2.3能量守恒定律
能量守恒定律的形成与发展
引言能量守恒定律的发现历经了几个世纪,一大批著名物理学家为此做出贡献,利用这一定律能解决许多实际问题,例如否定永动机的存在,为不同能量之间的转化提供理论支持等等.因此,对能量守恒定律的研究无论在理论上还是在实际上都很重要.1.能量守恒定律发展的主要历程以及为此做出主要贡献的科学家1.1 德国的罗伯特迈尔通过对动物热的研究二发现能量守恒罗伯特迈尔生于德国的海尔布隆，他的父亲是位药剂师，在父亲的影响下，他走上了学医的道路，1840年到1841年初，迈尔在一艘海轮上为了几个月随船医生，这段船上的生活虽然不长，却开阔了迈尔的视野，激发了他的科学联想，更重要的是，这段历程使他从医学的途径得出了能量守恒的结论，位海轮驶经热带海域时，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热带国家的人的静脉血那样暗淡，而是像动脉血那样鲜艳。
当地医生告诉他这种现象在当地是到处可见的他还听海员说，下雨时海水比较热，看到这些现象迈尔想到食物中含有化学能，它可以转化为热，在热带高温情况下，机体只需要吸收食物中少许的热量，所以机体中食物的燃烧过程减弱了，应此静脉血中留下了较多的氧。
迈尔还认为，除了人体体热来自食物转化而来的化学能之外，人体动力也来自同一能源。
1841年初，迈尔结束了海轮上的行医生活，回到了海尔布隆，工作之余他对自己在海轮上的发现继续进行研究，写成了一篇题为《论力的量和质的测定》的论文，投给德国当时最具权威性的刊物《物理学和化学年检》，但是该杂志的主编根道夫十分厌恶黑格尔的思辨哲学，他认为迈尔的文章引进了思辨的内容和缺少精确的实验，迈尔在初次受挫之后，并不气馁，继续努力，后来他又写成《论无机界的力》一文。
这篇文章在1842年5月被一向注意各种自然力的著名化学家李比希发表于他主编的《化学和数学》的刊物上，在这篇文章中，迈尔从”无不生又，有不生物”原因等于结果等哲学观念出发，表达了物理，化学过程中力的守恒的思想。
初中物理的能量守恒定律知识点
能量守恒定律公式mgh_初中物理的能量守恒定律
知识点
能量守恒定律能量既不会凭空产生，也不会凭空消灭，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其他物体，而在
转化或转移的过程中，总量保持不变。
这就是能量守恒定律。
能量
守恒定律公式动能定理：外力对物体所做的总功等于物体动能的变
化（增量）。
公式：W合=DEk=Ek2一Ek1=&
目录
1.能量守恒定律
2.能量守恒定律公式
1.能量守恒定律
能量既不会凭空产生，也不会凭空消灭，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其他物体，而在转化或转移的
过程中，总量保持不变。
这就是能量守恒定律。
2.能量守恒定律公式
动能定理：外力对物体所做的总功等于物体动能的变化（增量）。
公式：W合=DEk=Ek2一Ek1=
机械能守恒定律：机械能=动能+重力势能+弹性势能
条件：系统只有内部的重力或弹力做功.
公式：mgh1+或者DEp减=DEk增。
能量守恒定律课件(23张ppt)
热力学第二定律
热力学第二定律指出，不可能从 单一热源吸收热量并完全转换为 有用的功而不产生其他影响。这
限制了热机的效率。
电磁波的产生与传播
电磁波的产生
电磁波是由电荷或电流的振动产生的波动现象。振荡的电 荷或电流产生电场，而振荡的电场产生磁场，两者相互激 发形成电磁波。
电磁波的传播
电磁波在空间中以波动的形式传播，其传播速度等于光速。 电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播。
能量守恒定律具有方向性、守恒 性、不可创性和不可逾越性。
能量守恒定律的重要性
科学研究基础
人类生活影响
能量守恒定律是物理学、化学、生物学 等学科研究的基础，为科学家们提供了 研究物质运动和相互作用的共同框架。
能量守恒定律深刻影响着人类的生产和生 活方式，如能源利用、交通出行、工业生 产等，推动着人类社会的进步和发展。
微观领域
在微观领域，能量守恒定律适用 于原子和分子的运动和相互作用 ，如化学反应、核反应等。
相对论领域
在相对论领域，能量守恒定律适用 于高速运动和高能物理现象，如相
对论效应和量子力学效应等。
02
能量守恒定律的原理
能量转换与守恒
能量是物体做功的能力，可以 表现为多种形式，如机械能、 电能、化学能等。
03
节能意义
节能有助于减少能源消耗，降低环境污染，促进可持续发展。
动力机械与热机
动力机械
动力机械是利用能量转换原理将 一种形式的能量转换为另一种形 式的能量的机械装置。例如，内 燃机将燃料化学能转换为机械能。
热机
热机是一种将热能转换为机械能 的装置，如蒸汽机、汽轮机、内 燃机等。热机的效率受卡诺循环
能量守恒定律课件
能量守恒定律
能量守恒定律能量是指物体所具有的使其进行某种变化或执行某种工作的属性。
根据能量守恒定律，能量在一个封闭系统内是恒定的，能量不能被创建或销毁，只能从一种形式转化为另一种形式。
本文将详细讨论能量守恒定律的基本原理以及其在真实世界中的应用。
一、能量守恒定律的基本原理能量守恒定律是物理学中一个重要的基本定律，它可以通过以下几个方面来解释和证明。
1.1 系统的封闭性能量守恒定律成立的前提是系统的封闭性。
一个封闭系统指的是与外界没有物质交换的系统，可以任意形式地进行能量交换。
在封闭系统中，尽管能量可以在不同形式之间转化，但总能量保持不变。
1.2 能量的转化根据能量守恒定律，能量可以从一种形式转化为另一种形式。
例如，机械能可以转化为热能、电能、化学能等。
这种转化是基于能量守恒定律的前提下进行的，转化后的总能量仍然保持不变。
1.3 能量转化的效率能量守恒定律不仅要求能量守恒，还需要关注能量转化的效率。
能量转化的效率是指在能量转化过程中有多少能量被有效利用，有多少能量被浪费。
能量转化的效率越高，浪费的能量越少，系统的能量利用效率越高。
二、能量守恒定律在真实世界中的应用能量守恒定律在各个领域都有广泛的应用。
接下来，将从自然界、工程技术和生活中的例子中，说明能量守恒定律的应用情况。
2.1 自然界中的应用自然界中能量守恒定律的应用体现在生态系统和天体物理学中。
生态系统中的能量守恒定律使得能量在生态链中得以传递和转化。
光合作用把太阳能转化为有机物，维持了生态系统中的能量供应。
而在食物链中，食物通过吃和被吃的关系，能量传递给上一级和下一级生物，确保了生态系统的平衡。
在天体物理学中，能量守恒定律解释了恒星的能量来源和宇宙中的物质运动。
恒星中的能量来自核聚变，通过核反应将氢转化为氦，释放出巨大的能量。
宇宙中的天体运动也遵循着能量守恒定律的原理，行星和卫星绕着中心天体进行运动，能量在不同轨道之间进行转化。
2.2 工程技术中的应用工程技术中的能量守恒定律的应用主要体现在能源开发和利用方面。
能量守恒定律
能量守恒定律能量守恒定律是物理学中的一个基本定律，它表明在一个封闭系统内，能量的总量是恒定的，不会凭空增加或减少。
这一原理被广泛应用于各个领域，包括力学、热力学、电磁学等。
能量的定义和形式在讨论能量守恒之前，我们首先需要了解能量的定义和不同形式。
在物理学中，能量被定义为物体或系统的能力来做功的量度。
它可以以不同的形式存在，包括机械能、热能、化学能、电能等。
1. 机械能机械能指的是物体的动能和势能之和。
动能是物体运动时所具有的能量，与物体的质量和速度有关。
势能则是物体由于位置而具有的能量，与物体的重力和位置有关。
当物体在过程中不受到摩擦力和空气阻力等因素的影响时，机械能守恒定律成立。
2. 热能热能是物体内部原子和分子的运动所具有的能量。
温度的高低反映了物体内部的热能状态，而热能的传递则通过热传导、热辐射和热对流等方式发生。
根据热力学第一定律，能量在系统中的改变等于对系统做功和热量传递之和。
3. 化学能化学能是物质在化学反应中能够释放或吸收的能量。
化学能通常以键能的形式存在于分子和离子之间，当发生化学反应时，原子之间的键能会发生变化。
例如，化学电池在反应过程中将化学能转化为电能。
4. 电能电能是由电荷的电位差所具有的能量。
当电荷在电场中移动时，会产生电流，而电能就是电流的能量形式。
电能在日常生活中被广泛使用，比如电力供应和电子设备。
能量守恒定律的表述现在我们进入能量守恒定律的核心内容。
能量守恒定律可以由以下表述方式进行描述：1.能量不能被创造或破坏：在一个封闭系统中，能量的总量始终保持不变。
尽管能量可以在不同的形式之间相互转化，但总能量的和保持不变。
2.能量守恒定律适用于孤立系统和封闭系统：能量守恒定律通常适用于孤立系统和封闭系统。
孤立系统是指与外部环境没有能量或物质交换的系统，而封闭系统则允许能量之间的交换，但不允许物质的进出。
3.能量转化的损失：实际情况下，能量转化的过程中会有一定的损失。
例如，机械能在摩擦作用下会转化为热能，电能在线路中会有一定的损耗。
能量守恒定律自然界中能量的流动规律
能量守恒定律自然界中能量的流动规律能量守恒定律——自然界中能量的流动规律能量守恒定律是自然界中一个重要的物理定律，它揭示了能量在物质间的转化和传递过程中的规律。
根据能量守恒定律，能量既不能被创造，也不能被毁灭，只能从一种形式转换为另一种形式，并在转换的过程中保持不变。
一、能量守恒定律的基本原理能量守恒定律是基于能量的本质和属性的基础上得出的。
能量是物体发生变化时所具有的能够产生物理效应的量，包括机械能、热能、化学能、核能等各种形式。
能量守恒定律的基本原理可以概括为以下两个方面：1. 能量的转化：能量可以在不同物质间进行转化，如重物落地时机械能转化为热能、光能和声能；化学反应过程中化学能转化为热能等。
这些转化的过程并不改变总能量的大小，只是改变了能量的形式。
2. 能量的传递：在自然界中，能量可以通过传递的方式从一个物体传递到另一个物体。
例如，太阳能通过辐射传递到地球上，从而使地球上的物体获得光能和热能。
能量的传递也是在能量守恒的前提下进行的，即传递过程中能量的总量保持不变。
二、自然界中能量流动的例子自然界中存在着许多能量的流动现象，以下是几个常见的例子：1. 光合作用：光合作用是植物利用阳光能将二氧化碳和水转化为有机物的过程。
在光合作用中，太阳能转化成光能，再经过一系列的化学反应转化为化学能，以供植物生长和繁殖所需。
2. 食物链与能量传递：在生态系统中，能量通过食物链进行传递。
植物通过光合作用将光能转化为化学能，再被草食动物摄入，化学能转化为机械能和热能；而后续的食肉动物又通过捕食草食动物获得能量，如此循环传递。
3. 能量的传导和辐射：热能可以通过导热和辐射的方式从一个物体传递到另一个物体。
例如，太阳光照射在地球上时，能够通过辐射传递热能，使得地球上的物体温暖。
三、利用能量守恒定律的意义能量守恒定律的认识和应用对于人类的生活和科学研究具有重要的意义：1. 节能减排：了解能量守恒定律有助于我们更好地利用能源和环境资源，提高能源利用效率，减少能源的浪费，从而实现节能减排的目标。
23能量守恒定律鲁科版PPT课件
知识回顾： 前两节我们学过的两个功能关
系的表达式是什么？
1
第3节：能量守恒定律（一）
动能
重力势能 弹性势能
势能
机械能
一、机械能
1、概念： 动能、重力势能和弹性势能的统称。 总机械能为动能和势能之和。
2、表达式： EEkEP
3、机械能是标量，单位：J 4、具有相对性： 先选取参考平面和参考系才能确定机械能。 （一般选地面或最低点为参考平面）
例1：
物体质量m=2kg在距地面10m高处， 以10m/s的水平速度飞行，求它的总机 械能为多少（g=10m/s2)？
E Ek EP
选取地面为零势能面
1 mv 2 mgh 2
1 2 10 2 2 10 10 2
300 ( J )
动能和势能能否相互转化？
动能和势能可以相互转化
由以上可知： 动能
↗↙ ↘↖ 重力势 能 ←→ 弹性势能
它们之间的转化是否存在量的关系?
二、机械能守恒定律
由动能定理：
W G1 2m2 2 v1 2m1 2 vEk2Ek1 WGmgh
mg1hmg2hEP1 EP2
由 两 式 得 ： 1 2m v2 21 2m v 1 2m g h 1 m g h 2
整理得： Wf E2E1E
15
福建龙岩第一中学
4、机械能的改变：
W其它 =E
W其它 0 机械能增加； W其它 0 机械能减小。
功 重力做功 弹力做功 合外力做功 除重力、弹力以外的 其他力做功
能量转化 重力势能的改变 弹性势能的改变
动能的改变
机械能的改变
关系式 WG＝－ΔEp WF＝－ΔEp W合＝ΔEk
判断机械能守恒： 1、看是否符合条件“只有重力或弹簧弹力做功” 2、看是否只存在动能和势能的转化
物理能量守恒定律公式
物理能量守恒定律公式物理学是一门研究自然界中物质、能量、力及它们之间相互关系的科学。
在物理学中，能量守恒定律是一个基本原理，它表明在一个封闭系统中，能量的总量保持不变。
能量守恒定律是物理学中数学描述能量守恒的公式，它可以用于理解和分析各种物理过程。
这个定律可以追溯到能量的守恒原理，即能量既不可以被创造，也不可以被消灭，只可以从一种形式转化为另一种形式。
能量的转化包括机械能、热能、化学能、电能等等。
能量守恒定律可以用数学公式来表达。
在闭合系统中，能量守恒定律可以表示为：ΣE_i = ΣE_f其中，ΣE_i 表示初始状态下系统内的能量总和，ΣE_f表示最终状态下系统内的能量总和。
这个公式基于能量守恒原则，表明能量在一个封闭系统中是守恒的。
换句话说，在任何一个过程中，封闭系统中的能量总量都保持不变。
这意味着能量可以从一种形式转化为另一种形式，但总量始终保持不变。
在能量守恒定律中，各种能量形式之间的转化可以通过一些特定的公式来表示。
以下是一些常见的能量转化公式：1. 机械能守恒公式：在只有重力做功的情况下，机械能守恒定律可以表示为：E_i + W_g = E_f其中，E_i 表示初始状态下的机械能，W_g表示重力做功，E_f表示最终状态下的机械能。
2. 热能守恒公式：在热传导或热交换过程中，热能守恒定律可以表示为：Q_i + W_i = Q_f + W_f其中，Q_i表示初始状态下的热能，W_i表示初始状态下的功，Q_f 表示最终状态下的热能，W_f表示最终状态下的功。
3. 化学能守恒公式：在化学反应中，化学能守恒定律可以表示为：E_i + Q_i = E_f + Q_f + W其中，E_i表示初始状态下的化学能，Q_i表示初始状态下的热能，E_f表示最终状态下的化学能，Q_f表示最终状态下的热能，W表示反应过程中的功。
这些公式代表了不同能量形式之间的转化关系，并且符合能量守恒定律的原则。
通过使用这些公式，我们可以定量地分析和计算不同物理过程中的能量变化。
能量守恒定律名词解释
能量守恒定律名词解释
能量守恒定律是物理学中一个重要的定律,描述了在封闭系统内,能量总量
是不变的。
该定律可以简单地表述为:在一个孤立的系统中,能量不能被创造或毁灭,只能从一种形式转换为另一种形式。
能量守恒定律的数学表达式为:能量在系统内的总和等于系统外能量的总和。
也就是说,能量不能被储存或丢失,只能从一种形式转换为另一种形式。
能量守恒定律的实际应用非常广泛,包括自然科学、工程学、经济学等领域。
例如,在物理学中,能量守恒定律可以用来解释物体的运动、压力和张力等问题。
在工程学中,能量守恒定律可以用来设计能源系统,如太阳能电池板和发电机等。
在经济学中,能量守恒定律可以用来解释资源分配和能源需求等问题。
除了应用于自然科学和工程学外,能量守恒定律还可以应用于经济学、社会科学等领域。
例如,在政治上,能量守恒定律可以用来解释政治权力的来源和分配。
在文化上,能量守恒定律可以用来解释艺术作品的价值和意义。
能量守恒定律是物理学中一个非常重要的定律,不仅适用于自然科学和工程学,还适用于经济学、社会科学等领域。
可以帮助我们更好地理解自然界和人类社会中的能量流动和转化。
能量守恒定律是什么 有哪些应用
能量守恒定律是什么有哪些应用
能量既不会凭空产生也不会凭空消失，它只会从一个物体转移到另一个物体，或者从一种形式转化为另一种形式，而在转化或转移的过程中，能量总量保持不变。
能量守恒定律是什么有哪些应用
1能量守恒定律
能量守恒定律是自然界普遍的基本定律之一。
一般表述为：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其它物体，而能量的总量保持不变。
也可以表述为：一个系统的总能量的改变只能等于传入或者传出该系统的能量的多少。
总能量为系统的机械能、内能（热能）及除机械能和内能以外的任何形式能量的总和。
如果一个系统处于孤立环境，即不可能有能量或质量传入或传出系统。
对于此情形，能量守恒定律表述为：“孤立系统的总能量保持不变。
”
能量守恒定律发现于19世纪40年代，它是在5个国家、由各种不同职业的10余位科学家从不同侧面各自独立发现的。
其中迈尔、焦耳、亥姆霍兹是主要贡献者。
是自然科学中最
基本的定律之一，它科学地阐明了运动不灭的观点。
2能量守恒定律在生活中的应用
发电机与电动机工作中的能量守恒定律
发电机与电动机，从能量转换上说是两个相反的概念。
发电机是将机械能或其它形式的能转化成电能，最常用的是利用热能、水能等推动发电机转子来发电，经输电、配电网络送往各种用电场合，而电动机又名马达，是将电能或其他形式的能量转化为机械能，用来驱动其他装置的电气设备。
- 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)。
一、机械能 1.概念： 机械能是动示 2.表达式：
E Ek Ep
3.机械能是标量，具有相对性
二、动能和势能的相互转化
重力势能
动能
飞流直下的瀑布
拉弓射箭
小球摆动实验
试分析： 1.小球受哪些力的作用？ 2.哪些力对小球做功？ 3.能量之间有转化吗？
Ek 2 Ep 2 Ek1 Ep1
在只有重力做功的物体系统内， 动能与重力势能可以互相转化， 而总的机械能保持不变。
在只有弹力做功的物体系统内， 动能与弹性势能可以互相转化， 总的机械能也保持不变。
11
1.机械能守恒定律：
条件
在只有像重力那类力做功的情况下， 物体的动能与势能可相互转化，机械 能的总量保持不变。 1.动能增加，势能一定减小， 且动能增加量等于势能减小量。 2.动能减小，势能一定增加， 且动能减小量等于势能增加量。
滚珠永动机
先通电源，再释放纸带
5、释放纸带时应注意什么问题？
释放重物前，重物应靠近打点计时器，以便能打出
较多的点。拉稳纸带的上端，确保重物由静止释放。
数 据 处 理
如何利用纸带上的两点验证动能和势能之和不变？
方法一 计时器打下的第一个点作为起始点，适 当大距离后选一个点作终点
v
1 验证：mgh mv 2 2
注意：必须保证纸带上的第一个点迹清晰，且 是放手时打下的第一个点。
h
数 据 处 理
方法二
1
7
13
我们可以选取7、13两点，比较它们的机械能E7和 E13,以点13为零势能参考点，则有： EK7＋mgh＝
EK13
误 差 分 析
因重物下落中要克服阻力做功，实 验的动能增加量必定稍小于重力势 能减少量
四、能量转化与守恒定律
风力发电站
太阳能发电站
各种形式的能是可以相互转化的。
电能转化为内能
重力势能转化为电能
仔细观察下面的图片，说明它们具有哪种形式的能， 涉及哪些形式的能量之间的转化。
1.汽艇在海上行驶——化学能转化为机械能
2.用电照明——电能转化为光能 3.篝火燃烧——化学能转化为内能和光能
三、机械能的转化和守恒的实验探索
实 ①用天平测量重物的质量 验 ②按照如图所示装置安装打点计时器 步 ③将纸带穿过计时器，下端与重物相连 骤
④先接通电源，后释放纸带 ⑤及时切断电源，取下纸带，标上纸带号 ⑥更换纸带，重复以上步骤 ⑦整理器材，使器材复位
实验操作注意事项
1.选择重物时，选轻一点的好还是重一点的好？ 为什么？ 我们要求重物作自由落体运动，而阻力是不可 避免地存在的，为了减少阻力对实验的影响， 应采用密度较大的重物。
2、表达式：
1 2 1 2 mgh 2 mv 2 mgh1 mv1 2 2
ΔEk减=ΔEp增 ΔEA=-ΔEB
Ek 2 EP2 Ek1 EP1即E2 E1
守恒观点
转化观点
转移观点
3．成立的条件： 只有重力或弹力做功 ①只受重力作用（如自由落体、平抛运动） ②除重力外还受其它力，但其它力不做功（如物体沿 光滑斜面运动） 4.适用对象： 单个质点、多个物体组成的系统
F
mg
小球摆到另一侧相同高度说明了什么？
实验表明，小球在摆动过程 中重力势能和动能在不断转 化.在摆动过程中，小球总 能回到原来的高度.重力势 能和动能的总和，即机械能 应该保持不变.
mg
弹簧振子小球演示实验
这个实验中，小球的受力情况如何？各个力的做功情 况如何？这个实验说明了什么？
实验表明，小球在往复运动过程中弹性势能和动能在不 断转化.小球在往复运动过程中总能回到原来的位置， 可见，弹性势能和动能的总和，即机械能应该保持不变 .
通过上述分析，我们得到动能和势能之间可以相互 转化，那么在动能和势能的转化过程中，动能和势 能的和是否真的保持不变？
借助于重物的自由下落
验证：动能和重力势能 相互转化过程中，它们 的总和保持不变。
三、机械能守恒定律
m
A
v1 v2
h1
B
1 2 A点 E A EkA EPA mv1 mgh1 2 1 2 B点 EB EkB EPB mv 2 mgh 2 2
2、安装打点计时器时，应注意什么问题？ 计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向，计时器 要稳定在铁架台上，并将计时器伸出桌外。 3、这样做的目的是什么? 减小纸带与限位孔的摩擦带来的实验误差；保证重物 有足够的下落空间，以便在纸带上能够打出较多的点， 有利于进行计算．
4、实验时，接通电源和释放纸带的顺序怎样？
由动能定理得
h2 地面为参考面
W合 WG
1 2 1 2 mv 2 mv1 2 2
重力功与重力势能的关系 WG mgh 1 mgh 2 以上两式得 1 mv2 2 1 mv12 mgh1 mgh2
2 2
移项
结论
1 1 2 mv2 mgh2 mv12 mgh1 2 2
4.原子弹爆炸——核能转化为机械能
光合作用 光能 化学能
内能和机械能
26
能量守恒定律的内容： 能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，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，在转化或转移的过程中其总量保持不变。
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，源源不断地对外做功呢？这种机 器被称为永动机。