[课件] 第十节 能量守恒定律与能源-1
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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
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
能量守恒定律与能源 课件
2、能源
化石能源（煤、油、天然气） 核能、太阳能、水能、风能、 生物质能、地热、潮汐能
能源结构数据
类别 石油 煤炭 天然气 水电 核能 可再生 世界 33.1% 29.9% 23.9% 6.7% 4.5% 1.9%
中国 17.7% 68.5% 4.7% 7.1% 0.8% 1.2%
能源短缺
2004年世界能源统计年鉴的数据显示：
能量守恒定律与能源
一、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．
最普遍，最重要，最可靠的自然规律之一。
二、能源
1、能量耗散
一座房屋的红外线照片
能量耗散反映 了能量的转移和转 化具有方向性．
水的机械能转化成电能
三峡现在的年发电量现在可以达到 1000亿度。
用电量
1994
全国 约5000亿度
2015 5.55万亿度
风力发电 能量转化？
空气的动能转化成电能
太阳能（光热、光伏）
太阳辐射的总功率P0=4×1026：仅供开采41年 • 全球天然气：仅供开采50年 • 全球煤炭：可开采231年
10
蓝天白云的日子对我们来说是一种惊喜！
水源污染
污染的土地
能源短缺和环境恶化已成为关系 到人类社会能否持续发展的大问题。
再也不能这样下去了！
大力发展新能源和可再生能源 迫在眉睫！
水力发电 (三峡)
能量转化？
能量守恒定律与能源PPT资料
C．降低 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．
D．不可能升高． A．延长发动机的寿命
C．减少大气污染 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。 这里，我们应用功能原理，对问题作出了正确的判断。 1．内容：能量转化具有方向性． ⑴功是能量转化的量度，做功的过程就是能量转化的过程。 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． 某个物体的能量减少．必然有其他物体的能量增加 2、能量守恒定律是一个人发现的吗? 在下列能源中，属于一次可再生能源的是（ ） 一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量。 力学领域中功能关系的主要形式有 某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加 功和能是紧密联系的，功和能的关系在力学领域主要有哪几种表现形式？ 除了重力和弹力外，其他力对物体系所做的功等于物体系机械能的变化
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
2、导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是什
么?
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．
1、导致能量守恒定律最后确立的两类重要事 实是什么?
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．
散．
D．不可能升高． A．延长发动机的寿命
C．减少大气污染 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。 这里，我们应用功能原理，对问题作出了正确的判断。 1．内容：能量转化具有方向性． ⑴功是能量转化的量度，做功的过程就是能量转化的过程。 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． 某个物体的能量减少．必然有其他物体的能量增加 2、能量守恒定律是一个人发现的吗? 在下列能源中，属于一次可再生能源的是（ ） 一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量。 力学领域中功能关系的主要形式有 某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加 功和能是紧密联系的，功和能的关系在力学领域主要有哪几种表现形式？ 除了重力和弹力外，其他力对物体系所做的功等于物体系机械能的变化
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
2、导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是什
么?
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．
1、导致能量守恒定律最后确立的两类重要事 实是什么?
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．
高中物理第七章第10节能量守恒定律与能源课件高一物理课件
12/9/2021
第二十三页，共三十八页。
[解析] 小球从 A 点正上方由静止释放，通过轨道最高点 B 时恰 好对轨道没有压力，此时只有重力提供向心力，根据牛顿第二定 律有 mg＝mvR2，解得 v2＝gR，小球从 P 点运动到 B 点，重力做 的功为 mgR，设摩擦力做的功为 W，根据动能定理有 mgR＋W ＝12mv2＝12mgR，故合外力做的功为12mgR，摩擦力做的功为 W＝ －12mgR，由功能关系知小球的机械能减少12mgR.故选项 D 正确． [答案] D
[答案] (1)12mv2 (2)12mv2 (3)mv2 (4)mv2
12/9/2021
第二十八页，共三十八页。
命题视角 3 滑块—滑板模型中的功能关系 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 m1、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 x1，求这一过程中： (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； (4)系统产生的热量． [思路点拨] 根据能量守恒定律，知道“该过程中系统产生的热量 (内能)，是由系统减少的机械能转化而来的”是处理问题的关键．
者用力蹬车或电动自行车自动滑行时，自行车就可以通过发电机
向蓄电池充电，将其他形式的能转化成电能储存起来．现有某人
骑车以 500 J 的初动能在粗糙的水平路面上滑行，第一次关闭自
充电装置，让车自由滑行，其动能随位移变化关系如图中线①所
示；第二次启动自充电装置，其动能随位移变化关系如图中线②
所示，则第二次向蓄电池所充的电能是( )
12/9/2021
高中物理第七章10能量守恒定律与能源课件高一物理课件
摩擦生热Q=μmgx″cos θ=15 J
故电动机多做的功为270 J。
答案:(1)255 J (2)270 J
题后反思求解物体在传送带上运动的问题,首先要正确分析物体的受力和运
动情况:一般情况下物体的运动有两个或两个以上的过程,要将各个过程的做
功和能量的转化弄清楚,然后根据题目条件求解。
第十七页，共十九页。
5.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。
第六页，共十九页。
一
二
一、对功能关系(guān xì)的理解
1.功是能量转化的量度
做功的过程就是能量转化的过程,做了多少功,就有多少能量发生转化。
利用这种关系可以定量地研究能量及其转化的问题。功和能量是有区别
的:功是过程量,能量是状态量只能说处于某一状态的物体(或系统)具有多少能量,
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.表达式:E初=E末
ΔE增=ΔE减
第十一页，共十九页。
一
二
3.解题步骤:
(1)分清共有多少种形式(xíngshì)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。
油时期。自工业革命以来,煤和石油成为人类的主要能源。
2.能源短缺和环境(huánjìng)恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展
的大问题。
3.燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去,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,电能又通过灯泡转化为内能
和光能,热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能,我们无法把这些
第十节 能量守恒定律与能源(共15张PPT)
①内容： 能量既不可会消灭，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 转移到另一个物体，而在转化和转移过程中， 能量的总量保持不变．
第8页，共15页。
③说明：
a.该定律是贯穿整个物理学的基本规律之一，是学 习物理学的一条主线。
c.系统克服摩擦力所做的总功等于系统机械能的减 少量，滑动摩擦力与相对距离的乘积在数值上等于
而且在转化过程中总量保持不变。 取地面为参考平面，有：
（5）植物进行光合作用（
）
系统克服摩擦力所做的总功等于系统机械能的减少量，滑动摩擦力与相对距离的乘积在数值上等于系统产生的内能，即Q＝Fl相
水果电池：化学能转化为电能
太阳能的利用：太阳能转化为电能
机械能、内能、电能、太阳能、化学能、生物能、原子能等．
②定律的表达式
在一定条件下，各种形式的能量可以相互转化和转移
对应于不同的运动形式，能的形式也是多种多的 ．
质量为m的物体下落过程中，经过高度h1处速度为v1，下落至高度h2处速度为v2，空气阻力恒为f ，分析由h1下落到h2过程中机械能的变化。
（5）植物进行光合作用（
）
内燃机车：内能转化机械能
第7页，共15页。
WG W f
1 2
mv22
1 2
mv12
第13页，共15页。
下落过程中重力对物体做功，重力做功在数值上等 于物体重力势能的变化量。取地面为参考平面，有：
WG mgh1 mgh2
由以上两式可以得到：
Wf
1 2
mv22
1 2
mv12
mgh2
mgh1
1 2
mv
2 2
mgh2
1 2
能量守恒定律与能源 课件
(3)能源危机的含义： 在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在 数量 上虽未减少，但在可利用的 品质 上降低了，从便于利用 的变成不便于利用的了。 (4)能量转化的方向性与节约能源的必要性： 能量耗散反映了能量转化的方向性，所以能源的利用是有条件 的，也是有代价的，所以自然界的能量虽然守恒，但还是很有 必要节约能源。
所以：E 总＝12mv2＋mgh＋Q＝280 J [答案] (1)220 J (2)60 J (3)280 J
在应用能量转化与守恒解题时，首先要分析研究对象 的受力情况、做功情况、能量的转化方向及初、末状态能 量的具体形式。然后分别列出减少的能量ΔE减和增加的能 量ΔE增的表达式，并根据ΔE减＝ΔE增列式求解。
角为30°，总质量为m(包括雪具在内)的滑雪
运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开
始匀加速下滑，加速度为
1 3
g。在他从上向下
图7－10－2
滑到底的过程中，下列说法正确的是( )
A．运动员减少的重力势能全部转化为动能 B．运动员获得的动能为13mgh C．运动员克服摩擦力做功为23mgh D．下滑过程中系统减少的机械能为13mgh [思路点拨] 解答本题时应注意以下两点： (1)根据运动员的加速度确定其摩擦力的大小和方向。 (2)明确动能和机械能的变化对应什么力做功。
能量守恒定律与能源
1．能量守恒定律 (1)建立定律的两类重要事实： ①确认了永动机 的不可能性。 ②各种自然现象之间能量的 相互联系 与 转化 。 (2)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 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 保持不变。 (3)机械能守恒定律与能量守恒定律的关系： 机械能守恒定律是普遍的能量守恒定律在特种背景下的一种特殊 表现形式。
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练习
在夏季的时候，假如打开冰箱门来使房间温度降 低，是否可行？为什么？ 不可行。冰箱工作时要消耗电能，而这些电能最 终转化为房间的内能，所以房间的温度不降反升。
二:能源与能量耗散
1.能源的分类 能源：凡是能够提供可利用能量的物质统称为能源 分类: 常规能源：煤、石油和天然气等 新能源:太阳能、地热能、风能、水能、核能等
一 1（2）永动机的启示
制造永动机的美好梦想虽然破灭 了，但是，反思这一失败的探索过程， 它从反面给人类以启迪：永动机不可 能制成，是不是说明自然界存在着一 条法则，它使我们不可能无中生有地 获得能量？也就是说自然界各种能量 之间存在着一定的转化关系。
一 2. 能量守恒定律的建立过程
迈尔
迈尔在1814年11月25日生于德国。 他的父亲是位药剂师。少年时代的迈尔， 经常跟着父亲去看制作各种药品的试验。 1838年，迈尔在蒂宾根大学获得学位。 25岁的迈尔正式在汉堡开业行医。
某种形式的能减少，一定有其他形式的能量增加， 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。
4. 能量守恒定律的意义 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。 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。 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。 机械能守恒定律只是能量守恒定律的特例。
人类对能源的利用经 过了三个时期
煤炭时期
出现年代： 2000年前 蒸汽机的广泛 使用，带动了 工业革命和资 本主义社会的 成长。
人类对能源的利用 经过了三个时期
石油时期
出现年代：19世纪80年代
内燃机的发展推动了19世纪末，20世纪初开始的机 械化和电气化进程。
能源短缺
2004年世界能源统计年鉴的最新数据显示，世界 石油总储量为1.15万亿桶，仅供开采41年；全球 天然气储量为176万亿立方米，仅供开采63年。 日本权威能源研究机构也申明，全球煤炭埋藏量 10316亿吨，可开采231年。
一 2. 能量守恒定律的建立过程 焦耳
英国物理学家。1818年12月24 日生于索尔福。他父亲是酿酒厂的 厂主。焦耳从小体弱不能上学，在 家跟父亲学酿酒，并利用空闲时间 自学化学、物理。他很喜欢电学和 磁学，对实验特别感兴趣。后来成 为英国曼彻斯特的一位酿酒师和业 余科学家。 焦耳（1818－1889）
1840到1841年初，迈尔在一艘海 轮上当了几个月的随船医生。这段旅程 成为了他在物理学上作出成就、从医学 的途径得出能量守恒的结论的起点。
迈尔(1814－1878)
1840年2月22日，迈尔跟着船队来到印度尼西亚，当时很多 船员患了肺炎，在医治中迈尔发现他们的静脉血不像生活在温带 国家中的人的静脉血那样颜色暗淡，而是像动脉血那样新鲜。这 一现象引起了迈尔的深思。迈尔认为人的血液之所以是红的是因 为里面含有氧，而食物中含有化学能，被氧化时像机械能一样可 以转化为热，维持人的体温。在热带高温情况下，人要维持体温， 机体只需要吸收较少的热量，所以机体中食物的燃烧过程减弱了， 因此静脉血中留下了较多的氧。迈尔认为， 热能、化学能、机 械能都是等价的，而且是可以相互转化的。1842年迈尔从“无 不生有，有不变无”和“原因等于结果”的观念出发，表述了物 理、化学过程中各种力(能)的转化和守恒的思想。迈尔是历史上 第一个提出能量守恒定律的人。
1840年，他发现将通 电的金属 丝放入水 中 ， 水 会发热，通过精密的测试 ， 焦耳发现 了电热之 间的关 系－焦耳定律。
焦耳从1840－1878年近40年的时间里，研究了电流的热 效应，研究了空气压缩时温度的升高，以及化学，机械作用 之间的联系，他做了400多次实验，为能量守恒定律的确立奠 定了坚实的实验基础。
一 能量守恒定律:
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
一 能量守恒定律: 3.能量守恒定律的内容： 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 。
教学课件
忻
州 一
中
徐 宏 斌
7.10 能量守恒定律与能源
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。
太阳能
内能
机械能
电能
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。 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。
二:能源与能量耗散
1.能源的分类 2.能量耗散 3.节约能源的原因： 能量耗散表明，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 用的品质上却降低了，从便于利用变成不便于利用的 了，造成能源危机和环境污染，也是“自然界的能量 虽然守恒，但还是要节约能源”的根本原因。
1.能源的分类
2· 能源与社会发展
（2）永动机不可能制成
2.能量守恒定律的建立过程
3.为什么要节约能源
（1）能源短缺 （2）环境恶化
（3）能量耗散
迈尔 焦耳 亥姆霍兹
3.能量守恒定律的内容 4.能量守恒定律的意义
一 1（1）能量的转化
电动机 电能
机械能
发电机 机械能
电能
一 1（1）能量的转化
焦耳定律Q=I 2 Rt 电能 内能
上世纪20年代德国的一张明信片,拿爱因斯坦开玩笑， 想想看这个永动机为什么不行？
一 1（2）永动机梦想的破灭
此外，人们还提出过利用轮子的惯性、 细管子的毛细作用、 电磁力、流水等获得 有效动力的种种永动机设计方案，但都无 一例外地失败了
层出不穷的永动机设计方案，都在科 学的严格审查和实践的无情检验下一一失 败了。1775年，法国科学院宣布“本科学 院以后不再审查有关永动机的一切设计”。
电能
光能 、内能
一 1（1）能量的转化
化学能
内能
机械能
水能（动能、重力势能）
电能
一 1（1）能量的转化
水果电池 化学能 电能
机械能
内能
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
动能：风
帆船
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
？
动能
内能
一 1（2）什么是永动机
蒸汽机消耗煤炭，内燃机消耗汽油或柴油，电动机消 耗电力，有没有一种机器，它不消耗任何燃料或动力， 却可以不停地运转，源源不断的对外做功呢？这种机 器被称为永动机。
据说很久很久以前，在印度有一个被地主压迫的可怜人， 他每天被迫干好多活，终于有一天， 这个可怜的年轻人厌倦了 这种生活，他就想 ：有没有一种机器可以代替我干活呢? 它 只干活不休息，也不需要什么能量 ，要是有的话就太好了 据说这个就是最早的关于永动机的想法 。这个思想的火 花在1200年前从印度出发， 传到了伊斯兰教世界， 并传到了 西方。
环境恶化
温室效应使全球气候变暖 两极冰山融化
1999年北极拍摄
环境恶化
汽车的尾气
环境恶化
化石燃料 (煤和燃油) 的燃烧
空中死神――酸雨
环境恶化
大气污染
二:能源与能量耗散
1.能源的分类 2.能量耗散 能量转化转移的方向性 机械能可以全部转化为内能，但内能不能全部转化为 机械能而不引起其他变化；内能总是自动地从高温物 体向低温物体转移，而不可能自动地从低温物体向高 温物体转移 能量耗散 机械能和其它能一旦变为内能，它就不会再次自动聚 集起来重新利用，这种现象叫能量耗散
电能
光能、 声能、 内能
光合作用
光能 化学能
：
在一定条件下，系统内的动能和势能相互转化， 但其和保持不变，即服从机械能守恒定律。 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？
内容提要
一、能量守恒定律
1.能量守恒定律确立的依据
（1）能量的转化与转移
二、能源和能量耗散
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
新能源
温泉
西藏羊八井地热电站
地热能
人类对能源的利用经过 了三个时期 柴薪时期
出现年代：五 六十万年前 火的使用是人 类在能源利用血的时代。
一 2. 能量守恒定律的建立过程 亥姆霍兹
亥姆霍兹（1821—1894），德国 物理学家和生理学家。1821年10月31 日生于柏林波茨坦的一个中学教师家庭。 中学毕业后在军队服役8年，取得公费 进入在柏林的皇家医学科学院，并柏林 大学旁听。1842年获医学博士学位后， 被任命为波茨坦驻军军医。 1847年他在新成立的德国物理学会发表了著名的“关 于能量的守恒”的讲演，第一次用数学方式系统地阐述了 能量守恒原理 。
一 1（2）永动机的梦想
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。他的 设计如图所示，A是一个磁石， 铁球C受磁石吸引可沿斜面滚上 去，滚到上端的E处，从小洞B落 下，经曲面BFC返回，复又被磁 石吸引，铁球就可以沿螺旋途径 连续运动下去。