《2019学年高中物理 第七章 机械能守恒定律 10 能量守恒定律与能源课件 新人教版必修2教学资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019学年高中物理 第七章 机械能守恒定律 10 能量守恒定律与能源课件 新人教版必修2教学资料（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、10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 知道确立能量守恒定律的两类重要事实 2 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 认识建立能量守恒定律的重大意义 3 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 知道能源短缺和环境恶化是关系到人类社会能否持续发展的大问题 增强节能和环保的意识 教学目标 重点 能量守恒定律的内容 难点 理解能量守恒定律的确切含义 知道既然能量守恒为什么还要节约能源 重点难点 本节从能量守恒定律入手 从机械能守恒定律向普遍的能量守恒定律拓展 阐述了能量守
2、恒定律推出的艰辛历程 建议本节采取开放式的教学形式 让学生通过预习查找资料 谈谈自己对能量的认识 特别应该对教材中 思考与讨论 栏目中所说的 既然能量是守恒的 不可消灭 为什么我们还要节约能源 的话题进行讨论 在讨论中逐渐使学生认识到 能量从更深的层次上反映了物质运动和相互作用的本质 教学建议 导入一 2003年12月8日国内某媒体报道了下面的这则消息 这个冬天 对于湖南长沙市的150多万市民来说 将格外漫长 因为从今年11月30日起 可能一直要持续到明年三月份 这里的市民 将分区分片 享受 每连续供电三天后 停电24小时的 待遇 某某晚报 11月27日的报道中 已经赫然出现了商店秉烛营业的景
3、观 仅仅是电力吗 似乎没有这么简单 入秋之后 柴油的紧张状况 从珠江三角洲到长江三角洲 从福建到浙江 已经形成了一种新的 流行病 即使在北京地区 限量供应的情况也再次出现 就差没有 凭票供应 了 新课导入 同学们思考 为什么会出现能源危机 如何应对 导入二 新华社2000年12月31日和中央电视台2001年元月6日先后报道 在20世纪的最后几分钟里 一项新的多米诺骨牌吉尼斯世界纪录 在北京颐和园体育健康城综合馆和网球馆诞生 中国 日本和韩国的62名青年学生成功推倒340多万张骨牌 一举打破了此前由荷兰人保持的297万张的世界纪录 这就是 多米诺骨牌效应 该效应产生的能量是十分巨大的 大不列颠哥
4、伦比亚大学物理学家A 怀特海德曾经制作了一组骨牌 共13张 第1张最 新课导入 小 长9 53mm 宽4 76mm 厚1 19mm 还不如小手指甲大 以后每张体积扩大1 5倍 这个数据是按照一张骨牌倒下的时候能推倒一张1 5倍体积的骨牌而选定的 最大的第13张长61mm 宽30 5mm 厚7 6mm 把这套骨牌按适当间距排好 轻轻推倒第1张 必然会波及第13张 第13张骨牌倒下时释放的能量比第1张牌倒下时整整要扩大20多亿倍 而按同样比例制作的第32张骨牌倒下时释放的能量将高达1 24 1015J 又扩大了20多亿倍 不过 A 怀特海德毕竟未能制作第32张骨牌 因为它将高达415m 两倍于纽约
5、帝国大厦 如果真有人制作了这样一套骨牌 那摩天大厦就会在一指之力下被轰然推倒 这种巨大的能量从何而来 能量之间又是如何转化的 新课导入 1 能量守恒定律的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 为另一种形式 或者从一个物体 到别的物体 在转化或转移的过程中 能量的 保持不变 2 能量守恒定律的意义 1 它是最普遍 最重要 最可靠的自然规律之一 2 它是大自然普遍和谐性的一种表现形式 知识必备 能量守恒定律 知识点一 转化 转移 总量 1 人类利用能源的三个时期 1 时期 工业革命以前 2 时期 工业革命以来 3 时期 20世纪50年代以后 2 能源的短缺与环境的恶化煤炭和石油
6、资源有限 同时 大量煤炭和石油产品在燃烧时排出的有害气体污染空气 改变了大气成分 能源短缺和环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题 知识必备 能源和能量耗散 知识点二 柴薪 煤炭 石油 3 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能 它又通过灯泡转化成 和 热和光被其他物体吸收之后变成周围环境的 我们无法把这些散失的能量收集起来重新利用 这种现象叫作能量的耗散 4 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 能量在数量上虽并未减少 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 5 节约能源能源的利用是有条件的 也是有代价的 所以自然界的
7、能量虽然守恒 但还是要节约能源 知识必备 内能 光能 内能 想一想 在 验证机械能守恒定律 的实验中 重物带着纸带下落时 计算结果发现 减少的重力势能的值大于增加的动能的值 即机械能的总量在减少 其原因就是存在纸带和打点计时器之间的摩擦力和空气阻力等 是不是考虑了各种阻力后这部分能量就消失了呢 要点总结 1 机械能守恒定律是普遍的能量守恒定律的一种特殊形式 2 能量守恒定律的建立确立了能量守恒定律的两类重要事实 1 确认了永动机的 2 发现了各种自然现象之间的相互 与 学习互动 对能量守恒定律的理解 考点一 不可能性 联系 转化 学习互动 例1试说明下列现象中能量是怎样转化的 1 在水平公路上
8、行驶的汽车 发动机熄火之后 速度越来越小 最后停止 2 电风扇通电后开始转动 断电后转动着的风扇又慢慢停下来 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 用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 学习互动 答案 1 在水平公路上行驶的汽车 发动机熄火之后 速度越来越小 最后停止 这一过程中 汽车所受的阻力做负功 机械能转化为内能 2 电风扇通电后开始转动 电流做功 电能一部分转化为机械能 一部分转化为内能 断电后转动着的风扇又慢慢停下来 阻力做负功 机械能转化为内能 3 火药爆炸产生燃气 化学能转化为内能 子弹在燃气的推动下从枪膛发射
9、出去 推力做功 内能转化为机械能 子弹射穿一块钢板 速度减小 阻力做负功 机械能转化为内能 4 用柴油机带动发电机发电 化学能转化为机械能 又转化为电能 发电机发电后供给电动水泵抽水 电流做功 电能转化为机械能 电动水泵把水从低处抽到高处 水泵对水做功 使水泵的机械能传递给水 学习互动 点评 一种形式的能量减少时 一定有另外形式的能量增加 一个物体的能量减少时 一定有其他物体的能量增加 不管能量如何转移和转化 能量的总和保持不变 学习互动 能量守恒定律的综合应用 考点二 想一想 试说明下列现象中 分别是什么能向什么能转化 1 汽车由静止启动 2 汽车刹车时由运动变为静止 3 水力发电 4 太阳
10、能热水器工作时 要点总结 能量守恒定律的两种表述形式 1 初态总能量等于末态总能量 即 2 增加的总能量等于减少的总能量 即 E初 E末 E减 E增 学习互动 例2 多选 如图7 10 1所示 在2008年奥运会上 跳水项目是我国运动员的强项 质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动 设水对他的阻力大小恒为F 那么在他减速下降高度为h的过程中 下列说法正确的是 g为当地的重力加速度 A 他的动能减少了FhB 他的重力势能减少了mghC 他的机械能减少了 F mg hD 他的机械能减少了Fh 图7 10 1 学习互动 解析 W合 F mg h 所以动能减少 F mg h WG mg
11、h 重力势能减少mgh 除重力以外其他力做功W Fh 所以机械能减少Fh 故B D正确 答案 BD 想一想 功和能之间有什么对应关系 要点总结 1 功和能 1 功是 的量度 即做了多少功 就有多少 发生了转化 2 做功的过程一定伴随有 而且 必须通过做功来实现 5 因摩擦而产生的热量等于摩擦力乘以相对路程 即 学习互动 力学中功能关系的应用 考点三 能量转化 能量 能量的转化 能量的转化 能量的转化 2 力学中常用的四种功能对应关系 1 合外力做功等于物体动能的改变量 即 动能定理 2 重力做功等于物体重力势能的减少量 即 3 弹簧弹力做功等于弹性势能的减少量 即 4 除了重力和弹簧弹力之外的
12、其他力所做的总功 等于物体机械能的改变量 即 5 因摩擦而产生的热量等于摩擦力乘以相对路程 即 学习互动 W合 Ek2 Ek1 Ek WG Ep1 Ep2 Ep W弹 Ep1 Ep2 Ep W其他力 E2 E1 E Q热 fs相对路程 学习互动 图7 10 2 学习互动 答案 D 学习互动 例4如图7 10 3所示 质量为M 长为l的木板B置于光滑的水平地面C上 质量为m的小铁块A以水平速度v0冲上木板B 小铁块正好不从木板上掉下 已知A B间的动摩擦因数为 这一过程中木板对地的位移为x 重力加速度为g 求 1 木板增加的动能 2 小铁块减少的动能 3 系统机械能的减少量 4 系统产生的热量
13、图7 10 3 学习互动 答案 1 mgx 2 mg x l 3 mgl 4 mgl 解析 1 对木板B 根据动能定理得 mgx EkB即木板增加的动能为 EkB mgx 2 滑动摩擦力对小铁块A做负功 根据功能关系可知小铁块减少的动能为 EkA mg x l 3 系统机械能的减少量为 E EkA EkB mgl 4 小铁块和木板的相对位移为l 故Q mgl 学习互动 点评 摩擦生热问题是学习上的难点 为此我们有必要对此做一系统总结 见下表 自我检测 1 对能量守恒定律的理解 多选 下列关于能量转化的说法中正确的是 A 举重运动员把重物举起来 体内一部分化学能转化成重物的机械能B 电流通过电阻
14、丝时 电能转化为内能C 内燃机做功过程实现了燃料的化学能和机械能的转化D 水流冲击水轮发电机 水流的动能转化成电能 答案 ABCD 解析 重物被举高时 机械能增加 增加的机械能由人体内化学能转化而来 选项A正确 电流通过电阻丝时 电阻丝内能增加 内能由电能转化而来 选项B正确 内燃机中燃料燃烧 将化学能转化为内能 再进一步转化为机械能 选项C正确 水力发电的原理就是将水的动能转化成电能 选项D正确 自我检测 2 能量守恒定律的综合应用 多选 质量为m的物体在竖直向上拉力F的作用下从静止出发以2g的加速度匀加速上升h 则 A 物体的机械能增加3mghB 物体的重力势能增加mghC 物体的动能增加FhD 物体在上升过程中机械能守恒 答案 AB 自我检测 3 能量守恒定律的综合应用 指出下列物理现象中能量转化的情况 1 给盛水的容器内的电阻丝通电 水温升高 是 能转化为 能 2 汽车紧急制动后在地面上滑行直到静止的过程 是 能转化为 能 3 跳伞运动员打开降落伞后匀速下降阶段 是 能转化为 能 答案 1 电内 2 机械内 3 机械内
