高中物理：能量守恒定律
高中物理常见的各种能量及能量守恒定律
高中物理常见的各种能量及能量守恒定律在我们的日常生活中，能量是无处不在的，它以各种形式存在并持续转化。
在物理学中，能量被视为一个物体或系统在一定时间内所能完成的功能，或者说是物体或系统状态的度量。
高中物理课程中，我们主要学习了几种常见的能量形式，并且了解到能量守恒定律的重要性。
我们要了解的是动能。
动能是物体由于运动而具有的能量，它的大小与物体的质量和速度的平方成正比。
在公式中，K=1/2mv²，其中K代表动能，m是物体的质量，v是物体的速度。
我们讨论势能。
势能是物体由于其相对位置、状态等因素而具有的能量。
例如，重力势能是物体由于其高度和质量而具有的能量，弹性势能是物体由于其形状和弹性系数而具有的能量。
势能的公式因势能类型而异，但它们都与物体的质量和状态有关。
我们还要了解电磁能。
电磁能是由于电磁场的作用而产生的能量。
在电场中，电势能是由于电荷在电场中的位置而具有的能量；在磁场中，洛伦兹力可以对带电粒子做功，从而产生电能。
我们要探讨的是内能。
内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和。
对于理想气体，其内能只与温度有关；但对于复杂物质，内能还与物质的相变、化学反应等因素有关。
在学习了各种能量的形式之后，我们引入了能量守恒定律。
这个定律表明，在一个封闭系统中，总能量保持不变。
也就是说，能量不能被创造或消除，只能从一种形式转化为另一种形式。
这个定律是自然界的普适规律，它帮助我们理解并预测物质和能量的行为。
高中物理中常见的各种能量及能量守恒定律是我们理解和解释世界的重要工具。
通过学习这些概念，我们可以更深入地理解自然界的规律和现象，从而更好地掌握物理学知识。
随着科学技术的不断发展，能量转换与守恒定律在日常生活和生产实践中发挥着越来越重要的作用。
高中物理作为学生认识自然界规律的重要学科，能量相关知识是其中不可或缺的重要组成部分。
本文将从高中物理能量相关的知识点、教学方法、实验设计等方面进行阐述，以期为提高高中物理能量教学的效果提供参考。
高中物理能量守恒知识点
高中物理能量守恒知识点高中物理教育在学生的科学普及意识的培养上发挥了至关重要的作用，而其中能量守恒的知识点也是不可或缺的一部分。
在日常的生活中，人们所接触到的环境、事物以及科技设备都离不开能量的应用和转换。
了解和掌握能量守恒的知识是我们生活和工作的基础，下面我将详细的介绍一下高中物理能量守恒的知识点。
一、能量的基本概念能量是指物体所拥有的可以使其进行某些变化或进行某些工作的能力。
其单位为焦耳（J）或千焦（kJ）。
能量守恒定律则是物理学中的一项基本定律，又称能量守恒定律，它表明在一个系统中，能量的总量始终不变。
二、能量守恒定律与能量转移根据能量守恒定律，能量既不能被创造也不能被毁灭，而只会从一种形式转化为另一种形式。
在物理实验中，能量的转移可以通过热传导、辐射、传热等方式进行。
例如太阳能的利用，它通过辐射能将能量转化为光能或热能，在生活中，我们也经常用到这些转移。
三、能量也具有守恒性能量守恒还与物体本身的速度有关，实践证明一个物体的动能与它的质量成正比，和速度成平方正比，这就是著名的动能定理公式：K = 1/2 mv²。
在机械运动过程中，如滑动摩擦等，因为机械能会受到损失，所以总的机械能是不守恒的。
而动能定理则告诉我们，这部分失去的能量其实是被转化为热能而存在的。
四、能量守恒在工程中的应用能量守恒在工科和工程学科中的应用也非常普遍。
在热力学领域，我们经常会接触到一些特殊的工作系统，如热力发电站、汽轮机、燃汽轮机等，其中能量的准确计算和转化就是它们存在的重要目的之一。
而在机械和电子工程领域中，也会遇到对能量守恒的应用问题，如机械能设备的管理、电力系统的负载平衡等。
五、能源的管理与保护随着社会的发展，对自然能源的使用和开发已经不可避免的走向了一个危机的局面，因此直接管理和保护能源就成为了各大政策制定者的职责之一。
在生活中，我们也应当尽量控制自己的能源使用，减少能源浪费，从而做出我们自己力所能及的应该做的事。
新教材人教版高中物理选择性必修第三册 3-3能量守恒定律 教学课件
新课导入
让“饮水小鸭”“喝” 完一口水后，直立起来。 直立一会儿，又会慢慢俯下身去，再“喝”一口，然 后又会直立起来。如此循环往复....
这种“饮水小鸭”玩具是一架永动机吗?
第三页，共二十六页。
新课讲解
一、探索足迹
人类对能量的认识
人类对能量的认识能量的概念是人类在对物质运动规律进行长期探索中建立起来的。 所有自然现象都涉及能量，人类的任甸活动都离不开能量。能量具有不同的形式，有描述 热运动的内能、描述机械运动的机械能、描述光辐射的光能，等等。不同形式的运动都可 以用能量来描述。
A错误，符合题意；D正确，不符合题意； BC．冰雹的势能转化为冰雹的动能与内能，所以BC正确，不符合题意；
故选A。
答案:A
第二十三页，共二十六页。
3. 风力发电是一种环保的电能获取方式.图为某风力发电站外观图．假设
当地水平风速约为10m/s，该风力发电站利用风的动能转化为电能的效率 约为20％，风力发电机的叶片长度为10m，空气的密度是1.29kg/m³，某一 工厂用电的功率为320kW，则大约需要多少台这样风力发电机同时为该工 厂供电（ ）
3 、意义：能量守恒定律是自然界最普遍，最重要，最可靠的自然规律之一，它 与细胞学说，进化论一起被恩格斯誉为十九世纪自然科学的三大发现。
第十一页，共二十六页。
三、第一类永动机
1、 第一类永动机 概念：不需要任何动力或燃料，却能源源不断地对外做功.
结果：无一例外地归于失败.
原因：违背了热力学第一定律.
许多类似的设计方案中认识到永动机的尝试是注定要
失败的.他写道：“永恒运动的幻想家们！你们的探索
何等徒劳无功！还是去做淘金者吧！”
达·芬奇设想的永动机
高中物理的能量守恒定律知识点
高中物理的能量守恒定律知识点高中物理的学习中会有很多关于守恒的定律，下面店铺的小编将为大家带来能量守恒的定律介绍，希望能够帮助到大家。
高中物理的能量守恒定律介绍能量守恒定律内容能量守恒定律也称能的转化与守恒定律。
其内容：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其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体;在转化或转移的过程中，能量的总量不变。
高中物理都研究了哪些形式的能量?研究能量守恒定律，要搞明白咱们主要研究哪些能量呢?从解高中物理题的角度来分析，我们主要分析的是这五种形式的能量：动能、弹性势能、重力势能、内能、电势能。
注：内能包括摩擦生热与焦耳热两种形式，高中不考磁能。
动能、弹性势能、重力势能这三种形式能量之和称之为机械能。
当然，上述五种形式的能量，是力学与电磁学常考到的。
选修内容中的机械振动也是具有能量的，还有光子能量，核能等等，这些都不在本文讨论范围内，不过同学们需要知道，光电效应方程与波尔能级方程也都是能量守恒定律的推导。
能量守恒定律的公式E1=E2即，初始态的总能量，等于末态的总能量。
或者说，能量守恒定律，就是说上文提到的五种形式的能量之和是恒定的。
机械能守恒定律与能量守恒定律关系机械能守恒定律是能的转化与守恒定律的特殊形式。
两者大多都是针对系统进行分析的。
(1)在只有重力、弹力做功时，系统对应的只有动能、弹簧弹性势能、重力势能三种形式能量之间的变化。
(2)在有重力、弹簧弹力、静电场力、摩擦力、安培力等等，众多形式的力做功时，系统对应的有动能、弹簧弹性势能、重力势能、电势能、摩擦热、焦耳热等等众多形式的能量变化，而这些能量也是守恒的。
从上述对比中不难看出，机械能守恒是能量守恒的一种特例。
因此，在熟练掌握能的转化与守恒定律内容的基础上，我们可以使用能量守恒来解决机械能守恒的问题。
或者说，能量守恒掌握的非常棒了，我们就可以把机械能守恒忘掉了。
能量守恒定律的前提条件问：什么情况下能用能量守恒定律解题?回答，我们是建立在解物理题技巧的基础上的。
高中物理三大守恒定律
高中物理三大守恒定律
高中物理三大守恒定律是物理学中最基本的定律之一，它们是能量守恒定律、动量守恒定律和角动量守恒定律。
这三大定律在解决物理问题和预测物理现象中发挥着重要的作用。
能量守恒定律指出，在一个封闭系统中，能量总量保持不变，只能从一种形式转换为另一种形式。
这意味着能量不能被创造或摧毁，而只能从一个形式转移到另一个形式。
例如，当一个物体沿着斜面滚动时，它的重力势能将转化为动能。
动量守恒定律描述了在一个封闭系统中，物体的总动量保持不变。
动量是物体的质量和速度的乘积。
这意味着，在一个封闭系统中，任何一个物体的运动都会影响其他物体的运动。
例如，当一个火箭发射的推进气体逸出时，火箭会向相反方向移动。
角动量守恒定律指出，在一个封闭系统中，物体的总角动量保持不变。
角动量是物体的质量、速度和距离的乘积。
这意味着，一个物体的自身旋转或者两个物体之间的旋转都会对系统总角动量产生影响。
例如，当一个滑轮被拉起时，绳子向上拉动滑轮，因此滑轮本身也开始旋转。
这三大守恒定律为理解和解释物理现象提供了基础，也为工程应用提供了指南。
它们的应用范围涵盖了从微观粒子到宏大宇宙的所有物理系统。
- 1 -。
人教版高中物理选修3-3第十章第三节热力学第一定律能量守恒定律课件
物 体 重 力 势 能 的 减 少 ， ΔU ＝ ΔE ＝ (M ＋ m)gh ＝ (15 ＋
5)×10×(50－40)×10－2 J＝20 J。
答案：20 J
(3)功和能可以相互转化。
(× )
(4)第一类永动机不能制成，是因为它违背了能的转化和守恒定律。
(√ )
(5)某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加。
(√ )
(6)自由摆动，但
总能量守恒。
(√ )
2．自主探究 (1)快速推动活塞对汽缸内气体做功 10 J，气体内
3．第一类永动机失败的原因分析： 如果没有外界热源供给热量，则有 U2－U1＝W，就是说， 如果系统内能减少，即 U2＜U1，则 W＜0，系统对外做功是要以 内能减少为代价的。若想源源不断地做功，就必须使系统不断回 到初始状态，在无外界能量供给的情况下是不可能的。
[典例 2]如图所示，容器 A、B 各有一个可以自由 移动的轻活塞，活塞下面是水，上面是大气，大 气压恒定。A、B 的底部由带阀门 K 的管道相连， 整个装置与外界绝热。原先 A 中水面比 B 中的高，打开阀门， 使 A 中的水逐渐向 B 中流动，最后达到平衡。在这个过程中( ) A．大气压对水做正功，水的内能减少 B．水克服大气压做功，水的内能减少 C．大气压对水不做功，水的内能不变 D．大气压对水不做功，水的内能增加
对能量守恒定律的理解及应用
1．能量的存在形式及相互转化： (1)各种运动形式都有对应的能：机械运动有机械能，分子的 热运动有内能，还有诸如电磁能、化学能、原子能等。 (2)各种形式的能，通过某种力做功可以相互转化。例如，利 用电炉取暖或烧水，电能转化为内能；煤燃烧，化学能转化为内 能；列车刹车后，轮子温度升高，机械能转化为内能。
高中物理能量守恒定律【高中物理能量守恒定律公式
高中物理能量守恒定律【高中物理能量守恒定律公式在高中物理学习过程中，能量守恒属于一项极为重要的知识点，熟练掌握这一内容对于提高学生的物理知识分析能力有很大帮助，下面是小编给大家带来的高中物理能量守恒定律公式，希望对你有帮助。
高中物理能量守恒定律公式1.阿伏加德罗常数NA=×1023/mol;分子直径数量级10-10米2.油膜法测分子直径d=V/s {V:单分子油膜的体积，S:油膜表面积2｝3.分子动理论内容：物质是由大量分子组成的;大量分子做无规则的热运动;分子间存在相互作用力。
4.分子间的引力和斥力r10r0，f引=f斥≈0，F分子力≈0，E分子势能≈05.热力学第一定律W+Q=ΔU{，W:外界对物体做的正功，Q:物体吸收的热量，ΔU:增加的内能，涉及到第一类永动机不可造出｝6.热力学第二定律克氏表述：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其它变化;开氏表述：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其它变化{涉及到第二类永动机不可造出｝7.热力学第三定律：热力学零度不可达到{宇宙温度下限：-摄氏度｝注:布朗粒子不是分子,布朗颗粒越小，布朗运动越明显,温度越高越剧烈;温度是分子平均动能的标志;分子间的引力和斥力同时存在,随分子间距离的增大而减小,但斥力减小得比引力快;分子力做正功，分子势能减小,在r0处F引=F斥且分子势能最小;气体膨胀,外界对气体做负功W0;吸收热量，Q>0物体的内能是指物体所有的分子动能和分子势能的总和，对于理想气体分子间作用力为零，分子势能为零;r0为分子处于平衡状态时，分子间的距离;其它相关内容：能的转化和定恒定律/能源的开发与利用、环保/物体的内能、分子的动能、分子势能。
高中物理能量守恒知识点功是一个过程量，与力在空间的作用过程相关。
恒力功的计算公式与物体运动过程无关;重力功、弹力功与路径无关。
功是一个标量，但有正负之分。
功率P：功率是表征力做功快慢的物理量、是标量：P=W/t 。
新教材-人教版高中物理必修第三册-第12章-电能-能量守恒定律-知识点考点重点难点提炼汇总
第12章电能能量守恒定律1.电路中的能量转化 (1)2.闭合电路的欧姆定律 (5)3.实验：电池电动势和内阻的测量 (11)4.能源与可持续发展 (17)1.电路中的能量转化一、电功和电功率1．电流做功的实质：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功。
2．电功(1)定义：电流在一段电路中所做的功，等于这段电路两端的电压、电路中的电流、通电时间三者的乘积。
(2)公式：W＝UIt。
(3)单位：国际单位是焦耳，符号是J。
3．电功率(1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比。
(2)公式：P＝Wt＝UI。
(3)单位：国际单位是瓦特，符号是W。
二、焦耳定律1．内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。
2．表达式：Q＝I2Rt。
3．热功率三、电路中的能量转化1．电动机工作时的能量转化(1)能量关系：电动机从电源获得的能量一部分转化为机械能，还有一部分转化为内能。
(2)功率关系：电动机消耗的功率P电等于电动机的输出功率P机与电动机损失的功率P损之和，即：P电＝P机＋P损，P电＝UI，P损＝I2R。
2．电池充电时的能量转化电池从电源获得的能量一部分转化为化学能，还有一部分转化为内能。
考点1：串、并联电路中电功率的计算1．串联电路功率关系(1)各部分电路电流I相同，根据P＝I2R，各电阻上的电功率与电阻成正比。
(2)总功率P总＝UI＝(U1＋U2＋…＋U n)I＝P1＋P2＋…＋P n。
2．并联电路功率关系(1)各支路电压相同，根据P＝U2R，各支路电阻上的电功率与电阻成反比。
(2)总功率P总＝UI＝U(I1＋I2＋…＋I n)＝P1＋P2＋…＋P n。
3．结论无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率均等于各负载消耗的功率之和。
【例1】有额定电压都是110 V，额定功率P A＝100 W，P B＝40 W 的电灯两盏，若接在电压是220 V的电路上，两盏电灯均能正常发光，那么电路中消耗功率最小的电路是( )A B C D思路点拨：(1)电路的总功率等于各用电器消耗的功率之和。
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1836
1841
年
年
焦耳测定 做功与传 热的关系
1842
1843
1847
年
年
年
伦福德的 实验表明 热ຫໍສະໝຸດ 本质 是运动塞贝克发 现温差电 现象
盖斯发现 化学反应 放出的热 量与反应 步骤无关
迈尔表述 了能量守 恒定律
亥姆霍兹在 理论上概括 和总结能量 守恒定律
二、能量守恒定律
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另一种形式，或者从一个物体 转移到另一个物体，而在转化或转移过程中，能量 的总量保持不变。
高中物理：能量守恒定律
一、探索能量守恒的足迹 1.不同形式的能
内能
机械能
光能
电能
2.能量之间的转化
风能转化为电能
电能转化为内能
太阳能转化为电能
化学能转化为电能
3.能量守恒观念的形成
奥斯特发 现电流的 磁效应
1798 年
1820 年
法拉第发 现电磁感 应现象
1821
1831
年
年
焦耳发现 电流的热 效应
永 动
那时还没有建立库仑定律，不知道磁力大小
机
是与距离的平方成反比变化的，只要认真想
一想，其荒谬处就一目了然了。
1.第一类永动机 概念：不需要任何动力或燃料，却能源源不断地对外做功。 结果：无一例外地归于失败。 原因：违背了能量守恒定律。
2.永动机给我们的启示 人类利用和改造自然时，必须遵循自然规律。
三、永动机不可能制成
揭秘小鸭饮水
三、永动机不可能制成
永动机：不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功， 这种机器叫永动机。 （人们把这种不消耗能量的永动机叫第一类永动机）。
著名科学家达·芬奇早在15世纪就提出过
永动机不可能的思想，他曾设计过一种转轮。
在转轮边沿安装一系列的容器，容器中充了
一些水银，他想水银在容器中移动有可能使
螺
转轮永远地转动，但是经过仔细研究之后，
旋
得出了否定的结论。他从许多类似的设计方
永
动
案中认识到永动机的尝试是注定要失败的.他
机
写道：“永恒运动的幻想家们！你们的探索
何等徒劳无功！还是去做淘金者吧！”
17世纪，英国有一个被关在伦敦塔下叫马尔
基斯的犯人，他做了一台可以转动的“永动机”，
转轮直径达4.3米，有40个各重23千克的钢球沿
滚
转轮辐翼外侧运动，使力矩加大，待转到高处时，
球
钢球会自动地滚向中心。据说，他曾向英国国王
永 动
查理一世表演过这一装置。国王看了很是高兴，
机
就特赦了他。其实这台机器是靠惯性来维持短时
运动的。
19世纪有人设计了一种特殊机构，它的
臂可以弯曲。臂上有槽，小球沿凹槽滚向伸长
软
的臂端，使力矩增大。转到另一侧，软臂开始
能量守恒定律的意义：
1.能量守恒定律同生物进化论、细胞的发现被恩格斯誉 为19世纪的三个最伟大的科学发现。 2.能量守恒定律是在无数实验事实的基础上建立起来的， 是自然科学的普遍规律之一。 3.自然界一切已经实现的过程都遵守能量守恒定律。凡 是违反能量守恒定律的过程都是不可能实现的，例如 “永动机”只能以失败而告终。 4.机械能守恒定律只是能量守恒定律的特例。
是（ D ）
A．大气压力对水做功，水的内能增加 B．水克服大气压力做功，水的内能减少 C．大气压力对水不做功，水的内能不变 D．大气压力对水不做功，水的内能增加
1．第一类永动机违反了什么而不能制成（ C ）
A．违反了热力学第一定律 B．违反了机械能守恒定律 C．违反了能量守恒定律 D．以上说法都不对
2．如图所示容器中，A、B各有一个可自由移动的轻活塞，活塞下 是水，上为空气，大气压恒定。A、B底部由带有阀门K的管道相连， 整个装置与外界绝热。原先A中水面比B中高，打开阀门，使A中的 水逐渐向B中流，最后达到平衡。在这个过程中，下面说法正确的
动
心天旱水枯了吗？一时间，响应他的人大有人
机
在，形形色色的自动水轮机陆续提出，竟出现
了热潮。
大约在1570年，意大利有一位教授叫
泰斯尼尔斯，提出用磁石的吸力可以实现永
动机。A是一个磁石，铁球G受磁石吸引可
沿斜面滚上去，滚到上端的E处，从小洞B落
磁
下，经曲面BFC返回，复又被磁石吸引，铁
力
球就可以沿螺旋途径连续运动下去。大概他
臂 永
弯曲，向轴心靠拢。设计者认为这样可以使机
动
器获得转矩。然而，他没有想到力臂虽然缩短
机
了，阻力却增大了，转轮只能停止在原地。
1681年，英国有一位著名的医生弗拉德
提出一个建议，利用阿基米得螺旋把水池的水
螺
提到高处，再让升高的水推动水轮机，水轮机
旋
除了带动水磨做功以外，还可使阿基米得螺旋
永
转不断提水，如此周而复始，不就可以无需担