能量守恒定律
什么是能量守恒定律
什么是能量守恒定律能量守恒定律是一个基本的物理定律，它可以总结为能量在一个系统中的总量是不会改变的。
这个定律表明，虽然能量可以在不同形式之间进行转换，但能量的总量始终保持不变。
能量守恒定律可以追溯到19世纪初的能量研究中，当时科学家开始意识到能量的转化和守恒是一个十分重要的观测。
根据这个定律，理论上能够精确计算出一个系统中能量的输入和输出情况，从而更好地理解和预测自然界中的各种现象。
能量守恒定律的核心思想是，能量可以从一种形式转换为另一种形式，但总量不会改变。
这意味着在一个封闭系统中，能量的总和保持不变。
以机械能为例，当一个物体在重力作用下下落时，它的势能会逐渐转化为动能。
当物体到达最低点并停止下落时，它的势能为零，而动能达到最大值。
整个过程中，物体的总能量保持不变。
类似地，能量守恒定律也适用于其他形式的能量转化，例如热能转化为机械能或电能。
这个定律的实际应用非常广泛，例如在能源领域，研究人员可以利用守恒定律来评估能源转化的效率。
此外，能量守恒定律还可以解释一些自然界中的特殊现象，如能量的传递、波动现象等。
然而，需要注意的是能量守恒定律并非绝对适用于所有情况。
在微观粒子水平上，在量子力学的框架下，能量可以呈现出一定的波动性。
在这种情况下，守恒定律仅仅是平均意义上成立，无法完全精确描述量子系统中的能量变化。
尽管如此，在宏观尺度上，能量守恒定律是一个强大而普遍适用的定律。
人类通过能源转化和利用来满足生产、生活和发展等各个方面的需求，都离不开能量守恒定律的指导。
正是因为有了这个定律的基础，我们才能更好地理解和利用能量，促进科学技术的发展。
力学中的能量守恒定律
力学中的能量守恒定律力学是研究物体运动和作用力的学科，而能量守恒定律是力学中的一个基本原理。
能量守恒定律表明在封闭系统中，能量的总量保持不变，只能从一种形式转化为另一种形式，而不能被创造或者消失。
这个定律具有普适性和不可逆性，它在物理学的许多领域都得到了广泛的应用和验证。
在力学中，能量可以分为动能和势能两种形式。
动能是物体由于运动而具备的能量，它的大小与物体的质量和速度有关。
动能的公式为E_k = 1/2mv^2，其中E_k表示动能，m表示物体的质量，v表示物体的速度。
这个公式告诉我们，当物体的质量增加或者速度增加时，动能也会增加。
例如，当我们踢足球时，踢出的球速度越大，球的动能就越大。
另一种形式的能量是势能，它是物体由于位置而具备的能量。
常见的势能有重力势能和弹性势能。
重力势能是由于物体被抬高而具备的能量，其大小与物体的质量、重力加速度和高度有关。
重力势能的公式为E_p = mgh，其中E_p表示重力势能，m表示物体的质量，g表示重力加速度，h表示物体的高度。
这个公式告诉我们，当物体的质量增加或者高度增加时，重力势能也会增加。
例如，当我们把一个石头举起来，石头的重力势能就增加了。
与重力势能相似，弹性势能是由于物体被压缩或拉伸而具备的能量。
弹性势能的大小与物体的弹性系数和形变量有关。
当物体被压缩或拉伸时，其形变量增加，弹性势能也会增加。
例如，当我们把一个弹簧压缩或拉伸，弹簧的弹性势能就会增加。
能量守恒定律告诉我们，在物体的运动过程中，动能和势能可以相互转化，总能量保持不变。
例如，当一个物体下落时，它的重力势能会逐渐转化为动能，当到达最低点时，重力势能为零，动能最大。
相反，当物体上升时，它的动能会逐渐转化为重力势能，当到达最高点时，动能为零，重力势能最大。
这个过程可以用以下公式表示：E_k1 + E_p1 = E_k2 + E_p2，其中E_k1表示起始时刻的动能，E_p1表示起始时刻的势能，E_k2表示终止时刻的动能，E_p2表示终止时刻的势能。
能量守恒三个公式
能量守恒三个公式
摘要：
1.概述能量守恒定律
2.介绍能量守恒的第一个公式：能量总量守恒
3.介绍能量守恒的第二个公式：能量转换守恒
4.介绍能量守恒的第三个公式：能量传递守恒
5.总结能量守恒的重要性和应用
正文：
能量守恒定律是自然界最基本、最重要的物理定律之一。
它告诉我们，在一个封闭系统内，能量既不能被创造，也不能被销毁，只能从一种形式转换为另一种形式，或者从一个物体传递到另一个物体。
这就是能量的守恒，它包括三个方面：能量总量守恒、能量转换守恒和能量传递守恒。
首先，能量总量守恒。
这意味着在一个封闭系统内，总能量量是恒定的，不会增加或减少。
无论系统内的能量以何种形式存在，其总和总是保持不变。
例如，在机械能系统中，系统的机械能在任何时刻都保持不变，即机械能的初末值相等。
其次，能量转换守恒。
这是指在一个封闭系统内，能量可以从一种形式转换为另一种形式，但转换的过程中，能量的总量保持不变。
比如，在热力学系统中，系统的内能可以转换为机械能，或者机械能可以转换为内能，但无论怎样转换，系统的总能量都保持不变。
最后，能量传递守恒。
这是指在一个封闭系统内，能量可以从一个物体传
递到另一个物体，但传递的过程中，总能量保持不变。
例如，在热传导过程中，热量会从高温物体传递到低温物体，但总的热量量保持不变。
能量守恒定律在科学研究和实际应用中起着重要的作用，它是我们理解和研究自然界各种现象的基础。
能量守恒定律
能量守恒定律定律内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。
1)自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应：物体运动具有机械能、分子运动具有内能、电荷的运动具有电能、原子核内部的运动具有原子能等等。
(2)不同形式的能量之间可以相互转化：“摩擦生热是通过克服摩擦做功将机械能转化为内能；水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起，表明内能转化为机械能；电流通过电热丝做功可将电能转化为内能等等”。
这些实例说明了不同形式的能量之间可以相互转化，且是通过做功来完成的这一转化过程。
(3)某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，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。
三维空间的直角坐标系1．作为坐标系必须满足三要素：原点、单位和方向，三维空间的直角坐标系关键一个问题是方向，二维平面直角坐标系怎么排列都行，三维时三个相互垂直的坐标轴方向该如何排列呢，出现了两种情况，为了明确，我们采用的是右手螺旋法则，即的方向顺序按拇、食、中指排列见图7-12．空间直角坐标系建立以后。
涉及一系列术语，它们的坐标表达（）为1）、原点（0，0，0）2）、坐标轴X轴（，0，0） Y轴（0，，0） Z轴（0，0，）3）、坐标面 XOY 面（，，0 ） YOZ面（0，，） ZOX面（，0，）4）、卦限：三个相互垂直的坐标面把三维空间分成了八个卦限，各卦限内点（）由其取值的正负来分见图7-2。
3．注意同一个解析式在不同的空间坐标系下有不同的含义。
例如：一维直线上表示一个点二维平面上表示一条直线三维空间上表示一个平面在三维几何空间这个点集与三元数组集合由坐标系的建立使之成为一一对应了，以后不引起混淆时，我们常不加区别的说（）为几何空间中的一点，或几何空间的点是（）。
二、上两点间的距离、邻域、区域等概念1．上两点间的距离一维直线上的两点间的距离是绝对值二维平面上两点间距离是勾股定理 P Q 三维空间上两点间的距离P Q 实际上这种距离的定义是推广了的勾股定理，我们称为欧氏距离，回顾一元微积分的系统，我们的目的是用极限工具研究函数而极限的刻画是在某点的附近即姚用邻域的思想。
能量守恒定律
能量守恒定律
练习.自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法 正确的是( D ) A.机械能守恒 B.能量正在消失 C.只有动能和重力势能的相互转化 D.减少的机械能转化为内能，但总能量守恒
创新微课
能量守恒定律
创新微课
【例2】 如图所示，一个小铁块沿半径为R＝0.2 m的半球内壁自上端由静止 下滑，当滑至半球底部时，速度为1 m/s，设此过程中损失的机械能全部 变为内能，并有40%被铁块吸收．已知铁的比热容c＝0.46×103 J/(kg·℃)，
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能量守恒定律
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典例精析
例题 如图所示，直立容器内部被隔板隔开的A、B两部分气体，A的密 度小，B的密度大，加热气体，并使两部分气体混合均匀，设此过程中
气体吸热为Q，气体内能的增量为ΔU，则(B )
A.ΔU＝Q C.ΔU>Q
B.ΔU<Q D.无法比较
混合均匀后，气体的重心应在中线上，所以有重 力做负功，使气体的重力势能增大
重力加速度g取10 m/s2.求铁块升高的温度．
解析 铁块滑到底部过程中，机械能的损失
Δ E＝mgR－mv2/2 铁块内能的增加Δ U＝Δ E×40% 由Δ U＝cmΔ t得 1.3×10－3 ℃
能量守恒定律
形式 意义
小结
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能量守恒定律
第一类永动机
设想 失败原因
同学，下节再见
能量守恒定律
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解析 因A部分气体密度小，B部分气体密度大，以整体为研究对象，开
始时，气体的重心在中线以下，，由能量守恒定律可知，吸收的热量Q 有一部分增加气体的重力势能，另一部分增加内能.故正确答案为B.
总结提升
利用能量守恒定律解决问题时，首先应明确题目中涉及哪几种形式的能 量，其次分析哪种能量增加了，哪种能量减少了，确定研究的系统后， 用能量守恒观点求解.
能量守恒定律能量的转化与守恒
能量守恒定律能量的转化与守恒能量守恒定律：能量的转化与守恒能量，作为物理世界中的基本概念，贯穿着自然界的各个方面。
能量守恒定律是自然界中一个重要的基本定律，它描述了能量在物理系统中的转化和守恒。
本文将深入探讨能量守恒定律以及能量的转化过程。
一、能量守恒定律的表述能量守恒定律，又称为能量守恒原理，指的是在任何封闭系统中，能量的总量是恒定不变的。
换言之，能量既不能被创造，也不能被销毁，只能从一种形式转化为另一种形式。
这一定律的基本表述可以用以下数学公式表示：∑E = 0其中，∑E代表系统中所有能量的总和，它始终等于零。
这意味着在任意能量转化过程中，能量的总量保持不变。
二、能量的转化过程能量的转化是指能量从一种形式转化为另一种形式的过程。
在自然界中，能量的转化过程涉及到各种物理和化学现象。
1. 动能与势能的转化动能是物体由于运动而具有的能量，而势能则是物体在一定的位置或状态下具有的能量。
动能与势能之间可以相互转化。
例如，当一个物体从高处下降时，其势能减少，而动能增加；当物体被抛起时，动能减少，势能增加。
2. 热能的转化热能是由物体分子之间的热运动而产生的能量。
热能可以通过传导、对流和辐射等方式传递。
在能量转化中，热能可以转化为其他形式的能量，如机械能、电能等。
反过来，其他形式的能量也可以转化为热能。
热能的转化过程在能量守恒定律中发挥着重要的作用。
3. 化学能的转化化学能是物质在化学反应中所具有的能量。
化学反应中，化学能可以被释放出来，转化为其他形式的能量。
例如，燃烧是一种常见的化学反应，燃烧过程中化学能被转化为热能和光能。
三、能量守恒定律的应用能量守恒定律不仅在物理学中有广泛应用，也在其他学科领域中发挥着重要作用。
1. 工程领域在工程领域，能量守恒定律被广泛应用于能源的转化与利用。
例如，发电厂中的火力发电、水力发电和核能发电等过程都是能量的转化过程，能量守恒定律为各类能源的有效利用提供了理论基础。
2. 环境保护能量守恒定律也在环境保护领域发挥着重要作用。
能量守恒定律
能量守恒定律能量守恒定律是自然界中一条重要的物理定律，它表明在一个系统内，能量不会被创造或者消失，只会从一种形式转化为另一种形式，总能量守恒。
这条定律对于能量转换、能源利用以及环境保护等方面具有重要的指导意义。
一、能量守恒定律的基本原理能量守恒定律是基于能量的观念建立的，它可以通过以下公式来表达：ΔE = E₂ - E₁其中，ΔE表示系统内能量的变化，E₂表示系统的末态能量，E₁表示系统的初态能量。
根据这个公式，系统从初态到末态的能量变化量等于系统内能量的增量。
二、能量守恒定律的应用能量守恒定律在科学研究中有广泛的应用，以下是其中一些典型的例子：1. 热力学系统中的能量守恒热力学系统是一个包含热能和机械能的封闭系统。
根据能量守恒定律，系统的总能量保持不变，热能可以转化为机械能，反之亦然。
这个原理在工程热力学领域中被广泛应用，例如蒸汽发电厂中的热能转化为机械能，再转化为电能。
2. 能源利用与能效提升能量守恒定律对能源的利用和能效的提升起到了重要的指导作用。
在能源开发和利用过程中，合理地使用各种能源资源，遵循能量守恒定律可以最大限度地提高能源利用效率，实现可持续发展。
3. 环境保护与减排能量守恒定律也与环境保护密切相关。
能源的转化和利用过程中，会伴随着能源消耗和排放物的产生。
通过合理地应用能量守恒定律，可以减少能源的浪费，降低碳排放等环境污染物的排放。
三、能量守恒定律的意义和挑战能量守恒定律的存在和应用对于科学领域和工程技术有着深远的影响。
它为能源的转化、利用和环境保护提供了理论指导和技术支持。
然而，能量守恒定律在实践中也面临一些挑战。
1. 能量转化过程中的损耗在实际应用中，能量转化的过程往往伴随着能量损耗。
例如，能源的转化和传输过程中，存在能量转化和传输效率的损耗。
因此，如何减少能量转化过程中的能量损耗，提高能量利用效率是一个重要的研究方向。
2. 新能源开发与利用随着能源需求的增长和传统能源资源的紧缺，新能源的开发与利用成为当今能源领域的重要任务。
能量守恒定律
能量守恒定律墨菲定律能量守恒定律适用于物理的能量学，它的提出者是托马斯杨。
下面是店铺给大家整理的能量守恒定律，供大家参阅!能量守恒定律定义能量是物质运动转换的量度，简称“能”。
世界万物是不断运动的，在物质的一切属性中，运动是最基本的属性，其他属性都是运动的具体表现。
能量是表征物理系统做功的本领的量度。
能量(energy)是物质所具有的基本物理属性之一，是物质运动的统一量度。
能量的单位与功的单位相同，在国际单位制中是焦耳(J)。
在原子物理学、原子核物理学、粒子物理学等领域中常用电子伏(eV)作为单位，1电子伏=1.602,18×10-19焦。
物理领域，也用尔格(erg)作为能量单位，1尔格=10-7焦。
能量以多种不同的形式存在;按照物质的不同运动形式分类，能量可分为机械能、化学能、热能、电能、辐射能、核能。
这些不同形式的能量之间可以通过物理效应或化学反应而相互转化。
各种场也具有能量。
能量的英文“energy”一字源于希腊语：ἐνέργεια，该字首次出现在公元前4世纪亚里士多德的作品中。
伽利略时代已出现了“能量”的思想，但还没有“能”这一术语。
能量概念出自于17世纪莱布尼茨的“活力”想法，定义于一个物体质量和其速度的平方的乘积，相当于今天的动能的两倍。
为了解释因摩擦而令速度减缓的现象，莱布尼茨的理论认为热能是由物体内的组成物质随机运动所构成，而这种想法和牛顿一致，虽然这种观念过了一个世纪后才被普遍接受。
能量(Energy)这个词是T.杨于1807年在伦敦国王学院讲自然哲学时引入的，针对当时的“活力”或“上升力”的观点，提出用“能量”这个词表述，并和物体所作的功相联系，但未引起重视，人们仍认为不同的运动中蕴藏着不同的力。
1831年法国学者科里奥利又引进了力做功的概念，并且在“活力”前加了1/2系数，称为动能，通过积分给出了功与动能的联系。
1853年出现了“势能”，1856年出现了“动能”这些术语。
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A 势能最大 动能为零 O
T
B
G
动能最大 势能最小
结论：在只有重力做功的情况下，物体的
动能和重力势能可以相互转化。 条件：只受重力作用 或 除重力外，其它力不做功
演示三：物体与弹簧的作用
A图：动能最大，弹 性势能为零。 B图：动能为零，弹 性势能最大。 A B：物体动能 转化为弹性势能 B C：物体弹性 势能转化为动能 C
1 mv 2 同样有： 2 1 = mgh
T h
G
可见：1、应用机械能守恒定律只考虑过程的始末状态， 而不考虑两状态之间的运动过程，可简化研究过程。
即：重力做功与路径无关，只与始末位置有关
h
A B
C
D
小球到达A、B、C、D时速度大小一样。
课堂练习：要使一个球着地后回跳的高度比抛出点高 5.0m，必须以多大速度将它竖直抛下？ （不计空气阻力和球落地时的能量损失）
小球下落的高度为h时:
由运动学知识可求得V12=2gh
h
∴EK1 = 1 mv12 2 = 1m · 2gh = mgh 2 EP1 = 0
机械能: E1=EK1+EP1=mgh
V1
E0与E1的关系：E0=E1
三、机械能守恒定律
如果没有摩擦力和介质阻力，物体只 发生动能和势能的相互转化时，机械能的 总量保持不变。
A、EK0+EP0= EK1+EP1
任意状态下，动能和势能总和相等
B、EP0 - EP1= EK1 – EK0
转化过程中，势能的减少等于动能的增加
C、重力做功与路径无关，只与始末位置有关
D、应用机械能守恒定律只考虑过程的始末状态， 而不考虑两状态之间的运动过程，可简化研究过程。
（不计阻力，物体只受重力作用。重 力做负功。） 速度减小，高度增加。即物体动能 减小，重力势能增大。在最高点处， 物体速度减小到零，而高度最大。 即动能全部转化为重力势能 下落过程：重力做正功，
重力势能转化为动能
动能最大 势能最小
h
V
演示二：单摆的摆动过程
受力分析：
（不计阻力，物体受重力和绳子拉力 作用。拉力不做功，只有重力做功）
机械能守恒定律
动能：物体由于运动具有的能
势能：
重力势能：地球上的物体具有跟它的高度有
关的能 弹性势能：物体因弹性形变而具有的能
V
h
一、机械能：物体所具有 的动能和势能统称机械 能 E=EK+EP =
1 2
V
h
mv2+mgh
演示一：竖直上抛的小球
上升过程： 动能转化为重力势能
V=0
动能最小 势能最大
分析：依题意，球在运动过程中机械能守恒。
设物体质量为m，原来高度为h1，速度为v，回跳的高度为 h2，由机械能守恒定律可得
1 mv12 + mgh1 = mgh2 2 解得：v =√2g(h2-h1) v =√2x9.8x5.0
1 mv12 = mg(h2-h1) 2
由题意h2-h1=5.0m，代入上式得
条件：1、只有重力和弹力做功。 2、只发生动能和势能间的相互转化。 表达式： 1、EK0+EP0= EK1+EP1 任意状态下，动能和势能总和相等 2、EP0 - EP1= EK1 – EK0 转化过程中，势能的减少等于动能的增加
V1
不计空气阻力
V
A
不计摩擦阻力
机械能守恒
例题：小球沿光滑斜面下滑，求到达底面时的速度。 斜面高h=0.5m，长S=1m。
A
B
结论：在只有弹力做功的情况下，物体的
动能和弹性势能也可以相互转化。 条件：只有弹力做功 或 除弹力外，其它力不做功
二、在只有重力和弹力做功的情况下，
物体的动能和势能可以相互转化。
小球在刚开始下落时:
EK0 = 1 mv02
2
=0
V0=0
EP0 = mgh 机械能为: E0=EK0+EP0=mgh
m/s=9.9m/s
小结：
一、机械能：物体所具有的动能和势能总和 二、在只有重力和弹力做功的情况下， 物体的动能和势能 可以相互转化。 三、机械能守恒定律 如果没有磨擦和介质阻力，物体只发生动能和势能
的相互转化时，机械能的总量保持不变。 1、条件：A、只有重力和弹力做功。
B、只发生动能和势能间的相互转化。 2、表达式：
分析：受力情况：重力与弹力。 弹力不做功，只有重力做功 T
机械能守恒
S
G
h
则有：EK0+EP0= EK1+EP1
即 mgh = 1 mv12 2
解得V=√ 2gh =√2x9.8x0.5
m/s=3.13m/s
如图，将斜面改为圆形曲面 分析：小球仍受重力与 弹力作用，且在任意位 置，弹力均与曲面切线 垂直， 所以弹力不作功， 只有重力做功，机械能守恒。