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1、第10节节 能量守恒定律与能源学习目标核心提炼1.知道能量守恒定律的内容，了解能源和 能量耗散的定义。1个定律能量守 恒定律 2个概念能量耗 散、能源危机2.通过对生活中能量转化的实例分析， 领悟能量守恒定律的确切含义。3.能举例说明我们周围能源的耗散，树 立节能意识。一、能量守恒定律阅读阅读 教材第81页页“能量守恒定律”部分，大概知道能量守恒定律的内容。1.建立能量守恒定律的两个重要事实实：(1)确认认了永动动机的_ (A.可能 B.不可能)性。(2)发现发现 了各种自然现现象之间间能量的_与_。B相互联联系转转化2.内容：能量既不会凭空产产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式_为为另一种
2、形式，或者从一个物体_到别别的物体，在_或_的过过程中，能量的总总量_。转转化转转移转转化转转移不变变保持3.意义义：能量守恒定律的建立，是人类认识类认识 自然的一次重大飞跃飞跃 。它是最_、最_、最_的自然规规律之一，而且是大自然普遍和谐谐性的一种表现现形式。普遍重要可靠思维维拓展“神舟十号”飞飞船返回舱进舱进 入地球大气层层以后，由于它的高速下落，而与空气发发生剧剧烈摩擦，返回舱舱的表面温度达到1 000摄摄氏度。图图1(1)进进入大气层层很长长一段时间时间 ，返回舱舱加速下落，返回舱舱表面温度逐渐渐升高。该过该过 程动动能和势势能怎么变变化？机械能守恒吗吗？(2)返回舱舱表面温度越高，内
3、能越大。该过该过 程中什么能向什么能转转化？机械能和内能的总总量变变化呢？答案 (1)势势能减少 动动能增加 机械能不守恒(2)机械能转转化为为内能 不变变二、能源和能量耗散阅读阅读 教材第82页页“能源和能量耗散”部分，知道能量耗散的原因，了解能量转转化的方向性。1.能源与人类类社会：人类对类对 能源的利用大致经历经历 了三个时时期，即柴薪时时期、_时时期、_时时期。自工业业革命以来，煤和_成为为人类类的主要能源。煤炭石油石油2.能量耗散：燃料燃烧时烧时 一旦把自己的热热量释释放出去，就不会再次自动动聚集起来供人类类重新利用。电电池中的化学能转转化为为电电能，电电能又通过过灯泡转转化成_和_
4、，热热和光被其他物质质吸收之后变变成周围环围环 境的_，我们们无法把这这些散失的能量收集起来重新利用。内能光能内能3.能源危机的含义义：在能源的利用过过程中，即在能量的转转化过过程中，能量在数量上_，但在可利用的品质质上_，从便于利用的变变成_的了。4.能量转转化的方向性与节约节约 能源的必要性：_反映了能量转转化的宏观过观过 程具有方向性。所以，能源的利用是有条件的，也是有代价的，所以自然界的能量虽虽然_，但还还是很有必要节约节约 能源。虽虽未减少降低了不便于利用能量耗散守恒思维维拓展图图2情景1：如图图2甲所示，煤炭和石油是常规规能源。尽管我国的常规规能源资资源非常丰富，但由于人口众多，所
5、以能源的需求量很大，能源的浪费费很严严重，将来会面临临能源危机。情景2：如图图2乙、丙所示，太阳能、风风能、地热热能、海洋能等是新能源，积积极开发发利用新能源是实现实现 我国经济经济社会可持续发续发 展的必然选择选择 。(1)能量耗散与能量守恒是否矛盾，为为什么？(2)能量是守恒的，为为什么还还要节约节约 能源？答案 (1)能量耗散和能量守恒并不矛盾，能量耗散并不是能量消失了，而是在能源利用的过过程中，能量发发生了转转化，使能量的品质质下降。但能量在数量上并没有减少。(2)能量耗散表明，在能源的利用过过程中，即在能量的转转化过过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用品质质上降低了，从便于利用的
6、能量变变成不便于利用的能量了。这这是能源危机更深层层次的含义义，也是“自然界的能量虽虽然守恒，但还还是要节约节约 能源”的根本原因。因此我们们要节约节约 能源，同时积时积 极研究和开发发利用新能源和可再生能源，如核能、太阳能、风风能、海洋能、生物质质能等。要点归纳归纳 能量守恒定律的理解和应应用1.适用范围围：能量守恒定律是贯贯穿物理学的基本规规律，是各种自然现现象中普遍适用的一条规规律。2.表达式(1)E初E末，初状态态各种能量的总总和等于末状态态各种能量的总总和。(2)E增E减，能量的增加量等于能量的减少量。3.应应用步骤骤(1)明确研究对对象及研究过过程。(2)明确该过该过 程中，哪些形
7、式的能量在变变化。(3)确定参与转转化的能量中，哪些能量增加，哪些能量减少。(4)列出增加的能量和减少的能量之间间的守恒式(或初、末状态态能量相等的守恒式)。精典示例例1 下列说说法正确的是( )A.随着科技的发发展，永动动机是可以制成的B.太阳照射到地球上的光能转转化成其他能量，但照射到宇宙空间间的能量都消失了C.“既要马马儿跑，又让马让马 儿不吃草”违违背了能量守恒定律，因而是不可能的D.有种“全自动动”手表，不用上发发条，也不用任何形式的电电源，却能一直走动动，说说明能量可以凭空产产生解析 永动机是不消耗或少消耗能量，可以大量对外做功的装置，违背能量守恒定律，A错误；能量不可能凭空消失，
8、B错误；能量也不可能凭空产生，C正确，D错误。答案 C针对训练针对训练 1 某地平均风风速为为5 m/s，已知空气密度是1.2 kg/m3，有一风车风车 ，它的风风叶转动时转动时 可形成半径为为12 m的圆圆面。如果这这个风车风车 能将圆圆面内10%的气流动动能转变为电转变为电能，则该风车带动则该风车带动 的发电发电 机功率是多大？答案 3 391.2 W要点归纳归纳 摩擦生热热及产产生内能的有关计计算1.系统统内一对对静摩擦力即使对对物体做功，但由于相对对位移为为零而没有内能产产生，只有物体间间机械能的转转移。2.作用于系统统的滑动动摩擦力和物体间间相对对滑动动的距离的乘积积，在数值值上等于
9、滑动过动过 程产产生的内能。即QF滑x相对对，其中F滑必须须是滑动动摩擦力，x相对对必须须是两个接触面的相对对滑动动距离(或相对对位移)。精典示例例2 电动电动 机带动带动 水平传传送带带以速度v匀速传动传动 ，一质质量为为m的小木块块由静止轻轻放在传传送带带上，若小木块块与传传送带带之间间的动动摩擦因数为为，如图图3所示。传传送带带足够长够长 ，当小木块块与传传送带带相对对静止时时，求：图图3(1)小木块块的位移；(2)传传送带转过带转过 的路程；(3)小木块获块获 得的动动能；(4)摩擦过过程中产产生的内能；(5)因传传送小木块电动块电动 机多消耗的电电能。针对训练针对训练 2 (多选选)
10、如图图4所示，质质量为为M、长长度为为l的小车车静止在光滑的水平面上。质质量为为m的小物块块放在小车车的最左端。现现有一水平恒力F作用在小物块块上，使物块块从静止开始做匀加速直线线运动动，物块块和小车车之间间的摩擦力为为f。经过时间经过时间 t，小车车运动动的位移为为s，物块刚块刚好滑到小车车的最右端，下列说说法正确的是( )图图4A.此时时物块块的动动能为为(Ff)(sl)B.这这一过过程中，物块对块对 小车车所做的功为为f(sl)C.这这一过过程中，物块块和小车车增加的机械能为为FsD.这这一过过程中，物块块和小车产车产 生的内能为为f l答案 AD要点归纳归纳 功能关系的理解和应应用1.
11、功能关系概述(1)不同形式的能量之间间的转转化是通过过做功实现实现 的，做功的过过程就是能量之间转间转 化的过过程。(2)功是能量转转化的量度。做了多少功，就有多少能量发发生转转化。2.功与能的关系：由于功是能量转转化的量度，某种力做功往往与某一种具体形式的能量转转化相联联系，具体功能关系如下表：功能量转化关系式重力做功重力势能的改变WGEp弹力做功弹性势能的改变WFEp合力做功动能的改变W合Ek除重力、系统内弹力以外 的其他力做功机械能的改变WE机两物体间滑动摩擦力对物 体系统做功内能的改变Ffx相对Q精典示例例3 如图图5所示，某段滑雪雪道倾倾角为为30，总质总质 量为为m(包括雪具在内)
12、的滑雪运动员动员 从距底端高为为h处处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为为 g。在他从上向下滑到底端的过过程中，下列说说法正确的是( )图图5答案 D针对训练针对训练 3 (多选选)如图图6所示，质质量为为m的物体放在升降机的底板上。若升降机从静止开始以a 的加速度竖竖直向下运动动一段位移h。下列说说法正确的是( )答案 CD1.(能源的开发发和利用)下列关于能源开发发和利用的说说法中，正确的是( )A.能源利用的过过程是内能转转化成机械能的过过程B.能量是守恒的，因此不需要节约节约 能源C.能源利用的过过程是一种形式的能向另外一种形式的能转转化的过过程D.无论论是节约节约 能源还还是开发
13、发能源，我国都要外国支援答案 C2.(对对能量守恒定律的理解)(多选选)下列关于能量守恒定律的认识认识正确的是( )A.某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加B.某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加C.不需要任何外界的动动力而持续对续对 外做功的机械永动动机不可能制成D.石子从空中落下，最后静止在地面上，说说明机械能消失了 解析 根据能量守恒定律可知，能量既不会消灭，也不会创生。能量只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，A、B正确，D错误；永动机违背了能量守恒定律，故它不可能制造出来，C正确。答案 ABC3.(摩擦生热热及产产生内能的有关计计算)两块块完全相同
14、的木块块A、B，其中A固定在水平桌面上，B放在光滑水平桌面上。两颗颗同样样的子弹弹以相同的水平速度射入两木块块，穿透后子弹弹的速度分别为别为 vA、vB，在子弹弹穿透木块过块过 程中因克服摩擦力产产生的热热分别为别为 QA、QB，设设木块对块对 子弹弹的摩擦力大小一定，则则( )A.vAvB，QAQB B.vAvB，QAQBC.vAvB，QAQB D.vAvB，QAQB答案 D4.(对对功能关系的理解)(多选选)如图图7所示，楔形木块块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹夹角相同，顶顶角b处处安装一定滑轮轮。质质量分别为别为 M、m(Mm)的滑块块，通过过不可伸长长的轻绳轻绳 跨过过定滑轮连轮连 接，轻绳轻绳 与斜面平行。两滑块块由静止释释放后，沿斜面做匀加速运动动。若不计计滑轮轮的质质量和摩擦，在两滑块块沿斜面运动动的过过程中()图图7A.两滑块组块组 成系统统的机械能守恒B.重力对对M做的功等于M动动能的增加C.轻绳对轻绳对 m做的功等于m机械能的增加D.两滑块组块组 成系统统的机械能损损失等于M克服摩擦力做的功解析 因为M克服摩擦力做功，所以系统机械能不守恒，A错误；由功能关系知系统减少的机械能等于M克服摩擦力做的功，D正确；对M，除重力外还有摩擦力和轻绳拉力对其做功，由动能定理知B错误；对m，有拉力和重力对其做功，由功能关系知C正确。答案 CD
