能量守恒定律與能.ppt

1、7.10能量守恒定律以及能量、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、動(dòng)能、知識(shí)回顧、能量和能量的概念。如果一個(gè)物體能在外部做功，我們說(shuō)這個(gè)物體有能量。能量的多樣性對(duì)應(yīng)于不同形式的運(yùn)動(dòng)，并且有許多形式的能量。讓我們來(lái)談?wù)勀闼赖哪芰啃问剑热鐧C(jī)械能、內(nèi)能、電能、太陽(yáng)能、化學(xué)能、生物能、原子能等等。討論并思考：能量之間有什么聯(lián)系嗎？太陽(yáng)能利用：太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，內(nèi)燃機(jī)車將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，水力發(fā)電站將水能轉(zhuǎn)化為電能，水果電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，不同形式的能量在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。導(dǎo)致能量守恒定律最終成立的兩個(gè)重要事實(shí)是什么？導(dǎo)致能量守恒定律最終成立的兩個(gè)重要事實(shí)是永動(dòng)機(jī)的不可能性的成立和各種自然現(xiàn)象之間相互關(guān)

2、系和轉(zhuǎn)化的發(fā)現(xiàn)。內(nèi)容：能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生也不會(huì)憑空消失，但它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體。在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過(guò)程中，能量總量保持不變，定律的表達(dá)式以E開始，以E結(jié)束；導(dǎo)致能量守恒定律最終成立的兩個(gè)重要事實(shí)是什么？在1718世紀(jì)，許多機(jī)械專家已經(jīng)證明永動(dòng)機(jī)是不可能的。1775年，法國(guó)科學(xué)院正式?jīng)Q定不研究和測(cè)試任何永動(dòng)機(jī)。在歷史上，許多人不相信能量守恒定律，并盡最大努力發(fā)明一種機(jī)器永動(dòng)機(jī)，它不消耗能量，但能在外部連續(xù)做功。你認(rèn)為它一旦旋轉(zhuǎn)就能永遠(yuǎn)旋轉(zhuǎn)嗎？根據(jù)能量守恒定律，任何機(jī)器都只能將能量從一種形式轉(zhuǎn)換成另一種形式，但不能憑空制造能量，所以第一種永動(dòng)機(jī)不能制造。能量守

3、恒定律不是一個(gè)人發(fā)現(xiàn)的。到19世紀(jì)40年代，科學(xué)界形成了一種意識(shí)形態(tài)的氛圍，即從聯(lián)系的角度觀察自然，不同的能量可以相互轉(zhuǎn)化。這表明是時(shí)候?qū)㈦x散的環(huán)節(jié)連接成一個(gè)了，也就是說(shuō)，是時(shí)候建立能量轉(zhuǎn)換和守恒定律了。十幾位來(lái)自不同國(guó)家和領(lǐng)域的科學(xué)家，以不同的方式，獨(dú)立地提出了能量守恒定律的內(nèi)容：能量既不能被破壞，也不能被創(chuàng)造，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，能量的總和在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中保持不變。對(duì)能量守恒定律做出重大貢獻(xiàn)的科學(xué)家有：德國(guó)物理學(xué)家兼邁耶博士、英國(guó)物理學(xué)家焦耳、德國(guó)物理學(xué)家兼生理學(xué)家亥姆霍茲等。以下對(duì)能量轉(zhuǎn)換和守恒定律的理解是正確的： (一)某些形式的能量減少

4、，必然有其他形式的能量增加。一個(gè)物體的能量減少必然伴隨著其他物體的能量增加。在沒(méi)有任何外部動(dòng)力的情況下，制造一臺(tái)能繼續(xù)工作的機(jī)器永動(dòng)機(jī)是不可能的。石頭從空中落下，最后落在地上，表明機(jī)械能消失了。注意：能量守恒定律意味著總能量是不變的，但它更重要。轉(zhuǎn)換發(fā)生在不同形式的能量之間，轉(zhuǎn)移發(fā)生在不同的物體之間。既然能量是守恒的，不能被消除，我們?yōu)槭裁匆４婺芰?？能量耗散，?dāng)燃料燃燒時(shí)，一旦它的熱量被釋放，它就不會(huì)再自動(dòng)聚集起來(lái)供人類再利用。電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，電能又通過(guò)燈泡轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能。熱和光被其他物質(zhì)吸收，成為周圍環(huán)境的內(nèi)部能量。我們不能收集這些內(nèi)部能量再利用。這種現(xiàn)象被稱為能量耗散。能量耗

5、散、能量耗散和能量守恒并不矛盾。能量耗散表明，在能量利用過(guò)程中，即能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中，能量的數(shù)量沒(méi)有減少，但可利用的質(zhì)量卻下降了，從方便利用變成了不方便利用。這是節(jié)能的根本原因，從能量轉(zhuǎn)換的角度來(lái)看，能量的耗散反映了自然界宏觀過(guò)程、能量轉(zhuǎn)換和傳遞的方向性。內(nèi)能總是自發(fā)地從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體，而不是從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體。機(jī)械能可以完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能不能在不引起其他變化的情況下完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。例如，在行駛的汽車中，燃料燃燒產(chǎn)生的內(nèi)部能量的370/0被發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)消除，370/0被排氣管直接排出，260/0被發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換成機(jī)械能輸出。能量耗散從能量轉(zhuǎn)換的角度反映了自然界宏觀過(guò)程的方向性。正

6、是由于能量轉(zhuǎn)換的方向性，能量的利用受到這種方向性的限制，所以能量的利用是有條件的，并且是有代價(jià)的。通過(guò)以上分析，我們知道：閱讀課本，1。了解人類能源應(yīng)用的過(guò)程和能源在人類社會(huì)發(fā)展中的作用；人類在使用能源的同時(shí)對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。人類在使用能源方面經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)期，即木柴時(shí)期、煤炭時(shí)期和石油時(shí)期。一次能源：指未經(jīng)加工轉(zhuǎn)化直接取自自然界的各種能量和資源：一次能源加工轉(zhuǎn)化后獲得的能源產(chǎn)品。1.能量守恒定律1內(nèi)容：能量既不會(huì)被破壞，也不會(huì)被創(chuàng)造，只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體。在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量保持不變。建立過(guò)程2。能量和能量耗散1。內(nèi)容：能量轉(zhuǎn)換具有方

7、向性2。節(jié)約能源意義重大?？偨Y(jié)一下，通過(guò)對(duì)這一課的學(xué)習(xí)，我們知道我們所學(xué)的是應(yīng)用的。在下列能源中，主要的可再生能源是：(一)太陽(yáng)能；(二)石油；(三)風(fēng)能；(四)天然氣。二次能源屬于(a)水能，b)電能，c)焦炭，d)核能。在以下能源中，未來(lái)理想的清潔能源是(a)氫能、b)核能、c)太陽(yáng)能、d)風(fēng)能、AC、BC、ABCD，這些能源已經(jīng)投入使用。近年來(lái)，公共汽車和出租車使用天然氣代替汽油作為燃料的改革取得了顯著進(jìn)展。當(dāng)你走在街上時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)許多公共汽車和出租車上都印有“天然氣”，這意味著它們使用天然氣作為燃料。推動(dòng)這一改革的主要目的是：(a)延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命，b)促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和西部開發(fā)，c)減少

8、空氣污染，d)節(jié)約能源，c)學(xué)以致用，一個(gè)物體沿著一個(gè)粗糙的斜坡勻速下滑，那么下面的說(shuō)法是正確的：(a)物體的機(jī)械能不變。內(nèi)能保持不變。機(jī)械能減少，機(jī)械能減少，但內(nèi)能增加。機(jī)械能減少，但內(nèi)能增加。應(yīng)用你所學(xué)的。一根質(zhì)量均勻、重量不可伸長(zhǎng)的繩子是g。A和B的兩端固定在天花板上，如圖所示。目前，一個(gè)垂直向下的力被施加到最低點(diǎn)c，最低點(diǎn)被緩慢地拉到D點(diǎn).在這個(gè)過(guò)程中，繩子的重心位置逐漸上升。逐漸下降。先下降后上升。始終保持不變。當(dāng)外力作用在繩子上時(shí)，繩子的機(jī)械能增加。因?yàn)槔K子的動(dòng)能是恒定的，所以增加的一定是重力勢(shì)能，這是重心上升的結(jié)果。正確的選擇是a .啟示：很難確定繩索重心的具體位置，人們往往錯(cuò)誤地認(rèn)為當(dāng)繩索被外力拉下時(shí)，繩索的重心會(huì)逐漸降低。在這里，我們運(yùn)用功能原理對(duì)問(wèn)題做出正確的判斷。工作和精力密切相關(guān)。在力學(xué)領(lǐng)域，功和能量之間關(guān)系的主要表現(xiàn)是什么？在力學(xué)領(lǐng)域中，函數(shù)關(guān)系的主