最新人教版高中物理选修1-2第二章《能量守恒定律》名师导航
教学:人教版物理选修1-2《能量守恒定律》教案设计

热力学第一定律能量守恒定律教学方法讲授教学目的 1.认识物质的运动形式有多种,对应不同运动形式的运动有不同形式的能,各种形式的能在一定条件下可以相互转化2. 进一步掌握能的转化和守恒定律,并了解能的转化和守恒定律的意义3.运用公式△U=W+Q分析有关问题并具体进行计算教学重点热力第一定律教学难点能量守恒教具多媒体课件教学过程一、复习提问问:物体做什么样的运动具有机械能?机械能转化和守恒定律的内容是什么?二、新课教学1.热力学第一定律分析下列特殊情况:①如果物体只与外有热交换,没有做功,外界传给物体4J热量物体的内能增加了多少?物体若向外界传出了4J热量,物体内能如何变化?结论:在没有做功情况下,物体与外界间传递热量Q,物体内能变化为△U,则△U=Q,为了在此表达式中能反映物体对外界是吸热不是放热,作出规定:吸热Q取正值,放热Q取负值,由此可知:物体吸热,内能增加,放热,内能减少。
②如果物体和外界不发生热交换,当外界对物体做了10J功,物体内能增加了多少?当物体对外做了10J功,物体内能又如何变化?结论:在无热交换情况下,△U=W(对外做功时,W取负值)③如果物体内能在改变的过程中,既有热传递又有做功,例如外界对物体做了10J的功,同时物体吸收4J热量,物体的内能如何变化?④又如,外界对物体做10J功,物体放热4J物体内能又如何变化?又物体对外界做了10J功,物体吸热4J,物体放热4J物体内能又如何变化?综上所述:在能的转化转移过程中,一个物体,如果没有吸收热量也没有放出热量,那么外界对它做多少功它的内能就增加多少;如果它既没有对外做功,外界也没有对其做功,则它从外界吸收多少热量,它的内能就增加多少。
用△U表示物体内能的增量,用Q表示吸收的热量,用W表示外界对物体所做的功,那么:△U=Q+W上式就是热力学第一定律。
[例]一定量的气体从外界吸收了2.6×105J的热量,内能增加了4.2×105J,外界对物体做了多少功?解:根据热力学第一定律得,W=△U-Q=4.2×105J-2.6×105J=1.6×105J2.能的转化课件展示,举例说明物体的每一种运动形式都有一种对应的能机械运动――机械能热运动――内能电荷运动――电能化学运动――化学能生物运动――生物能原子核内部的运动――原子能各种形式的能可以相互转化:机械能中的动能和势能可互相转化(自由落体运动)机械能可以与内能相互转化(摩擦生热,消耗了机械能通过做功的形式转化为内能;热机中的气体推动活塞做功把气体内能转化为机械能)其它形式有能也可以转化为内能,如电流通过导体时,把电能转化为内能;炽热的灯丝发光,又把内能转化成光能;燃烧时,把化学能转化成内能)3.能量守恒定律内容:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能众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,在转化和转移的过程中其总量不变。
人教版高中选修1-2物理2.1能量守恒定律教案(19)

热力学第一定律能量守恒定律[教学目标]理解能的转化和守恒定律能列举出能的转化和守恒定律的实例理解“永动机”不能实现的原理初步学会运用能的转化和守恒定律计算一些简单的内能和机械能相互转化的问题。
能的转化和守恒定律是自然科学的基本定律之一,应用能的转化和守恒的观点来分析物理现象、解决物理问题是很重要的物理思维方法[教学重点]能的转化和守恒定律[教学难点]运用能的转化和守恒定律对具体的自然现象进行分析[教学过程]刀具在砂轮上磨削时,刀具发热是因为通过摩擦力做功,机械能转化为内能。
在暖气片上放有一瓶冷水,过一段时间后水变热,这是通过热量传递使这瓶水内能增加。
一、机械能与内能转化1.运动的汽车紧急刹车,汽车最终停下来。
这过程中汽车的动能(机械能)转化为轮胎和路面的内能(假定这过程没有与周围物体有热交换,即不散热也不吸热)。
摩擦力做了多少功,内能就增加多少。
公式W=ΔE表示了做功与内能变化的关系,这公式也反映出做功过程中,机械能的损失数量恰好等于物体内能增加的数量。
2.把一铁块放入盛有水的烧杯中,用酒精灯加热烧杯内水,直至水沸腾。
在这一过程中,铁块从周围水中吸收了热量使它温度升高,内能增加。
这过程中水的一部分内能通过热量传递使铁块内能增加。
铁块吸收多少热量,它内能就增加多少。
公式Q=ΔE表示吸收的热量与内能变化量的关系,也反映出铁块增加的内能数量与水转移给铁块的内能数量相等。
3.如果物体跟外界同时发生做功和热传递过程,那么,外界对物体所做的功W加上物体从外界吸收的热量Q,等于物体内能的增加ΔE,即W+Q=ΔE上式所表示的是功、热量和内能之间变化的定量关系,同时它也反映了一个物体的内能增加量等于物体的机械能减少量和另外物体内能减少量(内能转移量)之和。
进而说明,内能和机械能转化过程中能量是守恒的。
二、其他形式的能也可以和内能相互转化机械运动有机械能,热运动有内能自然界存在着许多不同形式的运动,每种运动都有一种对应的能量,如电能、磁能、光能、化学能、原子能等。
人教版高中选修1-2物理2.1能量守恒定律教案(18)

功能关系能量守恒定律考点一●自主学习功和能的关系做功的过程就是的过程,做了多少功,就有多少能量发生了,功是能量转化的.●深化拓展1.几种常见的功能关系(1)合力对物体做功等于物体动能的改变.W=E k2-E k1,即动能定理.(2)重力做功对应重力势能的改变WG=-ΔE p=E p1-E p2重力做多少正功,重力势能减少多少;重力做多少负功,重力势能增加多少.(3)弹簧弹力做功与弹性势能的改变相对应.W=-ΔE p=E p1-E p2弹力做多少正功,弹性势能减少多少;弹力做多少负功,弹性势能增加多少.(4)除重力或弹簧的弹力以外的其他力的功与物体机械能的增量相对应,即W其他=ΔE.①W其他>0,物体的机械能就增加.②W其他<0,物体的机械能就减小.③W其他=0,物体的机械能不变或守恒.点拨:功是能量转化的量度,但功是过程量,能是状态量,因此“功”不是“能”.点拨:一对相互作用的滑动摩擦力做功所产生的热量Q=F f·l相对,其中l相对是物体接触面间相对路径的长度.如果两物体同向运动,l相对为两物体对地位移大小之差;如果两物体反向运动,l相对为两物体对地位移大小之和;如果一个物体相对另一个物体往复运动,则l相对为两物体相对滑行路径的总长度.●针对训练一物块由静止开始从粗糙斜面上的某点加速下滑到另一点,在此过程中重力对物块做的功等于()A.物块动能的增加量B.物块重力势能的减少量与物块克服摩擦力做的功之和C.物块重力势能的减少量和物块动能的增加量以及物块克服摩擦力做的功之和D.物块动能的增加量与物块克服摩擦力做的功之和解析:物块在运动过程中有重力和摩擦力做功,在物块的运动过程中,由动能定理W=ΔE k得:WG-Wf=ΔE k,即WG=ΔE k+Wf.从上式可见,重力做功,重力势能减少,减少的重力势能一部分增加物体的动能,一部分克服摩擦力做功,D选项正确.答案:D考点二能量守恒定律●自主学习能量既不会,也不会凭空消失,它只能从一种形式为别的形式,或者从一个物体到别的物体,在转化或转移的过程中其总量不变.●深化拓展能量守恒定律的理解和应用1.对定律的理解(1)某种形式的能量减少,一定存在另外形式的能量增加,且减少量和增加量相等.(2)某个物体的能量减少,一定存在别的物体的能量增加,且减少量和增加量相等.2.应用定律解题的步骤(1)分清共有多少种形式的能(如动能、势能、电能、内能等)在变化;(2)明确哪种形式的能量增加,哪种形式的能量减少;(3)减少的总能量一定等于增加的总能量,据此列出方程:ΔE减=ΔE增.【特别提醒】应用能量守恒定律解决有关问题,关键是准确分析有多少种形式的能在变化,求出减少的能量总和ΔE减和增加的能量总和ΔE增,然后再依据ΔE减=ΔE增列式求解.【例1】(2007·高考海南卷)如图所示,卷扬机的绳索通过定滑轮用力F拉位于粗糙斜面上的木箱,使之沿斜面加速向上移动,在移动过程中,下列说法正确的是()A.F对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和B.F对木箱做的功等于木箱克服摩擦力’和克服重力所做的功之和C.木箱克服重力做功等于木箱增加的重力势能D.F对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力所做的功之和[思维点拔]准确把握功和对应能的转化关系是解答此类问题的关键.[解析]克服重力做的功等于物体重力势能的增加ΔE p=WG,C正确.由动能定理:-WG -Wf+WF=mv2,Wf=mv2+WG+Wf=(ΔE k+ΔE p)+Wf,A、B不对,D对.[答案]CD[总结提升](1)解答本题时易错选B.原因是没有分析清木箱加速上升时,通过拉力F做的功,还有一部分转化为木箱的动能.(2)应用功能关系解题时,要弄清楚有哪些力在做功,这些力做功等于哪种形式能量的变化.题型二功能关系的应用●规律方法应用功能关系需注意的问题:(1)搞清力对“谁”做功,对“谁”做功就对应“谁”的位移,引起“谁”的能量变化.(2)搞清不同的力做功对应不同形式的能的变化.【例2】一小物体以E k1=100J的初动能滑上斜面,当动能减少ΔE k=80J时,机械能减少E =32J ,则当物体滑回原出发点时动能为多少?[解析] 设斜面倾角为θ,滑动摩擦力为Ff ,动能减少80J 时位移为s 1,根据功能关系,动能减少量等于合外力的功,即ΔE k1=(mg sin θ+Ff )s 1①机械能减少量等于除重力以外的力(此题中即为Ff )所做的功,即E =Ffs 1②设物体从斜面底端到最高点位移为s 2,则动能的减少量为100J ,即E k1=(mg sin θ+Ff )s 2③设机械能的减少量为Wf ,即为上滑过程中滑动摩擦力所做的总功,所以有:Wf =Ff ·s 2综合①、②、③、④有:所以Wf =40J.上滑及下滑过程中,滑动摩擦力都做负功,且数值相等,所以一个往返摩擦力做负功总和为 Wf 总=2Wf =80J所以最后物体的动能为E k 末=E k1-Wf 总=20J.[答案] 20J题型三 能的转化和守恒定律的应用【例3】 如图所示,传送带与水平面之间的夹角为30°,其上A 、B 两点间的距离为5m ,传送带在电动机的带动下以v =1m/s 的速度匀速运动,现将一质量为m =10kg 的小物体(可视为质点)轻放在传送带的A 点,已知小物体与传送带间的动摩擦因数μ=23 ,则在传送带将小物体从A 点传送到B 点的过程中,求(1)传送带对小物体做了多少功;(2)为传送小物体,电动机需额外做多少功.(g 取10m/s2)[解析] (1)对小物体:因为μmg cos θ>mg sin θ,所以一开始小物体能向上做匀加速运动,由牛顿第二定律得μmg cos θ-mg sin θ=ma ,解得a =4g 当v =1m/s 时,位移l = a 2v 2 =0.2m这之后小物体相对皮带静止,一直到达B 点,传送带对小物体做的功就等于小物体机械能的增加W =ΔE k +ΔE p =21mv 2+mglAB ·sin30°=255J.(2)电动机所做的功一方面使小物体的机械能增加,另一方面由于小物体与传送带之间有相对滑动而产生热量,即W 电=W +Q =W +μmgl 相cos θ其中l 相=vt -l ,而由v =at 可知t = av =0.4s l 相=0.4m -0.2m =0.2m所以W 电=W +Q =W +μmgl 相cos θ=270J.[答案] (1)255J (2)270J[总结提升] 计算因摩擦而产生的热量时要用小物体和传送带之间的相对位移.。
人教版高中物理选修1-2课件 2 能量守恒定律课件3

◦ 要点一 几种常见的功能关系 ◦ 1.合力做功等于物体动能的改变, ◦ 即W合=Ek2-Ek1=ΔEk.(动能定理) ◦ 2.重力做功等于物体重力势能的改变, ◦ 即WG=Ep1-Ep2=-ΔEp. ◦ 3.弹簧弹力做功等于弹性势能的改变, ◦ 即W弹=Ep1-Ep2=-ΔEp.
◦ 4.除了重力和弹簧弹力之外的其他力所做的总功,等于物体机械能的改变, 即W其他力=E2-E1=ΔE.(功能原理)
(3)设弹簧长为 AC 时的弹性势能为 Ep, 释放 m1 时,Ep=μm1gxCB(2 分) 释放 m2 时,可得 Ep=μm2gxCB+12m2v02(2 分) 且 m1=2m2,可得 Ep=m2v20=7.2 J(1 分) m2 在桌面上运动过程中克服摩擦力做功为 Wf, 则 Ep-Wf=12m2vD2 ,可得 Wf=5.6 J.(3 分) [答案] (1)2.5 m (2)见规范解答 (3)5.6 J
机械能的变化由重力或系统内弹力以外的其他力做功决定, 故 ΔE 机械=-Ff·x=-14mg·sinh30°=-12mgh,故 B、D 正确,A、C 错误.
[答案] BD
◦ 1.(2012年高考海南卷)下列关于功和机械能的说法,正确的是( )
◦ A.在有阻力作用的情况下,物体重力势能的减少不等于重力对物体所做的 功
(2)由 A 到 C 的过程中,动能减少 ΔEk′=12mv02⑥ 重力势能减少 ΔEp′=mglACsin 37°⑦ 摩擦生热 Q=FflAC=μmgcos 37°lAC⑧ 由能量守恒定律得弹簧的最大弹性势能为 ΔEpm=ΔEk′+ΔEp′-Q⑨ 联立⑥⑦⑧⑨解得 ΔEpm=24.5 J.
答案:(1)0.52 (2)24.5 J
相等;
◦ (2)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.
人教版物理选修1-2《能量守恒定律》教案设计

热力学第一定律能量守恒定律教学方法讲授教学目的 1.认识物质的运动形式有多种,对应不同运动形式的运动有不同形式的能,各种形式的能在一定条件下可以相互转化2. 进一步掌握能的转化和守恒定律,并了解能的转化和守恒定律的意义3.运用公式△U=W+Q分析有关问题并具体进行计算教学重点热力第一定律教学难点能量守恒教具多媒体课件教学过程一、复习提问问:物体做什么样的运动具有机械能?机械能转化和守恒定律的内容是什么?二、新课教学1.热力学第一定律分析下列特殊情况:①如果物体只与外有热交换,没有做功,外界传给物体4J热量物体的内能增加了多少?物体若向外界传出了4J热量,物体内能如何变化?结论:在没有做功情况下,物体与外界间传递热量Q,物体内能变化为△U,则△U=Q,为了在此表达式中能反映物体对外界是吸热不是放热,作出规定:吸热Q取正值,放热Q取负值,由此可知:物体吸热,内能增加,放热,内能减少。
②如果物体和外界不发生热交换,当外界对物体做了10J功,物体内能增加了多少?当物体对外做了10J功,物体内能又如何变化?结论:在无热交换情况下,△U=W(对外做功时,W取负值)③如果物体内能在改变的过程中,既有热传递又有做功,例如外界对物体做了10J的功,同时物体吸收4J热量,物体的内能如何变化?④又如,外界对物体做10J功,物体放热4J物体内能又如何变化?又物体对外界做了10J功,物体吸热4J,物体放热4J物体内能又如何变化?综上所述:在能的转化转移过程中,一个物体,如果没有吸收热量也没有放出热量,那么外界对它做多少功它的内能就增加多少;如果它既没有对外做功,外界也没有对其做功,则它从外界吸收多少热量,它的内能就增加多少。
用△U表示物体内能的增量,用Q表示吸收的热量,用W表示外界对物体所做的功,那么:△U=Q+W上式就是热力学第一定律。
[例]一定量的气体从外界吸收了2.6×105J的热量,内能增加了4.2×105J,外界对物体做了多少功?解:根据热力学第一定律得,W=△U-Q=4.2×105J-2.6×105J=1.6×105J2.能的转化课件展示,举例说明物体的每一种运动形式都有一种对应的能机械运动――机械能热运动――内能电荷运动――电能化学运动――化学能生物运动――生物能原子核内部的运动――原子能各种形式的能可以相互转化:机械能中的动能和势能可互相转化(自由落体运动)机械能可以与内能相互转化(摩擦生热,消耗了机械能通过做功的形式转化为内能;热机中的气体推动活塞做功把气体内能转化为机械能)其它形式有能也可以转化为内能,如电流通过导体时,把电能转化为内能;炽热的灯丝发光,又把内能转化成光能;燃烧时,把化学能转化成内能)3.能量守恒定律内容:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能众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,在转化和转移的过程中其总量不变。
人教版高中选修1-2物理2.1能量守恒定律教案(4)

《能量守恒定律》学案【学习目标】1.知道机械能的定义,理解机械能守恒定律的内容和成立条件。
2.熟练运用机械能守恒定律解题。
3.了解能量守恒定律的内容和能量守恒的运用。
【学习重点】机械能守恒定律的运用和成立条件以及能量守恒定律【知识要点】1.机械能定义:机械能是动能和势能的总和。
2.探究机械能守恒定律实验:实验器材、步骤、结论3.机械能守恒定律只有在重力或弹簧的弹力做功的情况下,物体的重力势能或弹性势能和动能发生转化时,总的机械能保持不变。
表达式:E K1+E P1=E K2+E P2,也就是初位置的机械能等于末位置的机械能,即机械能是守恒的。
机械能守恒定律的应用解题步骤:①根据题意,选取研究对象(物体或相互作用的物体系);②分析研究对象在运动过程中所受各力的做功情况,判断是否符合机械能守恒的条件;③若符合定律成立的条件,先要选取合适的零势能的参考平面,确定研究对象在运动过程的初、末状态的机械能的值;④据机械能守恒定律列方程,并代入数值求解。
4.机械能守恒定律的条件:物体在只有重力和弹簧的弹力做功,其它力不做功或做功的代数和为零,机械能保持不变。
5..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别的形式,或者从一个物体转移到别的物体。
”【典型例题】例题1:关于机械能守恒定律的适用条件,下列说法中正确的是:()A.只有重力和弹力作用时,机械能才守恒B.当有其它外力作用时,只要合外力为零,机械能守恒C.当有除重力(或弹力)以外的其它外力作用时,只要其他外力不做功,机械能守恒D.炮弹在空中飞行不计阻力时,仅受重力作用,所以爆炸前后机械能守恒解析:只有系统内弹力做功机械能守恒,故A 错;在B 项中如果合外力内包含了重力即使合外力为零机械能也不守恒,故B 错;C 项是满足机械能守恒条件,故C 正确;在D 项中,有化学能转化为内能后转化为机械能故机械能不守恒,故D 错。
例题2:如图2所示,质量为m 的小球用长为l 的轻质细线悬挂于O 点,与O点处于同一水平线的P 点处有一根光滑的细钉,已知2l OP =,在A 点给小球一个水平向左的初速度0v ,发现小球恰好能到达跟P 点在同一竖直线上的最高点B ,则⑴小球到达B 点时的速度是多大?⑵若不计空气阻力,则给小球的初速度0v 应该多大? ⑶若gl v 20=,那么小球从点A 到B 的过程中克服空气阻力做功为多少? 解析:⑴因小球恰好能到达跟P 点在同一竖直线上的最高点B ,所以由圆周运动的知识得22lv m m g B = ① 解得 2gl v B = ②⑵小球在从点A 到B 的过程中,只有重力对小球做功,故它的机械能是守恒的,以点A 所在的平面为参考平面,由机械能守恒定律得 )2(2121220l l mg mv mv B +⋅+= ③ 解②、③两式,得270gl v = ④ ⑶因gl 2>27gl ,小球恰好能到达跟P 点在同一竖直线上的最高点B ,所以在小球从点A 到B 的过程中要克服空气阻力做功,设此值为W ,则由动能定理得 2022121)2(mv mv W l l mg B -=-+⋅- ⑤ 解得 4mgl W = 【达标训练】1、下列实例(均不计空气阻力)中的运动物体,机械能守恒的应是( BD )A .被起重机吊起的货物正在加速上升B .物体做平抛运动C .物体沿粗糙斜面匀速下滑D .一个轻质弹簧上端固定,下端系一重物,重物沿竖直方向做上下振动2、一个人把重物加速上举到某一高度,下列说法正确的是( ACD )A .物体所受的合外力对它所做的功等于物体机械能的增量B .物体所受合外力对它所做的功等于物体的动能的增量C .人对物体所做的功和重力对物体所做的功的代数和等于物体机械能的增量3、质量均为m的甲、乙、丙三个小球,在离地面高为h 处以相同的动能在竖直平面内分别做平抛、竖直下抛、沿光滑斜面下滑,则( ABC )A .三者到达地面时的速率相同B .三者到达地面时的动能相同C .三者到达地面时的机械能相同D .以上说法都不正确4、从离地高为H m的阳台上以速度v 竖直向上抛出质量为m的物体,它上升h m后又返回下落,最后落在地面上,则下列说法中正确的是(不计空气阻力,以地面为参考面)( ACD )A .物体在最高点时机械能为mg (H +h )B .物体落地时的机械能为mg (H +h )+21mv 2C .物体落地时的机械能为mgH +21mv 2D .物体在落回过程中,经过阳台时的机械能为mgH +21mv 2D .克服重力所做的功等于物体的重力势能的增量5、关于物体的机械能是否守恒的叙述,下列说法中正确的是 ( D )A .做匀速直线运动的物体,机械能一定守恒B .做匀变速直线运动的物体,机械能一定守恒C .外力对物体所做的功等于0时,机械能一定守恒D .物体若只有重力做功,机械能一定守恒6.如图所示,位于竖直平面内的光滑轨道,由一段斜的直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成,圆形轨道的半径为R 。
高中物理人教版选修1-2第二章《能量守恒定律》课件29页PPT)
2) 弹性力作功
F
x
o xA xB
F kiˆx W xBFdx xBkd xx
xA
xA
W(12kxB 212kxA 2) W kdxx0
精编优质课PPT高中物理人教版选修1- 2第二 章2.1《 能量守 恒定律 》课件 (共29 页PPT )(获奖 课件推 荐下载 )
精编优质课PPT高中物理人教版选修1- 2第二 章2.1《 能量守 恒定律 》课件 (共29 页PPT )(获奖 课件推 荐下载 )
1《能量守恒定律》课件(共29页PPT)(获奖课件推荐下载)
1《能量守恒定律》课件(共29页PPT)(获奖课件推荐下载)
FFiˆFˆ ˆ 精编优质课PPT高中物理人教版选修1-2第二章2.
jFk 答:动量、动能、功 .
x
1《能量守恒定律》课件(共29页PPT)(获奖课件推荐下载)
精编优质课PPT高中物理人教版选修1-2第二章2.
3 保守力和非保守力 保守力: 力所作的功与路径无关,仅决定于相
互作用质点的始末相对位置 .
引力功 重力功 弹力功
W ( G m r'B m )( G m r'A m )
W (mBg m zA)gz W(1 2kxB 2 1 2kxA 2)
精编优质课PPT高中物理人教版选修1- 2第二 章2.1《 能量守 恒定律 》课件 (共29 页PPT )(获奖 课件推 荐下载 )
三 势能
势能 与物体间相互作用及相对位置有关的能量 .
重力功
重力势能
W (mBg m zA)gz
Ep mgz
引力功
引力势能
W (G m r'B m )(G m r'A m )
物理选修【1-2】第2章-第1节《能量守恒定律》ppt课件
而产生了电流的现象,该现象中发生了内能与电能之间的转
化.
菜单
新课标 ·物理 选修1-2
(2)能量守恒定律
课 前 自 主 导 学
课 堂 互 动 探 究
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别的物体,
在转化和转移过程中其总量保持不变.
在本模块中,学生将学习算法初步、统计、概率的基础知识。1.算法是数学及其应用的重要组成部分,是计算科学的重要基础。随着现代信息技术飞速发展,算法在科 学技术、社会发展中发挥着越来越大的作用,并日益融入社会生活的许多方面,算法思想已经成为现代人应具备的一种数学素养。中学数学中的算法内容和其他内容是密 切联系在一起的,比如线性方程组的求解、数列的求和等。具体来说,需要通过模仿、操作、探索,学习设计程序框图表达解决问题的过程,体会算法的基本思想和含义, 理解算法的基本结构和基本算法语句,并了解中国古代数学中的算法。在本教科书中,首先通过实例明确了算法的含义,然后结合具体算法介绍了算法的三种基本结构:
堂 双 基 达 标
课
互 动
题.
时 作
探
业
究
菜单
新课标 ·物理 选修1-2
能量的转化与守恒
1.基本知识
课
当
前 自
(1)能量的转化
堂 双
主
基
导 学
①自然界中的物质做着各种形式的运动,每一种运动都
达 标
课 有一
②各种形式的能都可以相互转化.
时 作
探
业
究
③温差电现象:由于两种金属的两个连接点存在温度差
新课标 ·物理 选修1-2
课 前 自 主 导 学
最新人教版高中物理选修1-2第二章《能量守恒定律》预习导航
预习导航
有一种所谓“全自动”机械手表,既不需要上发条,也不用任何电源,却能不停地走下去。
这是不是一种永动机?如果不是,你知道维持表针走动的能量是哪儿来的吗?
提示:不是永动机。
能量是通过摆动手臂对表内的转轮做功而储存的。
课前预习
一、能量的转化
1.能的形式:自然界中的物质做着各种形式的运动,与机械运动对应的是机械能,与物体中分子热运动对应的是内能,与电磁运动对应的是电磁能。
2.能的转化:热运动与机械运动、电磁运动等其他运动都有联系,各种运动都可以转化为热运动。
各种形式的能都可以相互转化。
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,在转化和转移的过程中,其总量保持不变。
这就是能量守恒定律。
这个定律把各种自然现象统一起来,描绘出一幅自然界普遍联系的清晰图景。
三、永动机
不需要动力,可以源源不断地对外做功的机械叫永动机。
任何一部机器,只能使能量从一种形式转化为另一种形式,而不能无中生有地制造能量。
因此,根本不能造出永动机。
四、热力学第一定律
物体内能的增加量等于物体从外界吸收的热量与外界对物体所做的功的总和,这就是热力学第一定律。
热力学第一定律是能量守恒定律在涉及热现象的宏观过程中的具体表述。
最新人教版高中物理选修1-2第二章《能量的守恒与耗散》本章概览
第二章 能量的守恒与耗散
本章概览
三维目标
掌握热力学的三个定律,重点是热力学第一、第二定律,理解能量守恒定律,知道热机及其工作过程,了解有关熵的概念,并能从宏观和微观两个角度来分析有关现象和问题
. 通过学习了解热学发展与建立的过程,了解研究热现象常用的方法、思想;通过这些方法规律的学习,形成对现实生活现象思维科学化的习惯
.
了解能量的耗散并能用来分析解决生活中常见的现象和问题,知道节约能源、保护环境的重要意义.
知识网络。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第一节能量守恒定律
名师导航
知识梳理
1.每一种运动都有一种形式的能与它对应:与机械运动对应的是___________,与物体分子热运动对应的是____________,与电磁运动对应的是_____________.
2.能量既不能________也________不能,它只能从一种形式__________为别的形式,或从一个物体_____________到别的物体,而能的_________保持不变.这个规律叫做________定律.
3.第一类永动机不可能成功,最根本的原因是____________.
疑难突破
机械能守恒定律与能量守恒定律的区别
剖析:机械能的转化和守恒是指一个物体的动能和势能间的转化,在转化过程中如没有能量的损失,也没有其他能量补充,则机械能的总量将保持不变;如果转化过程中有能量的损失,如克服摩擦做功,则机械能的总量将减小,不再守恒,损失的机械能将转化为内能.因此机械能守恒是有条件的——没有能量损失或额外的能量补充.
能量守恒定律的成立不需要条件,任何情况下都成立.这是由于能量转化形式是多样的,可以在机械能、内能、化学能、电能、光能、原子能等之间相互转化,在转化过程中,一种形式的能减少,另一种形式的能必然增加,能的总量保持不变.
问题探究
问题试分析我们生活中哪些能量是在相互转化,哪些是相互转移?
探究:电流通过电动机时电动机转动,说明了电现象与力学现象的联系,是电能转化为机械能的过程,这就是转化;杯子里倒上开水,杯子也热了,是开水的内能转移给了杯子.
典题精讲
【例1】请指出下列现象中能量的转化和转移的情况.
(1)摩擦生热;
(2)气体膨胀做功;
(3)水电站水轮机带动发电机发电;
(4)电动水泵将水抽到高处;
(5)植物的光合作用.
思路解析:首先分清过程和过程前后能量形式及
其增减情况.
(1)摩擦生热,机械能转化为内能;
(2)气体对外膨胀做功,内能减少,内能转化为机械能;
(3)水轮机转动,消耗机械能,发电机发电,得到电能,机械能转化为电能;
(4)电动水泵消耗电能,将水抽到高处,机械能增加,电能转化为机械能;
(5)植物利用太阳光进行化学合成,光能转化为化学能.
【例2】2005年10月12日,“神舟六号”载人宇宙飞船,由“长征2号F”运载火箭发射升空,关于火箭发射过程中能量转化的说法,正确的是()
A.将燃料的化学能经过热能,转化为火箭的机械能
B.将燃料的化学能转化为火箭的热能
C.将燃料的热能转化为火箭的化学能
D.将燃料的机械能转化为火箭的热能
思路解析:此题考查火箭在发射过程中的能量转化问题.火箭点火以后,燃料猛烈燃烧、产生高温高压燃气,这一过程中,燃料的化学能转化成了内能,即热能.燃气在向下喷出的同
时,推动火箭加速向上运动,对火箭做功,内能转化为火箭的机械能.因此A选项正确,其他选项错误.
答案:A
【例3】“奋进号”航天飞机进行过一次太空飞行,其主要任务是给国际空间站安装太阳能电池板.该太阳能电池板长L=73 m,宽d=12 m,将太阳能转化为电能的转化率为η=20%,已知太阳的辐射总功率为P0=3.83×1026W,地日距离为R0=1.5×1011m,国际空间站离地面的高度为h=370 km,它绕地球做匀速圆周运动约有一半时间在地球的阴影内,所以在它能发电的时间内将把所发电的一部分储存在蓄电池内.由以上数据,估算这个太阳能电池板能对国际空间站提供的平均功率是多大?
思路解析:由于国际空间站离地面的高度仅约为地球半径的二十分之一,可认为是近地卫星,h远小于R0,因此它离太阳的距离可认为基本不变,就是地日距离R0.太阳的辐射功率应视为均匀分布在以太阳为圆心\,地日距离为半径的球面上,由此可以算出每平方米接收到的太阳能功率I0=P0/4πR02=1.35 kW/m2(该数据被称为太阳常数),再由电池板的面积和转化率,可求出其发电时的电功率为P=I0L dη=2.6×105 W,由于每天只有一半时间可以发电,所以平均功率只是发电时电功率的一半,即130 kW.
答案:130 kW
知识导学
1.能量守恒定律,是自然界最普遍、最重要的基本定律之一,是研究自然科学的强有力的武器之一.
2.电炉通过电流时发热,说明是电能转化为内能的过程;能量的转化是普遍存在的现象. 3.人类对各种能源,如煤、石油、天然气等燃料的利用,都是通过能量转化来实现的,这些过程都遵守能量守恒定律.
疑难导析
能量守恒定律,是自然界最普遍、最重要的基本定律之一.而机械能守恒定律只是能量守恒定律的一个特例.
例如:一个物体沿粗糙斜面下滑,由于下滑过程中克服摩擦力做功,物体的机械能将减少,减少的机械能转化为内能,因此物体的机械能不守恒,而机械能与内能的总量将保持不变.
问题导思
一种形式的能量变为另一种形式的能量,在物理学上叫转化;同一种形式的能量从一个物体传到另一个物体或从物体一部分传到物体的另一部分叫做转移.
典题导考
绿色通道:考查本节知识点主要有:
1.能量守恒定律的内容;
2.一些实际现象中能量的转化或能量转移.今后的试题可能会在涉及新能源的开发和利用的问题上有所要求.
【典题变式1】分析说明下列现象中的能量转化或转移情况:
(1)燃料燃烧;
(2)爆竹因火药爆炸升空;
(3)风吹动帆船前进.
【典题变式2】电动机是把_________能转化为___________能的机器;燃料燃烧过程中把____________能转化为____________能;植物吸收太阳光进行光合作用是把__________能转化____________能;水轮机发电是_________能转化__________能;风力发电机是把___________能转化为__________能;汽油机是把______________能转化为____________能;
太阳能热水器是把___________能转化为__________________能.
【典题变式3】由75 m的高处自由下落一水滴,落到水泥地上将机械能全部转化为内能,其中的50%被水滴吸收,不计空气的阻力,g取10 m/s2.则水滴升高的温度是()A.0.09 ℃ B.90 ℃ C.0.38 ℃ D.38 ℃
典题变式答案
【典题变式1】答案:(1)化学能转化为光能和热能;
(2)化学能转化为机械能;
(3)风流动具有机械能,船前进具有机械能,能量发生转移.
【典题变式2】答案:电机械化学内太阳化学机械电机械电化学机械太阳内
【典题变式3】答案:A。