（人教版）高中物理必修二第1部分 第七章 第10节 能量守恒定律与能源
文档属性
| 名称 | （人教版）高中物理必修二第1部分 第七章 第10节 能量守恒定律与能源 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.6MB | ||
| 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 | 2020-04-30 22:45:50 | ||
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文档简介
(共36张PPT)
应用创新演练
理解教材新知
把握热点考向
考向一
考向二
随堂基础巩固
第
七章
机械能守恒定律
课时跟踪训练
知识点一
知识点二
知识点三
第 10
节
能量守恒定律与能源
1.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，这个规律叫做能量守恒定律。
2．第一类永动机违背了能量守恒定律，所以是不可能制成的。
3．能量耗散使得可利用的能源最终变成了周围环境的内能，
我们无法把这些散失的能量收集起来重新利用。
4．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，自然界的能量虽然守恒，但还是应该节约能源。
1．定律内容
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从
为另一种形式，或者从一个物体
，在转化和转移的过程中， 保持不变。
2．建立定律的两个重要事实
(1)确认了 的不可能性。
(2)各种自然现象之间能量的 与 。
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 的特定条件下一种特殊表现形式。
一种形式转化
转移到别
的物体
能量的总量
永动机
相互联系
转化
能量守恒定律
[重点诠释]
对能量守恒定律的理解
(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)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。
1．下列对能量守恒定律的认识正确的是 ( )
A．某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加
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器——永
动机是不可能制成的
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：A选项是指不同形式的能量间在转化，转化过程中能量是守恒的。B选项是指能量在不同的物体间发生转移，转移过程中能量是守恒的。这正好是能量守恒定律的两个方面——转化与转移，故A、B都正确。任何永动机都是不可能制成的，它违背了能量守恒定律，所以C正确。D选项中石子由于受空气阻力作用，机械能要转化成内能，当最后停止在地面上时机械能并没有消失，而是转化成了其他形式的能，能量守恒定律表明能量既不能创生，也不能消失，故D错误。
答案：ABC
[自学教材]
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 和 ，热和光被其他物体吸收之后变成周围环境的 ，我们无法把这些散失的能量收集起来重新利用。
内能
光能
内能
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
2．下列关于能源开发和利用的说法中，正确的是 ( )
A．能源利用的过程是内能转化成机械能的过程
B．能量是守恒的，因此不需要节约能源
C．能源利用的过程，是一种形式的能向另外一种形式的
能转化的过程
D．无论是节约能源还是开发能源，我国都要外国支援
解析：能源利用过程就是从一种能转化为另一种能的过程，并不一定是由内能转化成机械能的过程，故A错误，C正确。能量耗散表明能量的转化具有方向性，所以仍需要节约能源，B错误。无论是节约能源还是开发能源，我国都能独立进行，D错误。
答案：C
1.功与能
(1)功是力在空间上的积累，是过程量。
(2)能反映了物体能够对外做功的一种本领，与物体所处的状态相对应，是状态量。
2．功和能量转化的关系
(1)功能关系：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。而且做了多少功，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)功能关系实例：
①重力做功：重力势能和其他能相互转化。
②弹力做功：弹性势能和其他能相互转化。
③合外力做功：动能与其他形式能相互转化。
④除重力、系统内弹力外，其他力做的功：机械能与其他形式能相互转化。
[特别提醒]
(1)功和能是两个不同的物理量，功是过程量，能是状态量。
(2)功是能量转化多少的量度，做功只与能的变化相联系，但绝不是功与能相联系。能量的变化与能也是两个完全不同的概念。
3．关于能量转化的说法中正确的是 ( )
A．举重运动员把重物举起来，体内的一部分化学能转化
为重力势能
B．电流通过电阻丝使电能转化为内能
C．内燃机做功的过程是内能转化为机械能的过程
D．做功过程是能量转化过程，某过程做了10 J的功，一
定有10 J的能量发生了传递
解析：转化和转移是两个不同概念，转化是发生在不同形式能之间，转移是发生在同一种形式的能之间，例如内能的传递，做功与能量的转化相对应。
答案：ABC
[例1] 指出下列现象中能量的转化或转移情况：
(1)植物的光合作用；
(2)雨天时发生雷电；
(3)人在跑步时，身体发热；
(4)手摇发电机发电使灯泡发光；
(5)风吹动帆船前进。
[思路点拨] 根据能量守恒的观点，由变化后增加或减少的能量判断确定变化前减少或增加的能量。
[解析] (1)植物利用太阳光进行化学合成，应是光能转化为化学能；
(2)发生雷电时，发出震耳欲聋的响声、耀眼的强光和放出热量，应是电能变为声能、内能和光能；
(3)人跑步时身体发热，是身体剧烈运动时，加速人体内新陈代谢的生理机能，应是人体内储存的化学能转化为内能；
(4)发电机的动能转化为电能，电能使灯泡发光，应是机械能转化为电能，电能转化为内能；
(5)空气的流动形成风，风具有机械能，帆船前进具有的仍是机械能，应是风的机械能转移给帆船，是机械能的转移。
[答案] 见解析
[借题发挥]
(1)一种形式的能量减少时，一定有另外形式的能量增加，一个物体的能量减少时，一定有其他物体的能量增加，不管能量如何转移和转化，能量的总和保持不变。
(2)物体间发生能量转移时，能量的形式不变；而发生能量的转化时，能量的形式要发生改变，在确定能量转化的方向时，可以从消耗什么能，得到什么能进行比较来确定。
1．行驶中汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空
中坠落并发出明亮的光焰；降落伞在空中匀速下降。上述不同现象所包含的相同的物理过程中 ( )
A．物体克服阻力做功
B．物体的动能转化为其他形式的能量
C．物体的势能转化为其他形式的能量
D．物体的机械能转化为其他形式的能量
解析：降落伞匀速下降，动能不变，重力势能转化为内能。汽车制动，动能转化为内能。
答案：AD
[例2] 如图7－10－1所示，质量为m的木块以速度v0滑上原来静止的质量为M的木板，水平地面光滑，木板长为L，当木块运动到木板的另一端时，它们的速度分别是v1、v2，木板位移为x。求：
图7－10－1
(1)摩擦力对m、M做的功；
(2)摩擦力对m、M系统做的功；
(3)摩擦产生的热量。
[思路点拨] 解答本题时，可按以下思路分析：
[借题发挥] 由本题可以看出：
(1)一对相互作用的滑动摩擦力所做功的代数和总是负值。
(2)滑动摩擦力对m、M系统做的功是系统机械能转化为系统内能的量度，它的绝对值等于系统产生的内能。
图7－10－2
答案：A
应用创新演练
理解教材新知
把握热点考向
考向一
考向二
随堂基础巩固
第
七章
机械能守恒定律
课时跟踪训练
知识点一
知识点二
知识点三
第 10
节
能量守恒定律与能源
1.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，这个规律叫做能量守恒定律。
2．第一类永动机违背了能量守恒定律，所以是不可能制成的。
3．能量耗散使得可利用的能源最终变成了周围环境的内能，
我们无法把这些散失的能量收集起来重新利用。
4．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，自然界的能量虽然守恒，但还是应该节约能源。
1．定律内容
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从
为另一种形式，或者从一个物体
，在转化和转移的过程中， 保持不变。
2．建立定律的两个重要事实
(1)确认了 的不可能性。
(2)各种自然现象之间能量的 与 。
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 的特定条件下一种特殊表现形式。
一种形式转化
转移到别
的物体
能量的总量
永动机
相互联系
转化
能量守恒定律
[重点诠释]
对能量守恒定律的理解
(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)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。
1．下列对能量守恒定律的认识正确的是 ( )
A．某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加
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器——永
动机是不可能制成的
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：A选项是指不同形式的能量间在转化，转化过程中能量是守恒的。B选项是指能量在不同的物体间发生转移，转移过程中能量是守恒的。这正好是能量守恒定律的两个方面——转化与转移，故A、B都正确。任何永动机都是不可能制成的，它违背了能量守恒定律，所以C正确。D选项中石子由于受空气阻力作用，机械能要转化成内能，当最后停止在地面上时机械能并没有消失，而是转化成了其他形式的能，能量守恒定律表明能量既不能创生，也不能消失，故D错误。
答案：ABC
[自学教材]
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 和 ，热和光被其他物体吸收之后变成周围环境的 ，我们无法把这些散失的能量收集起来重新利用。
内能
光能
内能
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
2．下列关于能源开发和利用的说法中，正确的是 ( )
A．能源利用的过程是内能转化成机械能的过程
B．能量是守恒的，因此不需要节约能源
C．能源利用的过程，是一种形式的能向另外一种形式的
能转化的过程
D．无论是节约能源还是开发能源，我国都要外国支援
解析：能源利用过程就是从一种能转化为另一种能的过程，并不一定是由内能转化成机械能的过程，故A错误，C正确。能量耗散表明能量的转化具有方向性，所以仍需要节约能源，B错误。无论是节约能源还是开发能源，我国都能独立进行，D错误。
答案：C
1.功与能
(1)功是力在空间上的积累，是过程量。
(2)能反映了物体能够对外做功的一种本领，与物体所处的状态相对应，是状态量。
2．功和能量转化的关系
(1)功能关系：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。而且做了多少功，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)功能关系实例：
①重力做功：重力势能和其他能相互转化。
②弹力做功：弹性势能和其他能相互转化。
③合外力做功：动能与其他形式能相互转化。
④除重力、系统内弹力外，其他力做的功：机械能与其他形式能相互转化。
[特别提醒]
(1)功和能是两个不同的物理量，功是过程量，能是状态量。
(2)功是能量转化多少的量度，做功只与能的变化相联系，但绝不是功与能相联系。能量的变化与能也是两个完全不同的概念。
3．关于能量转化的说法中正确的是 ( )
A．举重运动员把重物举起来，体内的一部分化学能转化
为重力势能
B．电流通过电阻丝使电能转化为内能
C．内燃机做功的过程是内能转化为机械能的过程
D．做功过程是能量转化过程，某过程做了10 J的功，一
定有10 J的能量发生了传递
解析：转化和转移是两个不同概念，转化是发生在不同形式能之间，转移是发生在同一种形式的能之间，例如内能的传递，做功与能量的转化相对应。
答案：ABC
[例1] 指出下列现象中能量的转化或转移情况：
(1)植物的光合作用；
(2)雨天时发生雷电；
(3)人在跑步时，身体发热；
(4)手摇发电机发电使灯泡发光；
(5)风吹动帆船前进。
[思路点拨] 根据能量守恒的观点，由变化后增加或减少的能量判断确定变化前减少或增加的能量。
[解析] (1)植物利用太阳光进行化学合成，应是光能转化为化学能；
(2)发生雷电时，发出震耳欲聋的响声、耀眼的强光和放出热量，应是电能变为声能、内能和光能；
(3)人跑步时身体发热，是身体剧烈运动时，加速人体内新陈代谢的生理机能，应是人体内储存的化学能转化为内能；
(4)发电机的动能转化为电能，电能使灯泡发光，应是机械能转化为电能，电能转化为内能；
(5)空气的流动形成风，风具有机械能，帆船前进具有的仍是机械能，应是风的机械能转移给帆船，是机械能的转移。
[答案] 见解析
[借题发挥]
(1)一种形式的能量减少时，一定有另外形式的能量增加，一个物体的能量减少时，一定有其他物体的能量增加，不管能量如何转移和转化，能量的总和保持不变。
(2)物体间发生能量转移时，能量的形式不变；而发生能量的转化时，能量的形式要发生改变，在确定能量转化的方向时，可以从消耗什么能，得到什么能进行比较来确定。
1．行驶中汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空
中坠落并发出明亮的光焰；降落伞在空中匀速下降。上述不同现象所包含的相同的物理过程中 ( )
A．物体克服阻力做功
B．物体的动能转化为其他形式的能量
C．物体的势能转化为其他形式的能量
D．物体的机械能转化为其他形式的能量
解析：降落伞匀速下降，动能不变，重力势能转化为内能。汽车制动，动能转化为内能。
答案：AD
[例2] 如图7－10－1所示，质量为m的木块以速度v0滑上原来静止的质量为M的木板，水平地面光滑，木板长为L，当木块运动到木板的另一端时，它们的速度分别是v1、v2，木板位移为x。求：
图7－10－1
(1)摩擦力对m、M做的功；
(2)摩擦力对m、M系统做的功；
(3)摩擦产生的热量。
[思路点拨] 解答本题时，可按以下思路分析：
[借题发挥] 由本题可以看出：
(1)一对相互作用的滑动摩擦力所做功的代数和总是负值。
(2)滑动摩擦力对m、M系统做的功是系统机械能转化为系统内能的量度，它的绝对值等于系统产生的内能。
图7－10－2
答案：A