医学能量守恒定律和能源课件
能量守恒定律
⑴、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． ⑵、定律的表达式
E初＝E终 ；△E增＝△E减
导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实 是确立了永动机的不可能性和发现了各种自然 现象之间的相互联系与转化．
能量守恒 定律和能
源
10 能量守恒定律与能源 高一物理组
我们已经知道的能量形式
定义
一个物体能够对外做功，我们就说
这个物体具有能量。
机械能（重力势能、弹性势能、动能）
风能、电能、光能、内能、核能、
生物能、化学能、太阳能
一个等物等体能够对外做功，我们就说这个物体具有
能量。
各种形式的能量是可以相互转化的
指出下列现象中能问量的题转讨化或论转移情况：
（1）人在跑步时，身体发热（ 化学能转化为内能） （2）风吹动帆船前进（ 风的机械能转移到帆船上） （3）放在火炉旁的冷水变热（ 内能由火炉转移给水） （4）电流通过灯泡，灯泡发光（ 电能转化为光能 ） （5）植物进行光合作用（ 光能转化为化学能） （6）用毛巾反复擦背，感觉后背热了
4、一质量均匀、不可伸长的绳索，重为G，
A、B两端固定在天花板上，如图所示。现在
最 慢低拉点至ACD处点施。加在一此竖过直程向中，下绳的的力A，重将心最位C置低点缓 B
（）
D
A. 逐渐升高
B. 逐渐降低
C. 解先析降低外后力对升绳高索做功D，.绳始索终的不机变械能增加。由
于绳索的动能不变，增加的必是重力势能，重力
（ 机械能转化为内能 ）
1、在下列能源中，属于一次可再生能源的是A（C ） A．太阳能 B．石油 C．风能 D．天然气
2、在下列能源中，属于二次能源的是 B( C
)
A．水能 B．电能 C．焦炭 D．核能
3、在下列能源中，属于未来的理想清洁能源的是 ( ABCD )
A．氢能 B．核能 C．太阳能 D．风能
能量耗散与能量守恒是否矛盾， 该怎样理解?
能量耗散和能量守恒并不矛盾，能量耗散表明， 在能源利用的过程中，即在能量的转化过程中， 能量在数量上并没有减少．但是可利用的品质上 降低了，从便于利用变为不便于利用了。这是节 约能源的根本原因．
这说明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物体转移
而不会自发的由低温物 体向高温物体转移
机械能可以全部转化为内 能
而内能不可全部转化为机 械能而不引起其他变化
热机的效率不可能1000/0
（第二类永动机不可能存在）
例如：一辆行驶的小轿车，燃料燃烧产生的内能有370/0通过 发动机散热系统排出，370/0直接由排气管排出，有260/0变为 发动机输出的机械能
势能增加是重心升高的结果。正确选项为A。
5、在一间隔热很学好的以密致闭房用间中，把正在工作的
电冰箱门打开，室内空气温度将 ( A )
A．升高． B．不变． C．降低 D．不可能升高．
1、了解人类应用能源的历程，能源对人类社会发展 所起的作用；人类在利用能源的同时也对环境造成 了严重污染。
人类利用能源大致经历了三个时期，即柴薪时期，煤炭时期， 石油时期。
一次能源：是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种 能量和资源
二次能源：由一次能源经过加工转换以后得到的能源产品
燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去， 它就不会再次自动聚集起来供人类重新利 用，电池中的化学能转化为电能，它又通 过灯泡转化成内能和光能，热和光被其他 物质吸收后变为周围环境的内能，我们无 法把这些内能收集起来重新利用．这种现 象叫做能量的耗散．
通过以上分析我们知道了：
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方向性。
正是因为能量转化的方向性，能 量的利用受这种方向性的制约，所 以能量的利用是有条件的，也是有 代价的．
新能源
太 阳 能
新能源
风 能 新 疆 达 坂 风 力 发 电 厂
新能源
水 能 三 峡 水 电 站
新能源
核 能 深 圳 大 亚 湾 核 电 站
食物具有化 学能，我们的身 体把这种化学能 转化成为维持生 命所必须的内能 和机械能。
风能转化为电能
重力势能转化为电能
电能转化为机械能
电能转化为内能
三、能的转化
不同形式的能之间可以在一定条件的情况下相互 转化，而且在转化过程中总量保持不变。
四.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。 重力做功：重力势能和其他能相互转化 弹力做功：弹性势能和其他能相互转化
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能量守恒定律与能源 课件
溜溜球是一种流行的健身玩具，具 有很浓的趣味性，备受学生的欢迎。溜 溜球类似“滚摆”，对称的左右两轮通 过固定轴连接(两轮均用透明塑料制成)， 轴上套一个可以自由转动的圆筒，圆筒 上系条长约 1m 的棉线，玩时手掌向下， 用力向正下方掷出溜溜球，当滚到最低 处时，轻抖手腕，向上拉一下绳线，溜 溜球将返回到你的手上，如图所示。溜溜球在运动过程中( )
答案：ACD
解析：溜溜球向下运动时由于重力做正功，动能一定增 大，势能转化为动能，选项A正确；溜溜球在上下运动的过程 中由于有阻力做功，所以会损失一部分机械能，机械能不守 恒，若不及时补充能量则上升的高度会越来越低，因此可在溜 溜球运动到最低点时轻抖手腕，向上拉一下绳子，给其补充能 量，故选项CD正确，B错误。
答案：B
解析：设小球运动过程中克服阻力做功为 Wf，由功能关系 得：12mv20＝mgh＋Wf，12mv2＝mgh－Wf，由以上两式得 v＝
4gh－v20，选项 B 正确。
考点题型设计
对能量守恒定律的理解
行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下 来；流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰；降落伞在空中匀速 下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电 流。上述不同现象中所包含的相同物理过程是( )
2．能量耗散 (1)自然界中自发的能量的转化和转移具有方向性。 a．热量可以自发的由高温物体传递给__低__温____物体，但 不能自发的由低温物体传给__高__温___物体。 b．冒起的煤烟和散开的炭灰__不__可___能___又重新组合成一 堆煤炭。
c．散失到周围环境中的内能不能回收重新利用。 (2)能量耗散 在能量的转化过程中，一部分能量转化为__内__能____流散到 周围环境中，我们无法把这些___内__能___收集起来重新利用，这 种现象叫能量的耗散。
《能量守恒定律与能源》课件
1
1
1
从 C 到 B 有2mv2＋ΔEp2＝2mv2B2＋Wf2＋mgh2，又有2mv2＋Ep＝mgh＋Wf，联立
可得 vB2>vB1，所以 D 正确。 答案： BD
如图所示，光滑坡道顶端距水平面高度为 h，质量为 m 的小物块 A 从坡道顶端由静止滑下，进入水平面上的滑道时无机械能损失，为使 A 制动，将 轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线 M 处的墙上，另一端恰位于坡道的底端 O 点。已知在 OM 段，物块 A 与水平面间的动摩擦因数均为 μ，其余各处的摩擦不 计，重力加速度为 g，求：
功能关系的理解和应用
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之间 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，具体功能关系如表：
功
能量转化
关系式
重力做功
重力势能的改变 WG＝－ΔEp
弹力做功
弹性势能的改变 WF＝－ΔEp
合外力做功
动能的改变 W 合＝ΔEk
除重力、系统内弹力以外的其他力做功 机械能的改变 W＝ΔE 机
两物体间滑动摩擦力对物体系统做功 内能的改变 Ff·x 相对＝Q
(多选)如图所示，一固定斜面倾角为 30°，一质量为 m 的小物块自
【规律方法】 运用能量守恒定律解题的基本思路
[变式训练] 2．(多选)如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与一质量为 m、套在粗糙竖 直固定杆 A 处的圆环相连，弹簧水平且处于原长。圆环从 A 处由静止开始下滑， 经过 B 处的速度最大，到达 C 处的速度为零，AC＝h。圆环在 C 处获得一竖直向
能量守恒定律与能源PPT精品课件
弹力做功
合外力做功 除重力、系统内弹力以外的其 他力做功 两物体间滑动摩擦力对物体系 统做功
能量转化 重力势能的改变 弹性势能的改变
动能的改变 机械能的改变
内能的改变
关系式 WG=-ΔEp WF=-ΔEp W合=ΔEk W=ΔE机
Ff·x相对=Q
【典例示范】(多选)(2015·全国卷Ⅱ)如图，滑块a、b的质量均为m， a套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距h，b放在地面上，a、b通 过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动。不计摩擦，a、b可视为质 点，重力加速度大小为g，则( ) A.a落地前，轻杆对b一直做正功 B.a落地时速度大小为 C.a下落过程中，其加速度大小始终不大于g
可
2
2
判断WF2<4WF1，故选项C正确。
3.(2013·海南高考)一质量m=0.6kg的物体以v0=20m/s的初速度从倾 角α=30°的斜坡底端沿斜坡向上运动。当物体向上滑到某一位置时， 其动能减少了ΔEk=18J，机械能减少了ΔE=3J。不计空气阻力，重力 加速度g取10m/s2，求： (1)物体向上运动时加速度的大小。 (2)物体返回斜坡底端时的动能。
【解题探究】
(1)能量守恒定律的根本原因：能量既不会凭空_____，也不会凭空 产生
_____。 消失 (2)这里的永动机是指一种什么样的“机器”？
提示：这里的永动机是指不消耗能量而能永远对外做功的机器。
【正确解答】选C。永动机是不消耗或少消耗能量，可以大量对外做 功的装置，违背能量守恒定律，A错误。能量不可能凭空消失，B错误。 能量也不可能凭空产生，C正确，D错误。
10 能量守恒定律与能源
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__(A.可能 B.不可能)性。 B
合外力做功 除重力、系统内弹力以外的其 他力做功 两物体间滑动摩擦力对物体系 统做功
能量转化 重力势能的改变 弹性势能的改变
动能的改变 机械能的改变
内能的改变
关系式 WG=-ΔEp WF=-ΔEp W合=ΔEk W=ΔE机
Ff·x相对=Q
【典例示范】(多选)(2015·全国卷Ⅱ)如图，滑块a、b的质量均为m， a套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距h，b放在地面上，a、b通 过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动。不计摩擦，a、b可视为质 点，重力加速度大小为g，则( ) A.a落地前，轻杆对b一直做正功 B.a落地时速度大小为 C.a下落过程中，其加速度大小始终不大于g
可
2
2
判断WF2<4WF1，故选项C正确。
3.(2013·海南高考)一质量m=0.6kg的物体以v0=20m/s的初速度从倾 角α=30°的斜坡底端沿斜坡向上运动。当物体向上滑到某一位置时， 其动能减少了ΔEk=18J，机械能减少了ΔE=3J。不计空气阻力，重力 加速度g取10m/s2，求： (1)物体向上运动时加速度的大小。 (2)物体返回斜坡底端时的动能。
【解题探究】
(1)能量守恒定律的根本原因：能量既不会凭空_____，也不会凭空 产生
_____。 消失 (2)这里的永动机是指一种什么样的“机器”？
提示：这里的永动机是指不消耗能量而能永远对外做功的机器。
【正确解答】选C。永动机是不消耗或少消耗能量，可以大量对外做 功的装置，违背能量守恒定律，A错误。能量不可能凭空消失，B错误。 能量也不可能凭空产生，C正确，D错误。
10 能量守恒定律与能源
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__(A.可能 B.不可能)性。 B
7.10 能量守恒定律与能源 课件(人教版必修2)
核心要点突破
一、对功与能关系的理解 1．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．做功的过程就是各种形式的能量之间转 化(或转移 的过程．且做了多少功，就有多 或转移)的过程．且做了多少功， 或转移 的过程 少能量发生转化(或转移 因此， 或转移)， 少能量发生转化 或转移 ，因此，功是能量 转化的量度． 转化的量认识
例1 (2011年浙江宁波高一检测 试说明下列 年浙江宁波高一检测)试说明下列 年浙江宁波高一检测
现象中能量是怎样转化的． 现象中能量是怎样转化的．
(1)在水平公路上行驶的汽车，发动机熄火之 在水平公路上行驶的汽车， 在水平公路上行驶的汽车 速度越来越小，最后停止． 后，速度越来越小，最后停止． (2)电风扇通电后开始转动，断电后转动着的 电风扇通电后开始转动， 电风扇通电后开始转动 风扇又慢慢停下来． 风扇又慢慢停下来． (3)火药爆炸产生燃气，子弹在燃气的推动下 火药爆炸产生燃气， 火药爆炸产生燃气 从枪膛发射出去，射穿一块钢板， 从枪膛发射出去，射穿一块钢板，速度减小 ． (4)用柴油机带动发电机发电，供给电动水泵 用柴油机带动发电机发电， 用柴油机带动发电机发电 抽水，把水从低处抽到高处． 抽水，把水从低处抽到高处．
2．不同形式的能量变化与不同的功对应 ． 能量的转化必须通过做功才能实现， 能量的转化必须通过做功才能实现，某种力 做功往往与某一具体形式的能量变化相联系 即功能关系． ，即功能关系． 常见的力做功与能量转化的对应关系如下( 常见的力做功与能量转化的对应关系如下 即功能关系) 即功能关系
即时突破， 即时应用 (即时突破，小试牛刀 即时突破 小试牛刀) 1．一质量为 kg的物体被人用手以 m/s ．一质量为1 的物体被人用手以2 的物体被人用手以 的速度竖直向上匀速提升1 ， 的速度竖直向上匀速提升 m，则下列说法 ) 正确的是(g取 正确的是 取10 m/s2)( A．物体上升过程中机械能守恒 ． B．物体的机械能增加10 J ．物体的机械能增加 C．合外力对物体做功2 J ．合外力对物体做功 D．物体克服重力做功2 J ．物体克服重力做功
能量守恒定律与能源课件
mv2＝μmgcos θsiHn θ＋mgH，以速度2v上升时，有12mv22＝ μmgcos θsiHn θ＋mgh，解得 h＝H4 ，μ＝2vg2H－1tan θ，所以 选项 D 正确．
• [点评] 运用能量守恒定律解题的基本思 路：
• 1．选定研究对象(单个物体或系统)， 并确定初、末状态；
的转化 2．(1)W合＝Ek2－Ek1＝ΔEk (2)WG＝Ep1－Ep2＝ －ΔEp (3)W弹＝Ep1－Ep2＝－ΔEp (4)W其他力＝E2－E1＝ ΔE (5)Q热＝fs相对路程
例 3 如图 7-10-2 甲所示，长木板 a 放在光滑的水平 面上，质量为 1 kg 的小滑块 b 以水平初速度 v0＝6 m/s 从 a 的左端冲上长木板，运动过程中 a、b 的 v-t 图线如图乙所 示．从 t＝0 时刻开始到 t＝3 s 的过程中，试求：
► 知识点二 能源和能量耗散 1．人类利用能源的三个时期 (1)___柴__薪___时期——工业革命以前； (2)___煤__炭___时期——工业革命以来； (3)___石__油___时期——20世纪50年代以后． 2．能源的短缺与环境的恶化 煤炭和石油资源有限，同时，大量煤炭和石油产品在燃烧 时排出的有害气体污染空气，改变了大气成分，能源短缺和环 境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题．
• 2．分析过程；(分析状态变化过程中， 哪种形式的能量减小，哪种形式的能量增 加)
• 3. 利用能量守恒定律列方程求解．(E初 ＝E末或ΔE减＝ΔE增)
• ► 考点三 力学中的功能关系应用 • [想一想] 力学中哪些能量可以储存起来？
那些能量容易耗散掉？
• [答案] 重力势能、弹性势能可以储存起来； 摩擦生热容易耗散掉．
• [要点总结] • 能量守恒定律两种表述形式： • 1．初态总能量等于末态总能量，即
• [点评] 运用能量守恒定律解题的基本思 路：
• 1．选定研究对象(单个物体或系统)， 并确定初、末状态；
的转化 2．(1)W合＝Ek2－Ek1＝ΔEk (2)WG＝Ep1－Ep2＝ －ΔEp (3)W弹＝Ep1－Ep2＝－ΔEp (4)W其他力＝E2－E1＝ ΔE (5)Q热＝fs相对路程
例 3 如图 7-10-2 甲所示，长木板 a 放在光滑的水平 面上，质量为 1 kg 的小滑块 b 以水平初速度 v0＝6 m/s 从 a 的左端冲上长木板，运动过程中 a、b 的 v-t 图线如图乙所 示．从 t＝0 时刻开始到 t＝3 s 的过程中，试求：
► 知识点二 能源和能量耗散 1．人类利用能源的三个时期 (1)___柴__薪___时期——工业革命以前； (2)___煤__炭___时期——工业革命以来； (3)___石__油___时期——20世纪50年代以后． 2．能源的短缺与环境的恶化 煤炭和石油资源有限，同时，大量煤炭和石油产品在燃烧 时排出的有害气体污染空气，改变了大气成分，能源短缺和环 境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题．
• 2．分析过程；(分析状态变化过程中， 哪种形式的能量减小，哪种形式的能量增 加)
• 3. 利用能量守恒定律列方程求解．(E初 ＝E末或ΔE减＝ΔE增)
• ► 考点三 力学中的功能关系应用 • [想一想] 力学中哪些能量可以储存起来？
那些能量容易耗散掉？
• [答案] 重力势能、弹性势能可以储存起来； 摩擦生热容易耗散掉．
• [要点总结] • 能量守恒定律两种表述形式： • 1．初态总能量等于末态总能量，即
7.10 能量守恒定律与能源课件PPT
当其它形式的能量如电能、内能、化学能、 光能等参与转化时，是否服从类似的规律呢？
2021/3/10
5
内容提要
一、能量守恒定律
二、能源和能量耗散
1.能量守恒定律确立的依据 （1）能量的转化与转移 （2）永动机不可能制成 2.能量守恒定律的建立过程 迈尔 焦耳 亥姆霍兹 3.能量守恒定律的内容
1.能源的分类 2·能源与社会发展 3.为什么要节约能源
10 能量守恒定律与能源
2021/3/10
1
塔式太阳能热电站
电站有一个高塔，塔顶上装有锅炉，塔的周围装有平面反射
镜，它把阳光反射后集中在锅炉上，把锅炉内的工作物质水
加热成高温高压蒸汽。高温高压蒸汽通过管道输送到汽轮发
电机。 2021/3/10
太阳能 内能 机械能 电能 2
雷电
雷电是大气 中的一种放电现 象。雷雨云在形 成过程中，一部 分积聚起正电荷， 另一部分积聚起 负电荷，当这些 电荷积聚到一定 程度时，就产生 放电现象。
2021/3/10
内能 机械能
水能（动能、重力势能）
电能
9
一 1（1）能量的转化
水果电池 化学能 电能
2021/3/10
机械能 内能
10
一 1 （1）能量的转移
刚煮好的鸡蛋放入凉水中 内能：鸡蛋 凉水
2021/3/10
动能：风 帆船
11
一 1（1）能量的转化
两个相同的铅球在光滑的水平面上相向运动， 碰撞后粘在一块。并静止在地面上
打雷放电时间极短，但电流异常强大。放电时产生的强光，
就是闪电。闪电时释放出的大量热能，能使局部空气温度瞬间升
高１万 —2万摄氏度。 电能 2021/3/10
2021/3/10
5
内容提要
一、能量守恒定律
二、能源和能量耗散
1.能量守恒定律确立的依据 （1）能量的转化与转移 （2）永动机不可能制成 2.能量守恒定律的建立过程 迈尔 焦耳 亥姆霍兹 3.能量守恒定律的内容
1.能源的分类 2·能源与社会发展 3.为什么要节约能源
10 能量守恒定律与能源
2021/3/10
1
塔式太阳能热电站
电站有一个高塔，塔顶上装有锅炉，塔的周围装有平面反射
镜，它把阳光反射后集中在锅炉上，把锅炉内的工作物质水
加热成高温高压蒸汽。高温高压蒸汽通过管道输送到汽轮发
电机。 2021/3/10
太阳能 内能 机械能 电能 2
雷电
雷电是大气 中的一种放电现 象。雷雨云在形 成过程中，一部 分积聚起正电荷， 另一部分积聚起 负电荷，当这些 电荷积聚到一定 程度时，就产生 放电现象。
2021/3/10
内能 机械能
水能（动能、重力势能）
电能
9
一 1（1）能量的转化
水果电池 化学能 电能
2021/3/10
机械能 内能
10
一 1 （1）能量的转移
刚煮好的鸡蛋放入凉水中 内能：鸡蛋 凉水
2021/3/10
动能：风 帆船
11
一 1（1）能量的转化
两个相同的铅球在光滑的水平面上相向运动， 碰撞后粘在一块。并静止在地面上
打雷放电时间极短，但电流异常强大。放电时产生的强光，
就是闪电。闪电时释放出的大量热能，能使局部空气温度瞬间升
高１万 —2万摄氏度。 电能 2021/3/10
能量守恒定律与能源课件
即为太阳的辐射功率 P。
上述球面的面积为 4πr2,其中 r=1.5×1011 m,所以辐射功率
P≈4πr2×0.163 W≈4π×(1.5×1011×102)2×0.163 W≈4.6×1026 W。
答案:(1)4.2 J (2)4.6×1026 W
摩擦力做功与机械能的变化
类别 比较
静摩擦力
滑动摩擦力
所做的功的大小(绝对值)为 A,斜面对滑块的作用力所做的功的大小
为 B,重力做功的大小为 C,空气阻力做功的大小为 D。当用这些量表
达时,小滑块的动能的改变(指末态动能减去初态动能)等
于
,滑块的重力势能的改变等于
,滑块机械能(指
动能与重力势能之和)的改变等于
。
解析:根据功能关系,动能的改变等于外力做功的代数和,其中做 负功的有空气阻力,斜面对滑块的作用力(因弹力不做功,实际上为 摩擦阻力做的功),因此 ΔEk=A-B+C-D;重力势能的减少等于重力做 的功,因此 ΔEp=-C;滑块机械能的改变等于重力之外的其他力做的 功,因此 ΔE=A-B-D。
预习交流 2 近几年流行一种“自发电电动车”,基本原理是将一小型发电机 紧靠车轮处,车轮转动时,带动发电机运转,发出的电又继续供给电动 车,你认为仅靠这种方式,电动车能持续运动下去吗? 提示:仅靠这种方式,不能使电动车持续运动下去,因为靠这种方 式,只能将电动车的一部分能量收集起来,但电动车运动时受到的阻 力做负功,不断把电动车的机械能转化为内能,根据能量守恒定律,要 想使电动车持续运动下去,必须不断地给电动车补充新的能量,如用 脚蹬电动车或给电动车的电源充电。
能量的 只有能量的转移,而 既有能量的转移,又有能
转化
没有能量的转化