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1、第十节能量守恒定律与能源第十节能量守恒定律与能源学学.科科.网网目目目目标导标导航航航航学习目标：学习目标：1.了解各种不同形式的能，知道能量了解各种不同形式的能，知道能量守恒定律确定的两类重要事实守恒定律确定的两类重要事实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、解释一些实际问题恒的观点分析、解释一些实际问题3.了解能量耗散，知道能源短缺和环境恶化问题了解能量耗散，知道能源短缺和环境恶化问题,增强节约能源和环境保护意识增强节约能源和环境保护意识重点难点：重点难点：对能量守恒定律的理解及应用对能量守恒定律的理解及应用学.科.网新新 知知 初初
2、探探 自自主主学学习习 一、能量守恒定律一、能量守恒定律学学.科科.网网 自主探究自主探究 不同的运不同的运动动形式形式间间的的联联系系1.不同的运不同的运动动形式形式间间相互相互转转化化电电流的化学效流的化学效应应揭示了揭示了电电与化学之与化学之间间的的联联系；系；电电流的磁效流的磁效应应和和电电磁感磁感应应揭示了揭示了电电与磁之与磁之间间的的联联系；系；电电流的流的热热效效应应和温差和温差电现电现象揭示了象揭示了热热和和电电之之间间的的联联系系;摩擦生摩擦生热热揭示了力和揭示了力和热热之之间间的的联联系；系；2.转转化中遵守的化中遵守的规规律律大大量量事事实实和和实实验验确确认认：(1)永
3、永动动机机是是_制制成成的的；(2)不不同同形形式式能能量量之之间间在在相相互互转转化化的的过过程中程中,能量的能量的总总量量_不可能不可能不不变变成功成功发现发现能能量量既既不不会会凭凭空空_,也也不不会会凭凭空空_,它它只只能能从从一一种种形形式式_为为另另一一种种形形式式,或或者者从从一一个个物物体体_到到别别的的物物体体,在在转转化化或或转转移移的的过过程程中中,能量的能量的_保持不保持不变变产产生生消失消失转转化化转转移移总总量量二、能源和能量耗散二、能源和能量耗散学学.科科.网网1.能量耗散能量耗散燃燃料料燃燃烧烧时时把把自自己己的的热热量量释释放放出出去去,电电池池中中的的化化学
4、学能能转转化化为为电电能能,它它又又通通过过灯灯泡泡转转化化成成_能能和和_能能,热热和光被其他物和光被其他物体体吸吸收收之之后后变变成成周周围围环环境境的的_能能，我我们们无无法把法把这这些散失的能量收集起来重新利用些散失的能量收集起来重新利用内内光光内内学.科.网2.能源危机的含能源危机的含义义在在能能源源的的利利用用过过程程中中,即即在在能能量量的的转转化化过过程程中中,能能量在数量上量在数量上_,但在可利用的品但在可利用的品质质上上_了了,从便于利用的从便于利用的变变成成_的了的了3.能量能量转转化的方向性与化的方向性与节约节约能源的必要性能源的必要性_反映了能量反映了能量转转化的宏化
5、的宏观过观过程具有方程具有方向性向性,所以能源的利用是有条件的所以能源的利用是有条件的,也是有代价的也是有代价的,所以自然界的能量所以自然界的能量虽虽然然_,但但还还是很有必要是很有必要节约节约能源能源并未减少并未减少降低降低不便于利用不便于利用能量耗散能量耗散守恒守恒要要 点点 探探 究究 讲讲 练练 互互 动动要点要点1 1对对功与能关系的理解功与能关系的理解1.功是能量转化的量度功是能量转化的量度不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的.做功的过程就是各种形式的能量之间转化做功的过程就是各种形式的能量之间转化(或转或转移移)的过程且做了多少功，就有
6、多少能量发生的过程且做了多少功，就有多少能量发生转化转化(或转移或转移)，因此，功是能量转化的量度，因此，功是能量转化的量度2.不同形式的能量变化与不同的功对应不同形式的能量变化与不同的功对应学学.科科.网网功功能的能的变变化化表达式表达式重力重力做功做功正功正功重力重力势势能减少能减少重力重力势势能能变变化化WGEp1Ep2负负功功重力重力势势能增加能增加弹弹力力做功做功正功正功弹弹性性势势能减少能减少弹弹性性势势能能变变化化W弹弹Ep1Ep2负负功功弹弹性性势势能增加能增加功功能的能的变变化化表达式表达式合力合力做功做功正功正功动动能增加能增加动动能能变变化化W合合Ek2Ek1负负功功动动
7、能减少能减少除重力除重力(或系或系统统内内弹弹力力)外其他力外其他力做功做功正功正功机械机械能增加能增加机械能机械能变变化化W外外E2E1负负功功机械机械能减少能减少例例1学.科.网【思思路路点点拨拨】首首先先根根据据物物体体的的运运动动情情况况判判定定其其受受力力情情况况，再再判判断断各各力力做做功功情情况况，然然后后根根据据功与能的关系判定能量功与能的关系判定能量变变化情况化情况【精精讲讲精精析析】在在下下落落到到地地面面的的过过程程中中，重重力力做做功功为为WGmgh，由由重重力力做做功功与与重重力力势势能能关关系系知知，重重力力势势能能的的减减少少量量为为：EpWGmgh，故故A错错，
8、故，故D正确；正确；物体受力如物体受力如图图7101.由牛由牛顿顿第二定律得第二定律得图图7101【答案答案】BD【规规律律总总结结】熟熟练练掌掌握握不不同同性性质质的的力力做做功功与与不同形式的能不同形式的能变变化的关系化的关系变变式式训练训练1.一一个个盛盛水水袋袋，某某人人从从侧侧面面缓缓慢慢推推装装液液体体的的袋袋壁壁使使它它变变形形至至如如图图7102所所示示位位置置，则则此此过过程中袋和液体的重心将程中袋和液体的重心将()图图7102学学.科科.网网A逐逐渐渐升高升高B逐逐渐渐降低降低C先降低再升高先降低再升高 D始始终终不不变变解解析析：选选A.人人对对液液体体做做正正功功，液液
9、体体的的机机械械能能增增加加，液液体体缓缓慢慢移移动动可可以以认认为为动动能能不不变变，重重力力势势能增加，重心升高，能增加，重心升高，A正确正确学.科.网要点要点2 2对对能量守恒定律的理解及能量守恒定律的理解及应应用用1.表达式：表达式：E1减减E2增增2.含义含义(1)某种形式的能减少，一定存在其他形式的能某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量一定和增加量相等增加，且减少量一定和增加量相等(2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的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能量增加，且减少量和增加量一定相等(3)确定了永动机的不可能性确定了永动
10、机的不可能性3.应用步骤应用步骤(1)分清哪些形式的能分清哪些形式的能(如机械能、热能、电能如机械能、热能、电能等等)在变化在变化(2)分别列出减少的能量分别列出减少的能量E减减和增加的能量和增加的能量E增增的表达式的表达式(3)依据能量守恒列式求解依据能量守恒列式求解特特别别提提醒醒：(1)能能量量守守恒恒定定律律是是个个普普遍遍规规律律，它它不不受受条条件件约约束束，是是自自然然科科学学的的基基本本规规律律之之一一(2)应应用用能能量量守守恒恒定定律律解解题题时时，一一定定要要分分清清系系统统中中有有哪哪些些形形式式的的能能,什什么么能能发发生生了了转转化化或或转转移移 下列说法正确的是下
11、列说法正确的是()A随着科技的发展，永动机是可以制成的随着科技的发展，永动机是可以制成的B太阳照射到地球上的光能转化成了其他形太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了C“既要马儿跑，又让马儿不吃草既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能违背了能量守恒定律，因而是不可能的量守恒定律，因而是不可能的D有种有种“全自动全自动”手表，不用上发条，也不用手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生以凭空产生例例2学.科.网【思路点思路点拨拨】解答本解答本题时应题时
12、应把握以下两点：把握以下两点：(1)能量守恒定律能量守恒定律经经受住了事受住了事实实的的检验检验(2)一切一切违违背能量守恒定律的事情都是不能背能量守恒定律的事情都是不能发发生的生的.【精精讲讲精精析析】永永动动机机违违背背了了能能量量守守恒恒定定律律，是是不不可可能能制制成成的的,A错错；太太阳阳辐辐射射大大量量的的能能量量,地地球球只只吸吸收收了了极极少少的的一一部部分分，就就形形成成了了风风、云云、雨雨、雪雪，使使万万物物生生长长,但但辐辐射射到到星星际际空空间间的的能能量量也也没没有有消消失失,一一定定是是转转化化成成了了别别的的能能量量，B错错；马马和和其其他他动动物物，包包括括人人
13、,要要运运动动，必必须须消消耗耗能能量量,动动物物的的能能量量来来源源是是食食物物中中储储存存的的生生物物质质能能，C对对；所；所谓谓“全自全自动动”手表，内部手表，内部还还是有能量是有能量转转化化装装置置的的，一一般般是是一一个个摆摆锤锤，当当人人戴戴着着手手表表活活动动时时，使使摆摆锤锤不不停停摆摆动动，给给游游丝丝弹弹簧簧补补充充能能量量,才才会会维维持持手手表表的的运运行行如如果果把把这这种种手手表表放放在在桌桌面上静置两天，它一定会停面上静置两天，它一定会停摆摆的，的，D错错【答案答案】C【规规律律总总结结】能能量量守守恒恒定定律律是是自自然然现现象象中中普普遍遍成成立立的的规规律律
14、，没没有有特特例例，违违背背能能量量守守恒恒定定律律的的现现象是不存在的象是不存在的变式训练变式训练2.(2012厦门高一检测厦门高一检测)自由摆动的秋千幅度越自由摆动的秋千幅度越来越小，直至最后停止摆动，对于该过程，下来越小，直至最后停止摆动，对于该过程，下列说法正确的是列说法正确的是()A机械能守恒机械能守恒B能量正在消失能量正在消失C减少的机械能转化为内能减少的机械能转化为内能D只有动能和势能相互转化只有动能和势能相互转化解析：选解析：选C.在秋千摆动过程中，空气阻力做功在秋千摆动过程中，空气阻力做功,机械能减少，转化为内能，但能量不会消失，机械能减少，转化为内能，但能量不会消失，C正确
15、正确 (2012大大同同一一中中高高一一月月考考)如如图图7103所所示示，质质量量为为m的的小小铁铁块块A以以水水平平速速度度v0冲冲上上质质量量为为M、长长为为l置置于于光光滑滑水水平平面面C上上的的木木板板B，正正好好不不从从木木板板上上掉掉下下，已已知知A、B间间的的动动摩摩擦擦因数因数为为,此此时时木板木板对对地位移地位移为为x，求，求这这一一过过程中：程中：图图7103例例3(1)木板增加的木板增加的动动能；能；(2)小小铁块铁块减少的减少的动动能；能；(3)系系统统机械能的减少量；机械能的减少量；(4)系系统产统产生的生的热热量量【思思路路点点拨拨】在在此此过过程程中中摩摩擦擦力
16、力做做功功的的情情况况是是：A和和B所所受受摩摩擦擦力力分分别别为为F1、F2,且且F1F2mg,A在在F1的的作作用用下下做做匀匀减减速速运运动动,B在在F2的的作作用用下下做做匀匀加加速速运运动动;当当A滑滑动动到到B的的右右端端时时,A、B达到相同的速度达到相同的速度v，正好不掉下，正好不掉下【答案答案】见见精精讲讲精析精析【方方法法总总结结】通通过过本本题题可可以以看看出出摩摩擦擦力力做做功功可从以下两个方面理解：可从以下两个方面理解：(1)一一对对静静摩摩擦擦力力，如如果果一一个个力力做做正正功功，另另一一个个力力一一定定做做负负功功，并并且且量量值值相相等等，即即一一对对静静摩摩擦
17、力擦力对对系系统统做的做的总总功功为为零，不零，不产产生生热热量量(2)相相互互作作用用的的一一对对滑滑动动摩摩擦擦力力做做功功的的代代数数和和一一定定为为负负值值，即即一一对对滑滑动动摩摩擦擦力力做做功功的的结结果果总总是是使使系系统统的的机机械械能能减减少少，减减少少的的机机械械能能转转化化为为内内能能：QF滑滑s相相，其其中中s相相是是两两个个接接触触面面相相对对滑滑动动的距离的距离(或相或相对对路程路程)变式训练变式训练3.一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块，并从中穿出对于这一过程水平面上的木块，并从中穿出对于这一过程,下列说法正
18、确的是下列说法正确的是()A子弹减少的机械能等于木块增加的机械能子弹减少的机械能等于木块增加的机械能B子弹和木块组成的系统机械能的损失量等子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于系统产生的热量于系统产生的热量C子弹减少的机械能等于木块增加的动能与子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和木块增加的内能之和D子弹减少的动能等于木块增加的动能与子子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块增加的内能之和弹和木块增加的内能之和解析：选解析：选BD.由能量守恒定律可知对子弹来讲由能量守恒定律可知对子弹来讲,减少的机械能一是用于木块增加动能，二是用减少的机械能一是用于木块增加动能，二是用于增加
19、木块和子弹的内能，于增加木块和子弹的内能，D对对子弹和木对对子弹和木块来讲减少的机械能只用来增加它们的内能，块来讲减少的机械能只用来增加它们的内能，B对，对，A、C错错热热 点点 示示 例例 创创 新新 拓拓 展展应应用功能关系解决多用功能关系解决多过过程程问题问题经经典案例典案例(10分分)如如图图7104所示所示,斜面足斜面足够够长长，其，其倾倾角角为为，质质量量为为m的滑的滑块块，距，距挡挡板板P为为x0，以以初初速速度度v0沿沿斜斜面面上上滑滑,滑滑块块与与斜斜面面间间的的动动摩摩擦擦因因数数为为，滑滑块块所所受受摩摩擦擦力力小小于于滑滑块块沿沿斜斜面面方方向向的的重重力力分分力力,若
20、若滑滑块块每每次次与与挡挡板板相相碰碰均均无无机机械械能能损损失失,求滑求滑块块在斜面上在斜面上经过经过的的总总路程路程为为多少？多少？图图7104学.科.网【解解题题样样板板】滑滑块块在在滑滑动动过过程程中中，要要克克服服摩摩擦擦力力做做功功，其其机机械械能能不不断断减减少少；又又因因为为滑滑块块所所受受摩摩擦擦力力小小于于滑滑块块沿沿斜斜面面方方向向的的重重力力分分力力，所所以最以最终终会停在斜面底端会停在斜面底端(2分分)在在整整个个过过程程中中，除除重重力力做做功功外外,只只有有摩摩擦擦力力做做负负功功,设设滑滑块块通通过过的路程的路程为为s,则则克服摩擦力做功克服摩擦力做功为为WFfmgscos(2分分)学.科.网【方方法法总总结结】在在涉涉及及滑滑动动摩摩擦擦力力的的往往复复运运动动中中，要要注注意意摩摩擦擦力力做做功功与与转转化化为为内内能能的的关关系系：E内内Ffs相相对对
