江苏省海头高级中学2012-2013学年高一下学期物理第七章第10节《能量守恒定律与能源》课件
文档属性
| 名称 | 江苏省海头高级中学2012-2013学年高一下学期物理第七章第10节《能量守恒定律与能源》课件 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1015.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2013-04-17 16:48:21 | ||
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文档简介
课件40张PPT。第十节 能量守恒定律与能源学.科.网学习目标：1.了解各种不同形式的能，知道能量守恒定律确定的两类重要事实．
2．能够叙述能量守恒定律的内容，会用能量守恒的观点分析、解释一些实际问题．
3.了解能量耗散，知道能源短缺和环境恶化问题,增强节约能源和环境保护意识．
重点难点：对能量守恒定律的理解及应用． 一、能量守恒定律学.科.网
[自主探究]
不同的运动形式间的联系
1.不同的运动形式间相互转化
电流的化学效应揭示了电与化学之间的联系；
电流的磁效应和电磁感应揭示了电与磁之间的联系；
电流的热效应和温差电现象揭示了热和电之间的联系;摩擦生热揭示了力和热之间的联系；
……
2.转化中遵守的规律
大量事实和实验确认：(1)永动机是________制
成的；(2)不同形式能量之间在相互转化的过程中,能量的总量______．
不可能不变成功发现
能量既不会凭空______,也不会凭空______,它只能从一种形式______为另一种形式,或者从一个物体______到别的物体,在转化或转移的过程中,能量的______保持不变．
产生消失转化转移总量二、能源和能量耗散学.科.网
1.能量耗散
燃料燃烧时把自己的热量释放出去,电池中的化学能转化为电能,它又通过灯泡转化成______能和______能,热和光被其他物
体吸收之后变成周围环境的______能，我们无法把这些散失的能量收集起来重新利用．
内光内2.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____________,但在可利用的品质上
______了,从便于利用的变成___________的了．
3.能量转化的方向性与节约能源的必要性
__________反映了能量转化的宏观过程具有方
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______,但还是很有必要
节约能源．
并未减少降低不便于利用能量耗散守恒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，就有多少能量发生转化(或转移)，因此，功是能量转化的量度．
2.不同形式的能量变化与不同的功对应学.科.网【思路点拨】 首先根据物体的运动情况判定其受力情况，再判断各力做功情况，然后根据功与能的关系判定能量变化情况．【精讲精析】 在下落到地面的过程中，重力做功为WG＝mgh，由重力做功与重力势能关系知，重力势能的减少量为：ΔEp＝WG＝mgh，故A错，故D正确；
物体受力如图7－10－1.由牛顿第二定律得
图7－10－1
【答案】 BD
【规律总结】 熟练掌握不同性质的力做功与不同形式的能变化的关系．变式训练
1.一个盛水袋，某人从侧面缓慢推装液体的袋壁使它变形至如图7－10－2所示位置，则此过程中袋和液体的重心将( )
图7－10－2学.科.网
A．逐渐升高 B．逐渐降低
C．先降低再升高 D．始终不变
解析：选A.人对液体做正功，液体的机械能增加，液体缓慢移动可以认为动能不变，重力势能增加，重心升高，A正确．
1.表达式：ΔE1减＝ΔE2增
2.含义
(1)某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量一定和增加量相等．
(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．
(3)确定了永动机的不可能性．3.应用步骤
(1)分清哪些形式的能(如机械能、热能、电能
等)在变化．
(2)分别列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增
的表达式．
(3)依据能量守恒列式求解．特别提醒：(1)能量守恒定律是个普遍规律，它不受条件约束，是自然科学的基本规律之一．
(2)应用能量守恒定律解题时，一定要分清系统中有哪些形式的能,什么能发生了转化或转移． 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
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【思路点拨】 解答本题时应把握以下两点：
(1)能量守恒定律经受住了事实的检验．
(2)一切违背能量守恒定律的事情都是不能发生的.【精讲精析】 永动机违背了能量守恒定律，是不可能制成的,A错；太阳辐射大量的能量,地球只吸收了极少的一部分，就形成了风、云、雨、雪，使万物生长,但辐射到星际空间的能量也没有消失,一定是转化成了别的能量，B错；马和其他动物，包括人,要运动，必须消耗能量,动物的能量来源是食物中储存的生物质能，C对；所谓“全自动”手表，内部还是有能量转化装置的，一般是一个摆锤，当人戴着手表活动时，使摆锤不停摆动，给游丝弹簧补充能量,才会维持手表的运行．如果把这种手表放在桌面上静置两天，它一定会停摆的，D错．
【答案】 C
【规律总结】 能量守恒定律是自然现象中普遍成立的规律，没有特例，违背能量守恒定律的现象是不存在的．
变式训练
2.(2012·厦门高一检测)自由摆动的秋千幅度越来越小，直至最后停止摆动，对于该过程，下列说法正确的是( )
A．机械能守恒
B．能量正在消失
C．减少的机械能转化为内能
D．只有动能和势能相互转化
解析：选C.在秋千摆动过程中，空气阻力做功,机械能减少，转化为内能，但能量不会消失，C正确．
(2012·大同一中高一月考)如图7－10－3所示，质量为m的小铁块A以水平速度v0冲上质量为M、长为l置于光滑水平面C上的木板B，正好不从木板上掉下，已知A、B间的动摩擦因数为μ,此时木板对地位移为x，求这一过程中：
图7－10－3
(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】 在此过程中摩擦力做功的情况是：A和B所受摩擦力分别为F1、F2,且F1＝F2＝μmg,A在F1的作用下做匀减速运动,B在F2的作用下做匀加速运动;当A滑动到B的右端时,A、B达到相同的速度v，正好不掉下．【答案】 见精讲精析【方法总结】 通过本题可以看出摩擦力做功可从以下两个方面理解：
(1)一对静摩擦力，如果一个力做正功，另一个力一定做负功，并且量值相等，即一对静摩擦力对系统做的总功为零，不产生热量．
(2)相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和一定为负值，即一对滑动摩擦力做功的结果总是使系统的机械能减少，减少的机械能转化为内能：Q＝F滑·s相，其中s相是两个接触面相对滑动的距离(或相对路程)．
变式训练
3.一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块，并从中穿出．对于这一过程,下列说法正确的是( )
A．子弹减少的机械能等于木块增加的机械能
B．子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于系统产生的热量
C．子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和
D．子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块增加的内能之和
解析：选BD.由能量守恒定律可知对子弹来讲,减少的机械能一是用于木块增加动能，二是用于增加木块和子弹的内能，D对．对子弹和木块来讲减少的机械能只用来增加它们的内能，B对，A、C错．
应用功能关系解决多过程问题
[经典案例] (10分)如图
7－10－4所示,斜面足够
长，其倾角为α，质量为
m的滑块，距挡板P为x0，
以初速度v0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滑块沿斜面方向的重力分力,若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失,求滑块在斜面上经过的总路程为多少？图7－10－4【解题样板】 滑块在滑动过程中，要克服摩擦力做功，其机械能不断减少；又因为滑块所受摩擦力小于滑块沿斜面方向的重力分力，所以最终会停在斜面底端．(2分)
在整个过程中，除重力做功外,只有摩擦力做负功,设滑块通过的路程为s,则克服摩擦力做功为
WFf＝μmgs·cosα(2分)
【方法总结】 在涉及滑动摩擦力的往复运动中，要注意摩擦力做功与转化为内能的关系：ΔE内＝Ff·s相对．
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2．能够叙述能量守恒定律的内容，会用能量守恒的观点分析、解释一些实际问题．
3.了解能量耗散，知道能源短缺和环境恶化问题,增强节约能源和环境保护意识．
重点难点：对能量守恒定律的理解及应用． 一、能量守恒定律学.科.网
[自主探究]
不同的运动形式间的联系
1.不同的运动形式间相互转化
电流的化学效应揭示了电与化学之间的联系；
电流的磁效应和电磁感应揭示了电与磁之间的联系；
电流的热效应和温差电现象揭示了热和电之间的联系;摩擦生热揭示了力和热之间的联系；
……
2.转化中遵守的规律
大量事实和实验确认：(1)永动机是________制
成的；(2)不同形式能量之间在相互转化的过程中,能量的总量______．
不可能不变成功发现
能量既不会凭空______,也不会凭空______,它只能从一种形式______为另一种形式,或者从一个物体______到别的物体,在转化或转移的过程中,能量的______保持不变．
产生消失转化转移总量二、能源和能量耗散学.科.网
1.能量耗散
燃料燃烧时把自己的热量释放出去,电池中的化学能转化为电能,它又通过灯泡转化成______能和______能,热和光被其他物
体吸收之后变成周围环境的______能，我们无法把这些散失的能量收集起来重新利用．
内光内2.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____________,但在可利用的品质上
______了,从便于利用的变成___________的了．
3.能量转化的方向性与节约能源的必要性
__________反映了能量转化的宏观过程具有方
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______,但还是很有必要
节约能源．
并未减少降低不便于利用能量耗散守恒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，就有多少能量发生转化(或转移)，因此，功是能量转化的量度．
2.不同形式的能量变化与不同的功对应学.科.网【思路点拨】 首先根据物体的运动情况判定其受力情况，再判断各力做功情况，然后根据功与能的关系判定能量变化情况．【精讲精析】 在下落到地面的过程中，重力做功为WG＝mgh，由重力做功与重力势能关系知，重力势能的减少量为：ΔEp＝WG＝mgh，故A错，故D正确；
物体受力如图7－10－1.由牛顿第二定律得
图7－10－1
【答案】 BD
【规律总结】 熟练掌握不同性质的力做功与不同形式的能变化的关系．变式训练
1.一个盛水袋，某人从侧面缓慢推装液体的袋壁使它变形至如图7－10－2所示位置，则此过程中袋和液体的重心将( )
图7－10－2学.科.网
A．逐渐升高 B．逐渐降低
C．先降低再升高 D．始终不变
解析：选A.人对液体做正功，液体的机械能增加，液体缓慢移动可以认为动能不变，重力势能增加，重心升高，A正确．
1.表达式：ΔE1减＝ΔE2增
2.含义
(1)某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量一定和增加量相等．
(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．
(3)确定了永动机的不可能性．3.应用步骤
(1)分清哪些形式的能(如机械能、热能、电能
等)在变化．
(2)分别列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增
的表达式．
(3)依据能量守恒列式求解．特别提醒：(1)能量守恒定律是个普遍规律，它不受条件约束，是自然科学的基本规律之一．
(2)应用能量守恒定律解题时，一定要分清系统中有哪些形式的能,什么能发生了转化或转移． 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
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【思路点拨】 解答本题时应把握以下两点：
(1)能量守恒定律经受住了事实的检验．
(2)一切违背能量守恒定律的事情都是不能发生的.【精讲精析】 永动机违背了能量守恒定律，是不可能制成的,A错；太阳辐射大量的能量,地球只吸收了极少的一部分，就形成了风、云、雨、雪，使万物生长,但辐射到星际空间的能量也没有消失,一定是转化成了别的能量，B错；马和其他动物，包括人,要运动，必须消耗能量,动物的能量来源是食物中储存的生物质能，C对；所谓“全自动”手表，内部还是有能量转化装置的，一般是一个摆锤，当人戴着手表活动时，使摆锤不停摆动，给游丝弹簧补充能量,才会维持手表的运行．如果把这种手表放在桌面上静置两天，它一定会停摆的，D错．
【答案】 C
【规律总结】 能量守恒定律是自然现象中普遍成立的规律，没有特例，违背能量守恒定律的现象是不存在的．
变式训练
2.(2012·厦门高一检测)自由摆动的秋千幅度越来越小，直至最后停止摆动，对于该过程，下列说法正确的是( )
A．机械能守恒
B．能量正在消失
C．减少的机械能转化为内能
D．只有动能和势能相互转化
解析：选C.在秋千摆动过程中，空气阻力做功,机械能减少，转化为内能，但能量不会消失，C正确．
(2012·大同一中高一月考)如图7－10－3所示，质量为m的小铁块A以水平速度v0冲上质量为M、长为l置于光滑水平面C上的木板B，正好不从木板上掉下，已知A、B间的动摩擦因数为μ,此时木板对地位移为x，求这一过程中：
图7－10－3
(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】 在此过程中摩擦力做功的情况是：A和B所受摩擦力分别为F1、F2,且F1＝F2＝μmg,A在F1的作用下做匀减速运动,B在F2的作用下做匀加速运动;当A滑动到B的右端时,A、B达到相同的速度v，正好不掉下．【答案】 见精讲精析【方法总结】 通过本题可以看出摩擦力做功可从以下两个方面理解：
(1)一对静摩擦力，如果一个力做正功，另一个力一定做负功，并且量值相等，即一对静摩擦力对系统做的总功为零，不产生热量．
(2)相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和一定为负值，即一对滑动摩擦力做功的结果总是使系统的机械能减少，减少的机械能转化为内能：Q＝F滑·s相，其中s相是两个接触面相对滑动的距离(或相对路程)．
变式训练
3.一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块，并从中穿出．对于这一过程,下列说法正确的是( )
A．子弹减少的机械能等于木块增加的机械能
B．子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于系统产生的热量
C．子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和
D．子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块增加的内能之和
解析：选BD.由能量守恒定律可知对子弹来讲,减少的机械能一是用于木块增加动能，二是用于增加木块和子弹的内能，D对．对子弹和木块来讲减少的机械能只用来增加它们的内能，B对，A、C错．
应用功能关系解决多过程问题
[经典案例] (10分)如图
7－10－4所示,斜面足够
长，其倾角为α，质量为
m的滑块，距挡板P为x0，
以初速度v0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滑块沿斜面方向的重力分力,若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失,求滑块在斜面上经过的总路程为多少？图7－10－4【解题样板】 滑块在滑动过程中，要克服摩擦力做功，其机械能不断减少；又因为滑块所受摩擦力小于滑块沿斜面方向的重力分力，所以最终会停在斜面底端．(2分)
在整个过程中，除重力做功外,只有摩擦力做负功,设滑块通过的路程为s,则克服摩擦力做功为
WFf＝μmgs·cosα(2分)
【方法总结】 在涉及滑动摩擦力的往复运动中，要注意摩擦力做功与转化为内能的关系：ΔE内＝Ff·s相对．
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