重新利用，電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，它又通過燈泡轉(zhuǎn)化成內(nèi)能和光能，熱和光被其他物質(zhì)吸收后變?yōu)橹車h(huán)境的內(nèi)能，我們無法把這些內(nèi)能收集起來重新利用．這種現(xiàn)象叫做能量的耗散．能量耗散燃料燃燒時(shí)一旦把自己的熱量釋放出去，它就不會(huì)再次自動(dòng)能量耗散與能量守恒是否矛盾，該怎樣理解?

能量耗散

能量耗散和能量守恒并不矛盾，能量耗散表明，在能源利用的過程中，即在能量的轉(zhuǎn)化過程中，能量在數(shù)量上并沒有減少．但是可利用的品質(zhì)上降低了，從便于利用變?yōu)椴槐阌诶昧恕＿@是節(jié)約能源的根本原因．這說明能量的耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中宏觀過程的方向性．

能量耗散與能量守恒是否矛盾，該怎樣理解?能量耗散能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性內(nèi)能總是自發(fā)地從高溫物體向低溫物體轉(zhuǎn)移而不會(huì)自發(fā)的由低溫物體向高溫物體轉(zhuǎn)移能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性內(nèi)能總是自發(fā)地從高溫物體向低溫物體轉(zhuǎn)移能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能而內(nèi)能不可全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其他變化熱機(jī)的效率不可能1000/0（第二類永動(dòng)機(jī)不可能存在）例如：一輛行駛的小轎車，燃料燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能有370/0通過發(fā)動(dòng)機(jī)散熱系統(tǒng)排出，370/0直接由排氣管排出，有260/0變?yōu)榘l(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能例如：一輛行駛

能量的耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中宏觀過程的方向性。正是因?yàn)槟芰哭D(zhuǎn)化的方向性，能量的利用受這種方向性的制約，所以能量的利用是有條件的，也是有代價(jià)的．

通過以上分析我們知道了：能量的耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中宏觀過【合作共探1】功是能量轉(zhuǎn)化的量度分析常見力做功與能量轉(zhuǎn)化的對(duì)應(yīng)關(guān)系：合力的功:______________________重力做功：_______________________彈力做功：_______________________動(dòng)能變化W=Ek2-Ek1=ΔEk重力勢(shì)能和其他能相互轉(zhuǎn)化WG=-ΔEp=Ep1-Ep2彈性勢(shì)能和其他能相互轉(zhuǎn)化

WF=-ΔEp=Ep1-Ep2

【合作共探1】動(dòng)能變化W=Ek2-Ek1=ΔEk重力勢(shì)【合作共探1】功是能量轉(zhuǎn)化的量度分析常見力做功與能量轉(zhuǎn)化的對(duì)應(yīng)關(guān)系：只有重力、彈簧彈力做功:除重力和彈簧彈力之外的力做的功:一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力的總功:機(jī)械能守恒

ΔE=0機(jī)械能變化W=ΔE內(nèi)能變化Q=Ff·L相對(duì)【合作共探1】機(jī)械能守恒ΔE=0機(jī)械能變化W=ΔE1.WG=

E重3.W合=

E動(dòng)2.W彈=

E彈

4.其它力做的功（重力、彈力以外的力）與機(jī)械能的變化之間的關(guān)系：力學(xué)領(lǐng)域中功能關(guān)系的主要形式有1.WG=E重3.W合=E動(dòng)2.W彈=功能關(guān)系｜｜功能原理

除了重力和彈力外，其他力對(duì)物體系所做的功等于物體系機(jī)械能的變化

當(dāng)W其＞0時(shí)，△E＞0，機(jī)械能增加

當(dāng)W其＜0時(shí)，△E＜0，機(jī)械能減少

5.系統(tǒng)克服摩擦力所做的總功等于系統(tǒng)機(jī)械能的減少量，滑動(dòng)摩擦力與相對(duì)距離的乘積在數(shù)值上等于系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能，即△E

內(nèi)=Q＝FS相功能關(guān)系｜｜功能原理除了重力和彈力外，其他學(xué)以致用下列說法中正確的是（）不同形式能量的轉(zhuǎn)化是通過做功來實(shí)現(xiàn)的做功的過程總是伴隨著能量的轉(zhuǎn)化（或轉(zhuǎn)移）某種形式的能量增加10J，一定有其他形式的能量減少10J某個(gè)物體的能量減少10J，一定有其他物體的能量增加10JABCD學(xué)以致用下列說法中正確的是（）ABCD學(xué)以致用在一間隔熱很好的密閉房間中，把正在工作的電冰箱門打開，室內(nèi)空氣溫度將()A．升高．B．不變．C．降低D．不可能升高．A學(xué)以致用在一間隔熱很好的密閉房間中，把正在工作的電冰箱門打開學(xué)以致用一個(gè)物體沿粗糙斜面勻速滑下，則下列說法正確的是（）

A、物體機(jī)械能不變，內(nèi)能也不變

B、物體機(jī)械能減小，內(nèi)能不變

C、物體機(jī)械能減小，內(nèi)能增大，機(jī)械能與內(nèi)能總量減小

D、物體機(jī)械能減小，內(nèi)能增大，機(jī)械能與內(nèi)能總量不變D學(xué)以致用一個(gè)物體沿粗糙斜面勻速滑下，則下列說法正確的是（學(xué)以致用一質(zhì)量均勻、不可伸長(zhǎng)的繩索，重為G，A、B兩端固定在天花板上，如圖所示?，F(xiàn)在最低點(diǎn)C處施加一豎直向下的力，將最低點(diǎn)緩慢拉至D點(diǎn)。在此過程中，繩的重心位置（）A.逐漸升高B.逐漸降低C.先降低后升高D.始終不變DABCA解析外力對(duì)繩索做功，繩索的機(jī)械能增加。由于繩索的動(dòng)能不變，增加的必是重力勢(shì)能，重力勢(shì)能增加是重心升高的結(jié)果。正確選項(xiàng)為A。點(diǎn)悟：

本題繩索重心的具體位置很難確定，且往往會(huì)錯(cuò)誤地認(rèn)為：外力將繩索向下拉，繩索的重心會(huì)逐漸降低。這里，我們應(yīng)用功能原理，對(duì)問題作出了正確的判斷。學(xué)以致用一質(zhì)量均勻、不可伸長(zhǎng)的繩索，重為G，A、B兩端固定在功和能是緊密聯(lián)系的，功和能的關(guān)系在力學(xué)領(lǐng)域主要有哪幾種表現(xiàn)形式？在力學(xué)領(lǐng)域中功能關(guān)系的主要形式有：（1）重力做功等于重力勢(shì)能變化量的負(fù)值，即彈簧彈力做的功等于彈性勢(shì)能變化量的負(fù)值，即（2）外力做的總功等于物體的動(dòng)