能量的转化与守恒沪科版.ppt

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44、33能量转化与守恒能量转化与守恒一、能量的概念一、能量的概念1、一个物体能够对外做功，这个物体具有能量。

、一个物体能够对外做功，这个物体具有能量。

22、不同的能量在相互转化中有数量上的确定关系。

、不同的能量在相互转化中有数量上的确定关系。

二、能量的多样性w机械能（动能、势能）w内能w电能w磁能w化学能w太阳能（光能）w核能（原子能）能以多种形式存在于自然界，每一种形式的能对应于一种运动形式。

这些能量之间有联系吗？

有什么联系呢？

这些能量之间有联系吗？

有什么联系呢？

讨论与思考讨论与思考太阳能的利用：

太阳能转化为电能太阳能的利用：

太阳能转化为电能汽车：

化学能汽车：

化学能汽车：

化学能汽车：

化学能内能内能内能内能机械能机械能机械能机械能内能内能内能内能这些能量之间有联系吗？

有什么联系呢？

这些能量之间有联系吗？

有什么联系呢？

讨论与思考讨论与思考水电站：

水的机械能转化为电能水电站：

水的机械能转化为电能这些能量之间有联系吗？

有什么联系呢？

这些能量之间有联系吗？

有什么联系呢？

讨论与思考讨论与思考水果电池：

化学能转化为电能水果电池：

化学能转化为电能水果电池：

化学能转化为电能水果电池：

化学能转化为电能这些能量之间有联系吗？

有什么联系呢？

这些能量之间有联系吗？

有什么联系呢？

讨论与思考讨论与思考这些能量之间有联系吗？

有什么联系呢？

这些能量之间有联系吗？

有什么联系呢？

讨论与思考讨论与思考电能转化为光能和内能电能转化为光能和内能这些能量之间有联系吗？

有什么联系呢？

这些能量之间有联系吗？

有什么联系呢？

讨论与思考讨论与思考化学能转化为光能和内能化学能转化为光能和内能化学能转化为光能和内能化学能转化为光能和内能核能转化为内能核能转化为内能核能转化为内能核能转化为内能太阳能和其他形式的能量转化过程示意图太阳能和其他形式的能量转化过程示意图三、能量的转化三、能量的转化1、重力做功重力做功等于等于重力势能重力势能的减少的减少WG=-Ep2、弹簧弹力做功弹簧弹力做功等于等于弹性势能弹性势能的减少的减少3、合外力做功合外力做功等于等于动能动能的增加的增加W=EK4、只有重力和弹力做功、只有重力和弹力做功EK=-Ep5、重力和弹力以外的力做功等于机械能的增加、重力和弹力以外的力做功等于机械能的增加6、克服一对、克服一对滑动摩擦力做功滑动摩擦力做功等于机械等于机械能的减少能的减少W=Q=fs相对相对功是能量转化的量度功是能量转化的量度四、四、功能功能原理原理返回返回能量之间转化是通过做功实现的。

能量之间转化是通过做功实现的。

五、能量守恒定律五、能量守恒定律1、内容：

、内容：

能量既不会凭空产生，也不能凭空消失，它只会能量既不会凭空产生，也不能凭空消失，它只会从一种形式从一种形式转化转化为其他形式，或者从一个物体为其他形式，或者从一个物体转移转移到到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量保另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。

持不变。

2、定律的表达式、定律的表达式E初初E终终；E增增E减减3、说明：

、说明：

a.能量守恒定律普遍适用。

能量守恒定律普遍适用。

b.第一类永动机不可制造。

第一类永动机不可制造。

C、效率概念、效率概念17171818世纪许多机械专家就已经论证了永动机是不可能的世纪许多机械专家就已经论证了永动机是不可能的法国科学院在法国科学院在17751775年就正式决定，不再研究和试验任何永动机年就正式决定，不再研究和试验任何永动机历史上有很多人不相信能量守恒定律的人，挖空历史上有很多人不相信能量守恒定律的人，挖空心思想发明一种不消耗能量，却能不断对外做功心思想发明一种不消耗能量，却能不断对外做功的机器的机器永动机永动机永动不可能制成的原因永动不可能制成的原因永动不可能制成的原因永动不可能制成的原因：

根据能量守恒定律，任何一部根据能量守恒定律，任何一部根据能量守恒定律，任何一部根据能量守恒定律，任何一部机器，只能使能量从一种形式转化机器，只能使能量从一种形式转化机器，只能使能量从一种形式转化机器，只能使能量从一种形式转化为另一种形式，而不能无中生有地为另一种形式，而不能无中生有地为另一种形式，而不能无中生有地为另一种形式，而不能无中生有地制造能量，因此第一类永动机是不制造能量，因此第一类永动机是不制造能量，因此第一类永动机是不制造能量，因此第一类永动机是不可能制成的可能制成的可能制成的可能制成的.当当WG外外0时，时，E0，机械能增加，机械能增加当当WG外外0时，时，E0，机械能减少，机械能减少除重力除重力（弹力弹力）外，其他外力对物体对所做的总外，其他外力对物体对所做的总功功WG外外等于物体机械能的变化量等于物体机械能的变化量E功功能能原原理理请你分析一下，高处水请你分析一下，高处水槽中水的势能共转变成哪槽中水的势能共转变成哪几种形式的能，说明这个几种形式的能，说明这个机器是否能够永远运动下机器是否能够永远运动下去去练习w下列对能的转化和守恒定律的认识正确的是（）wA.某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加wB.某个物体的能量减少必然有其他物体的能量增加wC.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wD.石子从空中落下，最后静止在地面上，说明机械能消失了ABC注意：

注意：

能量守恒定律是指能量的总量不变，但更重能量守恒定律是指能量的总量不变，但更重要的是指转化和转移过程中的守恒。

在不同形式要的是指转化和转移过程中的守恒。

在不同形式的能量间发生转化，在不同的物体间发生转移。

的能量间发生转化，在不同的物体间发生转移。

既然能量是守恒的，既然能量是守恒的，不可能消灭，为什么我不可能消灭，为什么我们还要们还要节约能源节约能源？

燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，它就不会再次自动聚集起来供人类重新利它就不会再次自动聚集起来供人类重新利用，用，电池中的化学能转化为电能，它又通过灯泡转化成内能和光能，热和光被其他物质吸收后变为周围环境的内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用这种现象叫做能量的耗散能量的耗散能量耗散与能量守恒是否矛盾，能量耗散与能量守恒是否矛盾，该怎样理解该怎样理解?

能量耗散和能量守恒并不矛盾，能量耗能量耗散和能量守恒并不矛盾，能量耗散表明，在能源利用的过程中，即在能量的散表明，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转化过程中，能量在数量上并没有减少但是可利用的品质上降低了，从便于利用变为是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不便于利用了。

这是节约能源的根本原因这说明能量的耗散从能量转化的角度这说明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反映出自然界中宏观过程的方向性内能总是自发地从高温内能总是自发地从高温物体向低温物体转移物体向低温物体转移而不会自发的由低温物而不会自发的由低温物体向高温物体转移体向高温物体转移机械能可以全部转化为内能而内能不可全部转化为机械能而不引起其他变化热机的效率不可能1000/0（第二类永动机不可能存在）（第二类永动机不可能存在）例如：

一辆行驶的小轿车，燃料燃烧产生的内能有例如：

一辆行驶的小轿车，燃料燃烧产生的内能有370/0通过通过发动机散热系统排出，发动机散热系统排出，370/0直接由排气管排出，有直接由排气管排出，有260/0变变为发动机输出的机械能为发动机输出的机械能能量的耗散从能量转化的角度反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，能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，所以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，也是有代价能量的利用是有条件的，也是有代价的的通过以上分析我们知道了：

通过以上分析我们知道了：

六六.能量耗散能量耗散1能量耗散：

能量释放出去，它就不会能量耗散：

能量释放出去，它就不会自动聚集起来供人类重新利用。

自动聚集起来供人类重新利用。

2能量耗散意义：

从能量转化的角度反能量耗散意义：

从能量转化的角度反映自然界中的宏观过程具有方向性。

映自然界中的宏观过程具有方向性。

3方向性：

内能不能全部转化为机械能。

方向性：

内能不能全部转化为机械能。

4方向性：

热量不能自发从低温物体传递给高方向性：

热量不能自发从低温物体传递给高温物体。

温物体。

练习w一质量均匀、不可伸长的绳索，重为一质量均匀、不可伸长的绳索，重为G，A、B两端两端固定在天花板上，如图所示。

现在最低点固定在天花板上，如图所示。

现在最低点C处施加处施加一竖直向下的力，将最低点缓慢拉至一竖直向下的力，将最低点缓慢拉至D点。

在此过点。

在此过程中，绳的重心位置（程中，绳的重心位置（）wA.逐渐升高逐渐升高B.逐渐降低逐渐降低wC.先降低后升高先降低后升高D.始终不变始终不变DDAABBCCA解析解析解析解析外力对绳索做功，绳索的机械能增加。

由外力对绳索做功，绳索的机械能增加。

由外力对绳索做功，绳索的机械能增加。

由外力对绳索做功，绳索的机械能增加。

由于绳索的动能不变，增加的必是重力势能，重力于绳索的动能不变，增加的必是重力势能，重力于绳索的动能不变，增加的必是重力势能，重力于绳索的动能不变，增加的必是重力势能，重力势能增加是重心升高的结果。

正确选项为势能增加是重心升高的结果。

正确选项为势能增加是重心升高的结果。

正确选项为势能增加是重心升高的结果。

正确选项为AAAA。

点悟：

点悟：

点悟：

点悟：

本题绳索重心的具体位置很难确定，且往本题绳索重心的具体位置很难确定，且往本题绳索重心的具体位置很难确定，且往本题绳索重心的具体位置很难确定，且往往会错误地认为：

外力将绳索向下拉，绳索的往会错误地认为：

外力将绳索向下拉，绳索的往会错误地认为：

外力将绳索向下拉，绳索的往会错误地认为：

外力将绳索向下拉，绳索的重心会逐渐降低。

这里，我们应用功能原理，重心会逐渐降低。

这里，我们应用功能原理，重心会逐渐降低。

这里，我们应用功能原理，重心会逐渐降低。

这里，我们应用功能原理，对问题作出了正确的判断。

对问题作出了正确的判断。

对问题作出了正确的判断。

对问题作出了正确的判断。

练习练习一质量为一质量为2kg的物块从离地的物块从离地80m高处自高处自由落下，测得落地速度为由落下，测得落地速度为30m/s，求下落过程，求下落过程中产生的内能。

中产生的内能。

【思路思路】下落过程中减少的机械能变成了内能。

下落过程中减少的机械能变成了内能。

【答案答案】E=700J练习练习一物体，以一物体，以6m/s6m/s的初速度沿某一斜面底端上的初速度沿某一斜面底端上滑后又折回，折回到斜面底端时的速度大小滑后又折回，折回到斜面底端时的速度大小为为4m/s4m/s。

试求物体沿斜面上滑的最大高度。

试求物体沿斜面上滑的最大高度。

（gg取取10m/s10m/s22）AmV0BC解:

由AB根据能量转化守恒定律E减=E增得mv02/2=mgh+Q由BC根据能量转化守恒定律得mgh=mv2/2+Q联立得h=2.6m33、在倾角为、在倾角为的斜面体上由质量分别为的斜面体上由质量分别为M,mM,m两物体和两物体和一定滑轮构成如图所示系统，若一定滑轮构成如图所示系统，若物体与物体与斜面斜面间的间的动摩擦动摩擦因数为因数为，求释放后求释放后mm加速下落加速下落HH时的落时的落地地速度速度aaaa解:

设m下落h时的速度为V根据能量守恒定律E减=E增得mgh=Mghsin+（m+M）V2/2+Q而Q=Mgcosh两式联立既可求V=