2017_2018学年高中物理第四章机械能和能源第六节能量的转化与守恒第八节能源的利用与开发课件粤教版必修2
能量的转化与守恒
能源的利用与开发
1．能量转化与守恒定律：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，在转化或转移的过程中其 总量保持不变。 2．能量的转化或转移具有方向性，能量的利 用过程是不可逆的。 3．第一类永动机因违背能量转化与守恒定律 是不可能制造成的。 4．煤、石油、天然气统称为化石能源，为不 可再生能源；太阳能、风能、水能为可再 生能源。
[典例]
如图 463 所示，一个粗细均匀的
U 形管内装有同种液体，液体质量为 m。在管 口右端用盖板 A 密闭，两边液面高度差为 h，U 形管内液体的总长度为 4h，先拿去盖板，液体 开始运动，由于管壁的阻力作用，最终管内液 体停止运动，则该过程中产生的内能为 ( 1 A.16mgh 1 C.4mgh 1 B.8mgh 1 D.2mgh )
3．能源的开发 (1)新能源：
核能 、 太阳能 、 风能 、地热能、海洋能、生物能、 _____
氢能等。 (2)新能源 储量丰富 、 清洁 而无污染，开发新能源， 研究清洁能源是缓解当前 能源危机 及保护和改善人类生 存环境的有效措施。
1．自主思考——判一判 (1)当一个物体的能量减少时，一定有其他物体的能量增多。 (√ ) (2)做功越多，能量的转化也越多。 (3)外力对物体不做功，这个物体就没有能量。 (4)煤、石油、天然气属于常规能源。 (5)电能、焦炭、氢能属于一次能源。 (6)冒起的煤烟和散开的炭灰可以重新合成一堆煤炭。 (√ ) (×) (√) (× ) (×)
[答案] A
利用能量转化与转移解题的两点注意 (1)能量既可通过做功的方式实现不同形式的能量之间的 转化，也可在同一物体的不同部分或不同物体间进行转移。 (2)能量在转化与转移过程中，能量的总量保持不变。利 用能量守恒定律解题的关键是正确分析有多少种能量变化， 分析时避免出现遗漏。
能量守恒定律的应用
1．适用范围 能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律，是各种自然现象 中普遍适用的一条规律。 2．表达式 (1)E 初＝E 末，初状态各种能量的总和等于末状态各种能量 的总和。 (2)ΔE 增＝ΔE 减，增加的那些能量的增加量等于减少的那些 能量的减少量。
3．应用步骤 (1)明确研究对象及研究过程。 (2)明确该过程中，哪些形式的能量在变化。 (3)确定参与转化的能量中，哪些能量增加，哪些能量 减少。 (4)列出增加的能量和减少的能量之间的守恒式(或初、 末状态能量相等的守恒式)。
图 463
[审题指导] (1)管内液体至最终停止运动时，液体的重力势能减小了。 (2)系统机械能的减少量等于系统内能的改变量。 [解析] 去掉右侧盖板之后， 液体向左侧流
动，最终两侧液面相平，液体的重力势能减少， 减少的重力势能转化为内能。如图所示，最终 1 状态可等效为右侧2h 的液柱移到左侧管中，即 1 1 1 增加的内能等于该液柱减少的重力势能，则 Q＝8mg· 2h＝16 mgh，故 A 正确。
电能 、氢能、焦炭等。 _____
2．能源危机与环境保护 (1)我国能源消耗以煤为主， 约占能源消费总量的 75%， 且能 源使用效率低。随着我国经济的迅速增长和大众文化生活水平的 提高，能源 消耗量 将急剧增加，能源的需求和供应的矛盾更为 突出， 能源短缺 的现象更为严重。 (2)能源的大量使用在给人类带来文明和繁荣的同时， 也给人 类的生存环境带来灾难。 酸雨 、 温室效应 、 臭氧层 的破坏、 城市 热岛效应 、土壤酸性化、 生态平衡 的破坏等对人类已不再 陌生。这些又带来了海平面 升高 、 暴雨 和 干旱 增多等灾害， 严重威胁着人类及各种生物的生存。
一、各种各样的能量及其转化 (1)自然界中存在着 机械能 、 内能、 电能 、电磁能、 核能和化学能等不同形式的能量。 (2)能量的存在形式多种多样，而且不同形式的能量可 以 相互转化 。
二、能量转化与守恒定律 (1)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， 在 转化或转移的过程中其总量不变。这就是能量转化与守恒定律。 (2)第一类永动机违背了 能量转化与守恒定律 。 三、能量转化和转移的方向性 (1)能量转化和转移具有 方向性 ，如烧火生热，化学能通过 燃烧转化为内能，但内能不会 自发地 重新转化为化学能。 (2) 能量在被利用的过程中，总存在一定的损失，不可能 100%地被利用。
(2)如图 462 所示是我国能源结构的统计图， 请根据此图数据完成下面两个问题： ①总结出我国能源结构或能源现状的规律。
图 462 提示：①我国的能源结构主要以煤为主；我国的能源消耗中
②试着提出解决这种现状的合理化建议。
不可再生能源占据的比例过大，结构不合理；源；开发可再生能源(如太阳能、 风能等)。
2．合作探究——议一议 (1) 一个叫丹尼斯· 李(Dennis Lee)的美国人在 《美 国今日》 《新闻周刊》等全国性报刊上刊登大 幅广告，在全美各地表演，展示其号称无需 任何能源的发电机。
图 461 你认为这种发电机能造出来吗？ 提示：不能。能量守恒定律是自然界最普遍、最重要、最
可靠的规律之一，物体间只能发生能量的转化或转移，但 总能量不变，任何事物都不可能违背能量守恒定律。 丹尼斯 · 李发明的发电机不消耗其他能量而源源不断地产 生电能， 违背了能量守恒， 因此这种发电机不能制造出来。
四、能源的利用与开发 1．能源及其分类 (1)概念： 在一定条件下能够提供可利用 能量 的物质资源，都可以称 为能源。 (2)分类： ① 煤 、 石油 、 天然气 统称为化石能源。
②一次能源：直接取之于自然界，未经人类加工转换的能 源，如 煤、石油、天然气、水能 、风能、生物能、海洋能等。 一次能源按是否能够再生，分为可再生能源 ( 水能 、风能等) 和不可再生能源( 石油 、 煤 等)。 二次能源：从一次能源直接或间接转化而来的能源。如：
高中物理 第四章 机械能和能源 第6节 能源的开发与利用课件 教科版必修2
议一议 既然能量是守恒的,为什么还有能源危机? 答案:在能源的利用过程中,即在能量的转化过程中,能量在数量上并未减 少,但在可利用的品质上降低了,从便于利用的能源变成不便于利用的了,
所以存在能源危机.
思考判断
1.当一个物体的能量减少时,一定有其他物体的能量增多.(
2.做功越多,能量的转化也越多.( 4.煤、石油、天然气属于常规能源.( 5.电能、焦炭、氢能属于一次能源.( ) ) ) ) ) 3.物体做了多少功,就有多少能量消失.(
空气的密度为ρ ,风轮机叶片的长度为r,若风速为v0,每台风力发电机输 出电功率为P,求此过程中:
(1)单位时间内每台风力发电机获得的风能表达式;
(2)风力发电机利用风能的效率表达式. 〚思路点拨〛 (1)风能就是空气定向流动的动能.
(2)发电效率等于电功率与总功率的比值.
1 2 解析:(1)由能量守恒定律可知 m v0 =P 总 t 2 1 而 m=πr2v0tρ,解得 P 总= πr2ρ v03 . 2
(教师备用) 例2-1:如图所示,质量为m的小铁块A(A的长度可忽略)以水平速度v0从左侧 冲上质量为M、长为l置于光滑水平面C上的木板B,刚好不从木板上掉下, 已知A,B间的动摩擦因数为μ ,此时木板对地位移为s,求这一过程中:
(1)木板增加的动能;
解析:如图所示,设小铁块的位移为 x,两者共同的速度为 v.
即小铁块动能减少,减少了μmg(s+l). 1 2 1 v (3)系统机械能的减少量为ΔE 减= m 0 - (M+m)v2=μmgl. 2 2
(4)根据能量守恒定律,系统减少的机械能全部转化为内能 Q=ΔE减=μmgl. 答案:(2)μ mg(s+l) (3)μ mgl (4)μ mgl
2018_2019学年高中物理第四章机械能和能源第六节能量的转化与守恒课件粤教版
3．意义：能量守恒定律的建立，是人类认识自然的 一次重大飞跃．它是最基本、最普遍、最重要的自然规律 之一，而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式． 判断正误 (1)物体做了多少功，就有多少能量消失．( 少．( 少．( ) ) (2)× (3)√ ) (2) 能 量 在 转 化 或 转 移 过 程 中 ， 其 总 量 会 不 断 减 (3) 在 利 用 能 源 的 过 程 中 ， 能 量 在 数 量 上 并 未 减 答案：(1)×
摆动幅度越来越小说明机械能减少，减少的机械能转化 为内能． 答案：D
知识点二 提炼知识
能量转化与守恒定律
1．建立能量守恒定律的两个重要事实： (1)确认了永动机的 B(A.可能 B．不可能)性．
(2)发现了各种自然现象之间能量的转化与转移． 2．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 移到别的物体， 在转化或转移的过程中， 能量的总量不变．
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 重力做功 弹力做功 合外力做功
能量转化 重力势能的改 变 弹性势能的改 变 动能的改变
关系式 WG＝－ΔEp WF＝－ΔEp W合＝ΔEk W＝ΔE机 Ff·x相对＝Q
除重力、系统内弹力以 机械能的改变 外的其他力做功 两物体间滑动摩擦力对 物体系统做功
解析：因为过程中需要克服阻力做功，所以机械能 减小，根据功能关系，可得机械能减小量等于克服阻力 所做的功，A、B 正确；根据动能定理，运动过程中重力 和阻力做负功，所以减小的动能等于重力势能增加量以 及克服阻力做的功，克服重力做功，可知克服重力做的 功等于重力势能的增加量，C、D 错误． 答案：AB
高中物理 第四章 机械能和能源 第6节 能量 能量转化与守恒定律教案1 粤教版必修2
第6节能量能量转化与守恒定律本节教材分析三维目标1．知识与技能(1)·知道各种形式的能是可以相互转化的。
(2)·知道在转化的过程中，能量的总量是保持不变的。
(3)·列举出日常生活中能量守恒的实例。
(4)·有用能量守恒的观点分析物理现象的意识。
2．过程与方法(1)·通过学生自己做小实验，发现各种现象的内在联系，体会各种形式能量之间的相互转化。
(2)·通过讨论体会能量不会凭空消失，只会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。
3．情感态度与价值观(1)·通过学生自己做小实验，激发学生的学习兴趣，对物理规律有一个感性的认识。
(2)·通过学生讨论锻炼学生分析问题的能力.教学重点能量的转化与守恒定律。
教学难点能量在转化与转移中守恒，能量转化与转移的方向性。
教学建议通过本章前面几个单元的学习，学生对能量转化的普遍性已有了一个整体的了解，对不同形式的能量的特点及转化和转移的过程也进行了深入的讨论，特别是对能量在转化和转移中的“总量不变”已有了一定的认识，学习了动能和势能的相互转化及机械能的守恒。
另外，在生产生活中到处都有能的形式与转化，学生有一定的知识储备和生活积累，教师可以充分利用学生的这些学习优势，在教学中尽量做到生活化和实践性，并给予适时的指导、鼓励、创造宽松、合作、民主的学习氛围。
总之，本章各个单元的学习的积累，已为本节“能量的转化与守恒”的学习作了较为全面的铺垫。
因此，本节课应当利用学生已掌握的知识，通过学生自主的活动来实现教育目标，教师应该成为学生学习活动的组织者和引导者，使学生的科学素养在主动学习的过程中得到发展提高。
新课导入设计导入一教师活动：我们已学习了多种形式的能，请同学们说出你所知道的能量形式。
我们还知道不同能量之间是可以相互转化的，请你举几个能量转化的例子。
学生活动：思考并回答问题，列举实例。
高中物理第4章机械能和能源第6节能量的转化与守恒教师用书粤教版
第六节能量的转化与守恒学习目标知识脉络1.知道能量守恒定律的内容．(重点)2．理解能量守恒定律的确切含义．(难点)3．掌握应用能量守恒定律解决问题的方法．(重点)4．知道能量转化的方向性．(难点)能量及其转化[先填空]各类各样的能量及转化(1)对能量概念的初步熟悉a．组成世界的大体要素为物质、能量、信息．能量无处不在，能量转化无时不有．b．一个物体能够对外做功，咱们就说这个物体具有能量．(2)各类各样的能量名称含义机械能与物体的运动或位置高度、形变相关的能量，表现为动能、势能内能组成物质的粒子(原子或分子)的无规则运动所具有的动能和势能的总和化学能储存在化合物的化学键里的能量核能储存在原子核内部的能量、原子核发生核反应(如裂变或聚变)时，会释放出巨大的能量电磁能以各种各样的电磁波的形式传播的能量………自然界中，能量的存在形式多种多样，这些能量之间可以彼此转化．咱们所消耗的能量，无论是食物仍是电，大部份是太阳能辐射到地球后转化而来的．[再判断]1．做功的进程就是能量转化的进程．(√)2．做功越多，能量的转化也越多．(√)3．物体做了多少功，就有多少能量消失．(×)[后思考]不同形式能量间的彼此转化是通过什么实现的？在某一进程中能量转化了多少是通过什么来衡量的？【提示】物体通过做功，可使不同形式的能量之间发生转化，做功的进程就是能量转化的进程．做了多少功，就有多少能量发生转化．因此，可以用做功的多少肯定不同形式的能量转化的多少．[合作探讨]如图461所示，发生雪崩时，山顶的积雪以排山倒海之势滚落下来．图461探讨1：重力做功引发什么能的改变？合外力做功引发什么能的改变？【提示】重力做功引发重力势能的改变，合外力做功引发动能的改变．探讨2：除重力之外的其它力做功引发什么能的改变？【提示】除重力之外的其它力做功引发机械能的改变．[核心点击]1．功与能量的转化不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的．做功的进程就是各类形式的能量之间转化(或转移)的进程，且做了多少功，就有多少能量发生转化(或转移)．因此，功是能量转化的量度．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，具体功能关系如下：功能的变化表达式重力做功正功重力势能减少重力势能变化W G＝E p1－E p2负功重力势能增加弹力做功正功弹性势能减少弹性势W弹＝E p1－E p2负功弹性势能增加能变化合力做功正功动能增加动能变化W合＝E k2－E k1负功动能减少除重力(或系统内弹力)外其他力做功正功机械能增加机械能变化W外＝E2－E1负功机械能减少1．(多选)(2016·深圳期末)一个质量为m的物体以a＝2g的加速度竖直向下运动，则在此物体下降h高度的进程中，下列说法正确的是( )A．物体的重力势能减少了2mghB．物体的动能增加了2mghC．物体的机械能维持不变D．物体的机械能增加了mgh【解析】物体以a＝2g的加速度向下运动，说明除重力外，还有其他力对物体做正功．物体下降h，重力势能减少mgh，A错误．动能增加2mgh，B正确．物体的机械能增加mgh，C错误，D正确．【答案】BD2．(多选)在体育比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项．质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F，那么在他减速下降高度为h的进程中，下列说法正确的是(g为本地的重力加速度)( )图462A．他的动能减少了Fh－mghB．他的重力势能增加了mghC．他的机械能减少了(F－mg)hD．他的机械能减少了Fh【解析】由动能定理，ΔE k＝mgh－Fh，动能减少了Fh－mgh，A选项正确；他的重力势能减少了mgh，B选项错误；他的机械能减少了ΔE＝Fh，C选项错误，D选项正确．【答案】AD3．如图463所示，小球以60 J的初动能从A点动身沿粗糙斜面向上运动，在上升到B点的进程中，小球的动能损失了50 J，机械能损失了10 J，则小球继续向上运动至最高点C再运动至起点A时的动能为多少？图463【解析】小球在由A点到B点的进程中，动能的损失量对应于克服合外力所做的功，机械能的损失量对应于克服摩擦力所做的功．由动能定理得：W G＋W f＝ΔE k＝－50 J由功能原理得：W f＝ΔE＝－10 J故W G＝－40 J所以W f∶W G＝1∶4小球在由B点到C点的进程中，动能减少10 J，由动能定理得：W G′＋W f′＝ΔE′k＝－10 J又：W f′∶W G′＝1∶4可得：W f′＝－2 J所以，上升进程中小球克服摩擦力做的功为12 J，一上一下，全进程小球克服摩擦力做的功为24 J.在小球运动的全进程中由动能定理得：W f总＝E k t－E k0小球运动至起点A时的动能为：E k t＝W f总＋E k0＝－24 J＋60 J＝36 J.【答案】36 J功和能的区别虽然功与能紧密相连，可是他们之间有严格的区别：功是力在空间上的积累，是进程量；而能反映了物体对外做功的一种本领，与物体所处的状态对应，是状态量．能量转化与守恒定律[先填空]1．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，或从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移进程中其总量不变．2．意义揭露了自然界各类运动形式不仅具有多样性，而且具有统一性，能量既不能无中生有，也不能消灭，只能在必然条件下彼此转化．[再判断]1．当一个物体的能量减少时，必然有其他物体的能量增多．(√)2．自然界中的任何转变进程都知足能量守恒．(√)3．能量守恒进程外力做功必为零．(×)[后思考]一个叫丹尼斯·李(Dennis Lee)的美国人在《美国今日》《新闻周刊》等全国性报刊上刊登大幅广告，在全美各地演出，展示其号称无需任何能源的发电机．Dennis Lee和他的永动机图464你以为这种发电性能造出来吗？并说明原因．【提示】不能．丹尼斯·李发明的发电机不消耗其他能量而源源不断地产生电能，违背了能量守恒定律，因此这种发电机不能制造出来．[合作探讨]“神舟十号”飞船返回舱进入地球大气层以后，由于它的高速下落，而与空气发生猛烈摩擦，返回舱的表面温度达到1 000摄氏度．图465探讨1：进入大气层很长一段时间，返回舱加速下落，返回舱表面温度逐渐升高．该进程动能和势能怎么转变？机械能守恒吗？【提示】该进程动能增加，势能减少，机械能不守恒．探讨2：返回舱表面温度越高，内能越大．该进程中什么能向什么能转化？机械能和内能的总量转变吗？【提示】该进程机械能向内能转化．按照能量守恒定律，机械能和内能的总量不变．[核心点击]1．表达式及含义ΔE1＝某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量一定与增加量相等－ΔE2ΔE A＝物体A的能量减少，物体B的能量增加，且减少量与增加量一定相等－ΔE B(1)能量转化与守恒定律是自然界最普遍、最重要、最大体的规律之一，反映了自然现象的普遍联系，揭露了自然界是彼此联系、彼此统一的．(2)能量转化与守恒定律是普遍适用的，对宏观世界与微观世界，高速运动与低速运动等都成立．3．应用步骤能量转化与守恒定律是贯穿整个物理学的规律之一，是学习物理学的一条主线，运用能量的观点解释物理现象及解决物理问题简单、方便．应历时可按以下步骤进行：(1)首先分析系统的能量，弄清哪一种形式的能量在增加，哪一种形式的能量在减少．(2)别离列出减少的能量和增加的能量．(3)按照能量守恒定律列方程ΔE减＝ΔE增求解．4．如图466所示，一小孩从公园中粗糙的滑梯上自由加速滑下，其能量的转变情况是( )图466A．重力势能减小，动能不变，机械能减小，总能量减小B．重力势能减小，动能增加，机械能减小，总能量不变C．重力势能减小，动能增加，机械能增加，总能量增加D．重力势能减小，动能增加，机械能守恒，总能量不变【解析】由能量守恒定律可知，小孩在下滑进程中总能量守恒，故A、C均错；由于摩擦力要做负功，机械能不守恒，故D 错；下滑进程中重力势能向动能和内能转化，故只有B 正确．【答案】 B5．足够长的传送带以速度v 匀速传动，一质量为m 的小物体A 由静止轻放于传送带上，若小物体与传送带之间的动摩擦因数为μ，如图467所示，当物体与传送带相对静止时，转化为内能的能量为( )图467A ．mv 2B ．2mv 2mv 2 mv 2【解析】 物体A 被放于传送带上即做匀加速直线运动，加速度a ＝μmg m ＝μg ，匀加速进程前进的距离x 1＝v 22a ＝v 22μg. 该时间内传送带前进的距离x 2＝vt ＝v ·v μg ＝v 2μg. 所以物体相对传送带滑动距离Δx ＝x 2－x 1＝v 22μg. 故产生的内能Q ＝μmg ·Δx ＝μmg ·v 22μg ＝12mv 2，D 正确． 【答案】 D6.如图468所示，质量为m 的小铁块A 以水平速度v 0从左侧冲上质量为M 、长为l 置于滑腻水平面C 上的木板B ，恰好不从木板上掉下，已知A 、B 间的动摩擦因数为μ，此时木板对地位移为s ，求这一进程中：【导学号：】图468(1)木板增加的动能；(2)小铁块减少的动能；(3)系统机械能的减少量．【解析】 (1)对B 按照动能定理得：μmgs ＝12Mv 2－0，即E k B ＝μmgs . (2)滑动摩擦力对小铁块A 做负功，按照动能定理可知： ΔE k A ＝－μmg (s ＋l )．即小铁块减少的动能为－ΔE k A ＝12mv 20－12mv 2＝μmg (s ＋l )． (3)系统机械能的减少量应为小物块动能的减少与木板B 取得的动能之差．ΔE 减＝fl ＝μmgl .【答案】 (1)μmgs (2)μmg (s ＋l ) (3)μmgl摩擦力对A 做的功大于摩擦力对B 做的功，所以A 的动能减少大于B 的动能的增加，二者之差等于产生的内能，表现了能量转化与守恒的特点.该内能也应等于滑动摩擦力与两物体间相对位移的乘积，即Q ＝f 滑·s 相对.能 量 转 化 和 转 移 的 方 向 性[先填空]自然界中，许多现象的发生、发展都具有方向性，能量的转化和转移也具有方向性．1．烧火生热：化学能通过燃烧转化为内能，可是内能不会自发地从头转化为化学能．2．热传导：热量可以自发地从高温物体传向低温物体，但热量却不能自发地从低温物体传递到高温物体．[再判断]1．热量会自发地从高温物体传递到低温物体，而不会自发地从低温物体传递到高温物体．(√)2．热传导的进程具有方向性．(√)3．机械能可以全数转化为内能，而内能不能自发的全数转化为机械能．(√)[后思考]热量能自发地从高温物体传给低温物体的，咱们所说的“自发地”指的是没有任何的外界影响或帮忙．电冰箱是让“热”由低温环境传递到高温环境．这是不是自发进行的？说明理由．图469【提示】电冰箱能够把热量从低温物体传给高温物体，在该进程中电冰箱要消耗电能．电冰箱能够把热量从低温物体传给高温物体，一旦切断电源，电冰箱就不能把其内部的热量传给外界的空气了，相反，外界的热量会自发地传给电冰箱，使其温度逐渐升高．[合作探讨]探讨：如图4610所示，把小球拉到必然角度后释放，小球在竖直平面内来回摆动，咱们观察到它的摆动幅度愈来愈小，最后停止摆动．机械能消失了吗？若没有消失，转化成了什么？可否让这种能自发的转化为机械能使小球动起来呢？图4610【提示】机械能没有消失，而是转化为小球和空气的内能，不可能使内能自发转化为机械能使小球摆动．[核心点击]1．关于方向性的理解：能量守恒定律指明各类形式的能量可以彼此转化，而且在转化或转移进程中总和不变．可是能量的转化和转移并非是任意的，而是具有方向性的，具体表此刻：(1)机械能与内能转化的方向性．①机械能可以全数转化为内能，但内能不可能自动地、并非引发任何转变地全数转化为机械能．②机械能转化为内能不需要专门的装置，而内能要转化为机械能却需要复杂的技术手腕，比如利用热机等进行转化．(2)热传递的方向性：在热传递进程中，内能可以自发地从高温物体向低温物体转移，但不能自发地从低温物体向高温物体转移，内能的转移也具有方向性．例如，内能要从低温物体传到高温物体，必需要通过做功的方式来进行，如冰箱、空调制冷等．散失到周围环境中的内能不能回收再从头利用．2．关于“自发”的理解“自发”是指不需要任何第三者的介入、不会对任何第三者产生任何影响，也就是指没有任何外界的影响或帮忙．热量会从高温物体传向低温物体，这就是“自发”的方向．机械能可以全数转化为内能，这个进程是“自发”的方向，但相反的进程不可能自发地进行而不引发任何转变．7．咱们绝不会看到：一个放在水平地面上的物体，靠降低温度，可以把内能自发地转化为动能，使这个物体运动起来．其原因是( )A．这违背了能量守恒定律B．在任何条件下内能都不可能转化为机械能，只有机械能才会转化为内能C．机械能和内能的转化进程具有方向性，内能转化成机械能是有条件的D．以上说法均不正确【解析】机械能和内能可以彼此转化，但必需通过做功来实现．因为各类有关热的物理进程都具有方向性，所之内能不可能全数转化成机械能，同时不引发其他转变．【答案】 C8．十八大报告提出了“推动绿色发展、循环发展、低碳发展”的理念，以下做法中不符合这个理念的是( )A．夏天天气酷热，空调的温度调得越低越好B．把家里不好用的燃气热水器换成太阳能热水器C．出行时，若是条件允许的话，尽可能选择公共交通工具D．日常生活中，做到顺手关灯，关掉较长时间不利用的电脑和电视【解析】夏天天气酷热，空调温度调得越低电能消耗越多，造成没必要要的能源浪费，选项A不符合“绿色发展、低碳发展”的理念；燃气热水器消耗的燃气是不可再生能源，太阳能热水器利用的太阳能取之不尽用之不竭，属于绿色能源；选择公交出行有利于减小碳排放，减少污染；顺手关灯等习惯有利于节约能源，选项B、C、D都符合“绿色发展、循环发展、低碳发展”的理念．【答案】 A9．关于能量和能源，下列说法正确的是( )A．由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源B．在利用能源的进程中，能量在数量上并未减少，但能量品质降低了C．能量在转化进程中没有方向性D．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造【解析】自然界中能量守恒，但仍需节约能源，在利用能源进程中，品质降低这是能源危机更深层的理解；能量转化具有方向性，不能被创造．【答案】 B百度文库 - 让每个人平等地提升自我11分析能量形式和能量转化的方向.弄清楚是何种形式的能向何种形式的能的转化.抓住能量转化进程中能量守恒这一重要规律，即知足E 1＝E 2＋E 损失.。
能量守恒定律与机械能的转化
能量守恒定律与机械能的转化能量是宇宙中一个重要的物理量，它存在于各种物体和系统中，具有多种形式，如机械能、热能、光能等。
能量守恒定律是自然界中一条非常基础和普适的法则，它描述了一个封闭系统中能量总量的不变性。
本文将深入探讨能量守恒定律与机械能的转化。
一、能量守恒定律的基本原理能量守恒定律是基于对封闭系统的研究而提出的。
封闭系统是指在系统内部不与外界发生能量交换的情况下，能量总量保持不变。
能量守恒定律可以用一个简单的公式来表达：能量的改变等于能量的输入减去能量的输出。
即ΔE = Ein - Eout，其中ΔE表示系统内能量的变化量，Ein表示能量的输入，Eout表示能量的输出。
二、机械能的定义与表达式机械能是物体在运动中所具有的能量形式，包括动能和势能两个部分。
动能是物体由于运动而具有的能量，可以用公式K = (1/2)mv^2来表示，其中m为物体的质量，v为物体的速度。
势能是物体由于位置而具有的能量，可以用公式P = mgh来表示，其中m位物体的质量，g 为重力加速度，h为物体的高度。
机械能E为动能K和势能P之和，即E = K + P。
三、能量守恒定律与机械能的转化当没有外力做功或外力做功等于零时，机械能守恒定律成立。
也就是说，当物体只受到重力作用时，机械能保持不变。
这是因为在没有外力做功的情况下，物体的动能和势能可以相互转化，但总能量保持不变。
例如，一个自由下落的物体，在下落过程中，动能逐渐增加，而势能逐渐减小，但总的机械能保持不变。
四、能量转化的实际应用能量守恒定律和机械能的转化是物理学中常用的理论工具，在实际应用中有着广泛的应用。
比如，利用水力发电站将水的势能转化为电能，利用风力发电机将风能转化为电能，利用汽车发动机将化学能转化为机械能等。
这些应用都是基于能量守恒定律和机械能转化的原理，将一种形式的能量转化为另一种形式，以满足人们对能量的使用需求。
总结：能量守恒定律是描述封闭系统中能量总量不变的基本定律，机械能是物体在运动中所具有的能量形式。
《能的转化与能量守恒》能源与能量守恒定律PPT课件
第二十章 能源与能量守恒定律能的转化与能源自守恒新课引入知识回顾：
什么叫能量？
（1）物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量。能量简称“能”。
（2）自然界的能量有机械能、内能、光能、电能、化学能、核能等多种形式。
人们发现，自然界中的能量不仅可以从一个物体转移到其他物体，而且在一定条件下，形式不同的能量之间还可以相互转化。
学习目标
知识讲解
一、能的转移和转化
活动1 能量的转移
如图所示是一些能量转移的实例，你能说出各例中是什么能量发生了转移吗？
内能
机械能
电能
知识讲解
活动2 能量的转化
能量不仅可以转移，而且各种形式的能量在一定条件下还可以相互转化。
另外，当木材、煤、石油和天然气等物质燃烧时，它们的化学能就会转化为内能和光能。绿色植物通过光合作用，将太阳能转化为化学能……
各种能都能够做功，做功的过程就是能量转化的过程。
说一说
放在桌上的热水袋冷却，热水的内能消失了吗？
能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式．或者从一个物体转移到另外一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变．
讨论交流课文P81页活动1 能量的转移
各种形式的是可以相互转化的
风能转化为电能
讨论交流课文P82页活动2 能量的转化
各种形式的是可以相互转化的
机械能转化为电能
各种形式的是可以相互转化的
电能转化为内能
充电器充电
电能转化为化学能
各种形式的是可以相互转化的
电能转化为机械能
各种形式的是可以相互转化的
高中物理 第4章 机械能和能源 第六节 能量的转化与守恒课件 粤教版必修2.pptx
小试身手 2．下列说法正确的是( ) A．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”违背了能量守 恒定律，因而是不可能的
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D．有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何 形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生
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判断正误 (1)汽车中内燃机效率可以达到 100%.(×) (2)内能不能转化为动能．(×) (3)自然界中涉及热现象的宏观过程都有方向性．(√)
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小试身手 3．(多选)下列说法中正确的是( ) A．热量能自发地从高温物体传给低温物体 B．热量不能从低温物体传到高温物体 C．热传导是有方向的 D．能量耗散说明能量是不守恒的
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解析：热量能自发地从高温物体传到低温物体，但要 从低温物体传到高温物体，需施加外界影响，故 A、C 对， B 错．所谓“能量耗散”是指在能量的转化过程中没有办 法利用某些能量，D 错．
答案：AC
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拓展一 能量守恒定律的理解和应用
“神舟十号”飞船返回舱进入地球大气层以后，由 于它的高速下落，而与空气发生剧烈摩擦，返回舱的表 面温度达到 1 000 ℃.回答下列问题：
(1)该过程机械能守恒吗？ (2)该过程中什么能向什么能转化？能量的总量变化 吗？ 提示：(1)不守恒 (2)机械能向内能 不变
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1．适用范围：能量守恒定律是贯穿物理学的基本规 律，是各种自然现象中普遍适用的一条规律．
2．表达式． (1)E 初＝E 末，初状态各种能量的总和等于末状态各种 能量的总和． (2)ΔE 增＝ΔE 减，增加的那些能量的增加量等于减少 的那些能量的减少量．
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【物理 】能量的转化与守恒 知识点归纳
能量的转化与守恒知识点归纳第1节能量及其形式(一)认识能量1.物体能够对外作用，就说它具有能量。
能量也简称能。
2.一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大(二)能量的形式自然界中任何物体都具有能量，能量是以多种形式存在的，根据能量的特点大致可以分为机械能、电磁能、内能、化学能、光能、核能、声能等第2节机械能(一)动能1.定义：物体由于运动而具有的能量2.决定其大小的因素：物体的速度越大，质量越大，动能就越大(二)势能A.重力势能1.定义：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能2.决定其大小的因素：物体的质量越大、位置越高，重力势能就越大B.弹性势能1.定义：物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能2.决定其大小的因素：对于同一物体，弹性形变越大，弹性势能越大(三)动能和势能的转化A.机械能：动能和势能（重力势能、弹性势能）统称为机械能B.机械能的转化1.动能和势能可以相互转化2.机械能也可以转化为其他形式的能量C.机械能守恒：如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总量就保持不变，或者说机械能守恒第3节能量转化的亮度(一)功1.定义：如果一个力作用在物体上，且物体在这个力的方向上通过了一段距离，就说这个力对物体做了功2.力对物体做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在这个力的方向上通过了距离(二)功的计算1.功的计算：功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积2.公式：用F表示力，s表示在力的方向上通过的距离，W表示功，则W = Fs3.单位：在国际单位制中，力的单位是牛，距离的单位是米，功的单位是焦耳，简称焦（J）。
1J=1N×1m=1N∙m4.应用W = Fs计算功时，力与物体通过的距离方向必须一致，且对应同一物体、同一段时间(三)做功的实质做功的过程实质上就是能量转化的过程，力对物体做了多少功，就有多少能量发生了转化。
因此，可以用功来量度能量转化的多少。
能量的单位与功的单位一样，也是焦耳(四)功率1.定义：功与做功所用时间之比叫功率，它在数值上等于单位时间内所做的功2.物理意义：功率是表示物体做功快慢的物理量3.公式：如果用P表示功率，用W表示功，用t表示做功所用的时间，功率的计算公式为P=W t4.单位：在国际单位制中，功的单位是焦，时间的单位是秒，功率的单位是焦耳每秒（J/s），它有一个专门名称叫瓦特，简称瓦（W）工程技术上还常用千瓦（kW）、兆瓦（MW）作为功率的单位，1kW = 1000W，1MW = 106W5.功率表示做功的快慢，不表示做功的多少，一个力做功的多少由功率和时间两个因素决定。
物理必修2 第四章第六节能量的转化与守恒 课件
[解析] (1)摩擦力分别对 m、M 做功为 W1＝－μmg(s＋L)，W2＝μmgs. (2)m 动能减少了 ΔEkm 减＝12mv20－12mv21 M 动能增加了 ΔEkM 增＝12Mv22. (3)由动能定理知 W1＝－ΔEkm 减，即－μmg(s＋L)＝12mv21－12mv20 W2＝ΔEkM 增，即 μmgs＝12Mv22 显然，ΔEkm 减>ΔEkM 增
三、能量转化和转移的方向性 能量转化和转移具有____方__向__性____，如烧火生热，化学能通 过燃烧转化为内能，但内能不会_____自__发_____地重新转化为 化学能．热水中的内能通过热传递可以_____自__发_____地转移 到冷水中去，但是内能不能_____自__发_____地再从冷水传递给
A．重力做功 2mgR B．机械能减少 mgR C．合外力做功 mgR D．克服摩擦力做功12mgR
[解析] 小球到达 B 点时，恰好对轨道没有压力，只受重力 作用，根据 mg＝mRv2得，小球在 B 点的速度 v＝ gR.小球从 P 到 B 的过程中，重力做功 W＝mgR，故选项 A 错误；减少 的机械能 ΔE 减＝mgR－12mv2＝12mgR，故选项 B 错误；合外
部分转化为内能．由能量转化守恒定律有12mv2＝mgΔh＋Q2，
且 Q1＝Q2，由此解得 A、B 间的高度差 Δh＝4vg2. 答案：v2
4g
方法技巧——摩擦力做功与机械能的变化 1．摩擦力做功特点 (1)无论是静摩擦力还是滑动摩擦力，它们都可以做负功或做 正功，也可以不做功． (2)一对相互作用的静摩擦力对物体所做的总功为零；而一对 相互作用的滑动摩擦力对物体所做的总功不为零，且一定为 负值．
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第四章 机械能和能源
2017_2018学年高中物理第四章机械能和能源第六节能量的转化与守恒检测粤教版必修2
第六节能量的转化与守恒A级抓基础1．咱们绝可不能看到：一个放在水平地面上的物体，靠降低温度，能够把内能自发地转化为动能，使那个物体运动起来．其缘故是( )A．这违背了能量守恒定律B．在任何条件下内能都不可能转化为机械能，只有机械能才会转化为内能C．机械能和内能的转化进程具有方向性，内能转化成机械能是有条件的D．以上说法均不正确解析：机械能和内能能够彼此转化，但必需通过做功来实现．因为各类有关热的物理进程都具有方向性，所之内能不可能全数转化成机械能，同时不引发其他转变．答案：C2．以下说法中正确的选项是( )A．能量转化与守恒定律的成立是有必然条件的B．行驶的汽车具有动能，刹车时动能转化为内能C．能量从一种形式转化为另一种形式时，总量会减少D．热传递是能量的转化解析：能量转化与守恒定律对任何物体都成立、无条件，A、C错．汽车刹车时动能转化成内能，B对，热传递是能量的转移，D错．答案：B3．(多项选择)以下关于能量守恒定律的熟悉正确的选项是( )A．某种形式的能减少，必然存在其他形式的能增加B．某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加C．不需要任何外界的动力而持续对外做功的机械——永动机不可能制成D．石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了解析：依照能量守恒定律可知，能量既可不能消灭，也可不能创生．能量只能从一种形式转化为其他形式，或从一个物体转移到其他物体，A、B正确，D错误，永动机违抗了能量守恒定律，故它不可能制造出来，C正确．答案：ABC4．以下进程中，可能发生的是( )A．某工作物质从高温热源吸收20 kJ的热量，全数转化为机械能，而没有引发其他转变B．打开一高压密闭容器，其内气体自发溢出后又自发溢进去，恢恢复状C．利用其他手腕，使低温物体的温度更低，高温物体的温度更高D．将两瓶不同液体互溶，然后又自发地各自分开解析：某工作物质从高温热源吸收20 kJ的热量，全数转化为机械能，而没有引发其他转变，这是不可能的，则A错误；能量传递具有方向性，则B、D错误；利用其他手腕，使低温物体温度更低，高温物体的温度更高，如空调，则C 正确．答案：C5．小明同窗在家锻炼躯体，做杠铃练习．他将杠铃由静止开始举高H ，并取得速度v .那么以下说法中不正确的选项是( )A ．小明对杠铃做的功等于杠铃机械能的增量B ．杠铃动能的增量等于杠铃所受合外力对它做的功C ．克服杠铃重力做的功等于杠铃重力势能的增量D ．合外力对杠铃做的功等于机械能的增量解析：合力做功等于杠铃的动能增量，不是机械能的增量，B 对，D 错；小明对杠铃做的功等于杠铃能量的增加(即机械能的增加)，A 对；重力做功等于重力势能的增量，C 对．答案：DB 级 提能力6．(多项选择)在体育竞赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项．质量为m 的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F ，那么在他减速下降高度为h 的进程中，以下说法正确的选项是(g 为本地的重力加速度)( )A ．他的动能减少了Fh －mghB ．他的重力势能增加了mghC ．他的机械能减少了(F －mg )hD ．他的机械能减少了Fh解析：由动能定理，得mgh －Fh ＝ΔE k ，故动能减少了Fh －mgh ，A 选项正确；他的重力势能减少了mgh ，B 选项错误；他的机械能减少了ΔE ＝Fh ，C 选项错误，D 选项正确．答案：AD7.劲度系数为k 的轻质弹簧，一端系在竖直放置、半径为R 的滑腻圆环顶点P ，另一端连接一套在圆环上且质量为m 的小球．开始时小球位于A 点，现在弹簧处于原长且与竖直方向的夹角为45°，以后小球由静止沿圆环下滑，小球运动到最低点B 时的速度为v ，现在小球与圆环之间的压力恰好为零，已知重力加速度为g .以下分析正确的选项是( )A ．轻质弹簧的原长为RB ．小球过B 点时，所受的合力为mg ＋m v 2RC ．小球从A 到B 的进程中，重力势能转化为弹簧的弹性势能D ．小球运动到B 点时，弹簧的弹性势能为mgR －12mv 2 解析：由几何知识可知弹簧的原长为2R ，A 错误；依照向心力公式：小球过B 点时，那么由重力和弹簧弹力的合力提供小球的向心力，F 合＝m v 2R ，B 错误；以小球和弹簧组成的系统为研究对象，在小球从A 到B 的进程中，只有重力和弹簧的弹力做功，系统的机械能守恒，小球重力势能减小转化为弹簧的弹性势能和动能，故C 错误；依照能量的转化与守恒：mgR ＝12mv 2＋E p ，得E p ＝mgR －12mv 2，故D 正确． 答案：D8.(多项选择)如下图，质量为m 的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终维持以速度v 匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，物体过一会儿能维持与传送带相对静止，关于物体从静止释放到相对传送带静止这一进程以下说法正确的选项是( )A ．电动机多做的功为12mv 2 B ．摩擦力对物体做的功为12mv 2 C ．电动机增加的功率为μmgvD ．传送带克服摩擦力做功为12mv 2 解析：由能量守恒知电动机多做的功为物体动能增量和摩擦生热Q ，因此A 项错；依照动能定理，对物体列方程，W f ＝12mv 2，因此B 项正确；因为电动机增加的功率P ＝物体动能增量＋摩擦生热时间＝μmg v 2t ＋μmg v 2t t ＝μmgv ，C 项正确；因为传送带与物体共速之前，传送带的路程是物体路程的2倍，因此传送带克服摩擦力做功是摩擦力对物体做功的2倍，即mv 2，D 项错误．答案：BC9.如下图，斜面的倾角为θ，质量为m 的滑块距挡板P 的距离为x 0，滑块以初速度v 0沿斜面上滑，滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，滑块所受摩擦力小于重力沿斜面向下的分力．假设滑块每次与挡板相碰均无机械能损失，求滑块通过的总路程．解析：滑块最终要停在斜面底部，设滑块通过的总路程为x ，对滑块运动的全程应用功能关系，全数所产生的热量Q ＝12mv 20＋mgx 0sin θ，又因为全程产生的热量等于克服摩擦力所做的功，即 Q ＝μmgx cos θ，解以上两式，可得x ＝1μ⎝ ⎛⎭⎪⎫v 202g cos θ＋x 0tan θ.答案：1μ⎝ ⎛⎭⎪⎫v 202g cos θ＋x 0tan θ。