《（浙江专用）2018-2019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》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（浙江专用）2018-2019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（38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,第七章 机械能守恒定律,内容索引,自主预习 预习新知 夯实基础,重点探究 启迪思维 探究重点,达标检测 检测评价 达标过关,自主预习,一、能量守恒定律 1.建立能量守恒定律的两个重要事实 (1)确认了永动机的 (填“可能”或“不可能”)性. (2)发现了各种自然现象之间能量的 与 . 2.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 或 的过程中，能量的总量 . 3.意义：能量守恒定律的建立，是人类认识自然的一次重大飞跃.它是最 、最 、最 的自然规律之一，而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式.,不可能,相
2、互联系,转化,转,化,转移,转化,转移,保持不变,普遍,重要,可靠,二、能源和能量耗散 1.能源与人类社会：人类对能源的利用大致经历了三个时期，即柴薪时期、 时期、 时期.自工业革命以来，煤和 成为人类的主要能源. 2.能量耗散：燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，就不会_ 聚集起来供人类重新利用.,煤炭,石油,石油,再次自动,3.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，能量在数量上虽未减少，但在可利用的品质上 了，从便于利用的变成 _的了. 4.能量转化的方向性：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 性，所以自然界的能量虽然守恒，但还是很有必要节约能源.,降低
3、,不便于利用,方向,答案,即学即用 1.判断下列说法的正误. (1)当一个物体的能量减少时，一定有其他物体的能量增多.( ) (2)做功越多，能量的转化也越多.( ) (3)在利用能源的过程中，能量在数量上并未减少.( ) (4)世上总能量不变，所以我们不需要节约能源.( ) (5)人类不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造.( ),答案,2.质量为0.4 kg的皮球，从离地面高0.5 m处自由落下，与地面碰撞后以2 m/s的速度反弹，不计空气阻力，g取10 m/s2，碰撞时损失的机械能为_，损失的机械能转化为_能.,1.2 J,内,重点探究,一、能量守恒定律的理解,1.在验证机械能守恒定
4、律的实验中，计算结果发现，重物减少的重力势能的值总大于增加的动能的值，即机械能的总量在减少.机械能减少的原因是什么？减少的部分机械能是消失了吗？,导学探究,答案,答案 机械能减少的原因是由于要克服摩擦阻力和空气阻力做功，机械能转化成了内能.不是.,2.请说明下列现象中能量是如何转化或转移的？ (1)植物进行光合作用.,答案,答案 光能转化为化学能,(2)放在火炉旁的冰融化变热.,答案 内能由火炉转移到冰,(3)电流通过灯泡，灯泡发光.,答案 电能转化为光能,1.适用范围：能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律，是各种自然现象中普遍适用的一条规律. 2.能量守恒定律的理解 某种形式的能减少，一定存在
5、其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等. 某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等.,知识深化,例1 (多选)从光滑斜面上滚下的物体，最后停止在粗糙的水平面上，则 A.在斜面上滚动时，只有动能和势能的相互转化 B.在斜面上滚动时，有部分势能转化为内能 C.在水平面上滚动时，总能量正在消失 D.在水平面上滚动时，机械能转化为内能，总能量守恒,解析 在斜面上滚动时，只有重力做功，只发生动能和势能的相互转化；在水平面上滚动时，有摩擦力做功，机械能转化为内能，总能量是守恒的，故选A、D.,答案,解析,二、能量守恒定律的应用,1.能量守恒定律的表达式 (1)从不同状态
6、看，E初E末. (2)从能的转化角度看，E增E减. (3)从能的转移角度看，EA增EB减. 2.能量守恒定律应用的关键步骤 (1)明确研究对象和研究过程. (2)找全参与转化或转移的能量，明确哪些能量增加，哪些能量减少. (3)列出增加量和减少量之间的守恒式.,答案,例2 如图1所示，皮带的速度是3 m/s，两圆心的距离s4.5 m，现将m1 kg的小物体轻放在左轮正上方的皮带上，物体与皮带间的动摩擦因数0.15，电动机带动皮带将物体从左轮运送到右轮正上方时，求：(g取10 m/s2),解析,图1,(1)小物体获得的动能Ek；,答案 4.5 J,解析 设小物体与皮带达到共同速度时，物体相对地面
7、的位移为s.,即物体可与皮带达到共同速度，此时,答案,解析,图1,(2)这一过程摩擦产生的热量Q；,答案 4.5 J,解析 由mgma得a1.5 m/s2，由vat得t2 s，则Qmg(vts)0.15110(63) J4.5 J.,答案,(3)这一过程电动机多消耗的电能E.,解析,答案 9 J,图1,解析 由能量守恒知，这一过程电动机多消耗的电能 EEkQ4.5 J4.5 J9 J.,例3 (2018台州中学高二下学期期中考试)一 弹珠弹射玩具模型如图2所示，水平粗糙管AB 内装有一轻弹簧，左端固定.竖直放置的光滑 管道BCD，其中CD为半径R0.1 m的四分之 一圆周，C点与地面间的高度H
8、0.1 m，用质 量m10.2 kg的弹珠(可看成质点)将弹簧缓慢压缩到某一确定位置M，弹珠与弹簧不固连，由静止释放后弹珠恰能停在D点.用同种材料、质量m20.1 kg的弹珠仍将弹簧缓慢压缩到M点再由静止释放，弹珠由D点飞出后落在与D点正下方D点相距x0.8 m处.求：(g取10 m/s2，不计空气阻力),图2,(1)弹珠m2从D点飞出时的速度大小；,答案 见解析,答案,解析,图2,解析 弹珠m2由D点飞出后做平抛运动，有,得t0.2 s,(2)弹簧被缓慢压缩到M点时储存的弹性势能；,答案 见解析,答案,解析,图2,解析 弹珠从释放到D点的过程，由能量守 恒定律得： 释放m1的过程，有Epm1
9、gxMBm1g(HR) 释放m2的过程，有Epm2gxMBm2g(HR) m2vD2 解得Ep1.6 J,(3)保持弹珠m2仍将弹簧缓慢压缩到M点，改变H的高度，从D点飞出后落点与D点正下方D点的距离x是不同的，求x的最大值.,答案 见解析,答案,解析,图2,由数学知识得xm1 m.,在涉及弹性势能等多种形式的能量转化问题中，用能量守恒的思想解题可以化繁为简.,三、功能关系的理解与应用,1.功能关系概述 (1)不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的，做功的过程就是能量转化的过程. (2)功是能量转化的量度.做了多少功，就有多少能量发生转化.,2.功与能的关系：由于功是能量转化的量度，某种力做
10、功往往与某一种具体形式的能量转化相联系，具体功能关系如下表：,答案,解析,例4 如图3所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力.已知AP2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中,图3,解析 重力做功与路径无关，所以WGmgR，选项A错； 小球在B点时所受重力提供向心力，即mgm ，所以v ，从P点到B点，由动能定理知：W合 mv2 mgR，故选项C错； 根据能量守恒知：机械能的减少量为|E|Ep|Ek| mgR，故选项B错； 克服摩擦力做的功等于机械能的减少量，故选
11、项D对.,应用功能关系解题的关键 应用功能关系解题的关键是深刻理解不同功能关系的含义： (1)重力做功是物体重力势能变化的原因，重力做多少功，重力势能就减少多少； (2)弹力做功是弹簧弹性势能变化的原因，弹力做多少功，弹性势能就减少多少； (3)合力做功是物体动能变化的原因，合力做多少功，动能就增加多少； (4)除重力和系统内弹力之外的其他力做功是机械能变化的原因，其他力做多少功，机械能就增加多少.,答案,解析,针对训练 如图4所示为低空跳伞表演，假设质量为m的跳伞运动员，由静止开始下落，在打开伞之前受恒定阻力作用，下落的加速度为 g，在运动员下落h的过程中，下列说法正确的是,图4,解析 在运
12、动员下落h的过程中，重力势能减少了mgh，故A错误； 根据牛顿第二定律得，运动员所受的合力为F合ma mg，则根据动能定理得，合力做功为 mgh，则动能增加了 mgh，故B正确； 合力做功等于重力做功与阻力做功的代数和，因为重力做功为mgh，则 克服阻力做功 mgh，故C错误； 重力势能减少了mgh，动能增加了 mgh，故机械能减少了 mgh，故D错误.,达标检测,1.(能源的利用)关于能源的开发和应用，下列说法中正确的是 A.能源应用的过程就是内能转化为机械能的过程 B.化石能源的能量归根结底来自于太阳能，因此化石能源永远不会枯竭 C.在广大的农村推广沼气意义重大，既变废为宝，减少污染，又大
13、量节 约能源 D.随着科学技术的发展，煤炭资源将取之不尽、用之不竭,1,2,3,4,答案,解析,解析 能源应用过程并不单纯是将内能转化为机械能的过程，各种转化形式均可为人类服务，A错误； 化石能源的能量虽然来自太阳能，但要经过数亿年的地质演变才能形成，且储量有限，为不可再生能源，B错误； 在广大农村推广沼气对改善农村环境、节约能源意义重大，功在当代，利在千秋，C正确； 无论技术先进与否，煤炭资源不可能取之不尽、用之不竭，D错误.,1,2,3,4,A.选手从开始跳下到入水的时间等于2秒 B.选手在空中下落过程中重力势能增大 C.选手在空中下落过程中动能增大 D.选手在空中下落过程中机械能增大,2
14、.(功能关系)(2018新昌中学高三选考适应性考试)如图5所示为一选手从距离水面高为20米的悬崖上跳下，选手受到的空气阻力跟速度成正比(g取10 m/s2)，则以下说法正确的是,答案,图5,1,2,3,4,3.(功能关系)(2018杭西高高一4月测试)韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员.他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿势下滑了一段距离，重力对他做功1 900 J，他克服阻力做功100 J.韩晓鹏在此过程中 A.动能增加了1 900 J B.动能增加了2 000 J C.重力势能减小了1 900 J D.机械能减小了2 000 J,答案,1,2,3,4,4.(能量守恒定律的应用)如图6所示，质量为m的物块与水平面间的动摩擦因数为，物块压缩弹簧至A点由静止释放，到B点时对圆弧轨道的压力为5mg，已知A、B间的水平距离为L，圆弧轨道半径为R，求释放物块时弹簧的弹性势能.,图6,答案 mgL2mgR,答案,解析,1,2,3,4,由牛顿第三定律得FN5mg 从A至B的过程中，由能量守恒定律：,由得：EpmgL2mgR.,1,2,3,4,
