人教版高中物理必修2第7章第10节能量守恒定律与能源 （2）（共16张PPT）

(共16张PPT)
7-10
能量守恒定律与能源
高一物理
人教版必修2
我们已经知道的能量形式
机械能（重力势能、弹性势能、动能）
风能、电能、光能、内能、核能、
生物能、化学能、太阳能
等等
各种形式的能有什么联系？
17～18世纪许多机械专家就已经论证了永动机是不可能的
法国科学院在1775年就正式决定，不再研究和试验任何永动机
（第一类）永动机是不可能的
在2004年，某杂志报道，一位家住“河南郑州二七区齐扎阎乡”，自称是“新加坡籍华人”“博士、院士、专家委员”名为“梁星人”的一个人，成了当时的网上名人，其原因是他声称建成了“宇宙引力能永动机”，并获得了中国专利（实际上只是申请了专利，还未获得批准），而且还有一家“海南星人永动机发电厂有限公司”正在生产永动机装备的车辆，你分析一下制造这种永动机的可行性。
第一类永动机违背了能的转化和守恒定律
能量既不会消灭，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外一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总和保持不变．
1、能量守恒定律是谁发现的?
能量守恒定律不是一个人发现的；
不同国家、不同领域的十几位科学家，以不同的方式，各自独立提出了能量守恒定律的内容；
贡献比较大的科学家有：德国物理学家和医生迈尔，英国物理学家焦耳、德国物理学家亥姆霍兹等．
它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一，而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式．
恩格斯曾称为“伟大的运动基本规律”，认为它的发现是19世纪自然科学的三大发现之一．
2、能量守恒定律的意义?
例1.下列对能的转化和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，最后静止在地面上，说明机械能消失了
ABC
注意：能量守恒定律是指能量的总量不变，但更重要的是指转化和转移过程中的守恒。
既然能量是守恒的，不可能消灭，为什么我们还要节约能源？
常规能源：煤、石油、天然气．
新能源：太阳能（取之不尽、用之不竭、清洁）
风能、潮汐能、海洋能、核能．
常规能源枯竭、
环境恶化（酸雨、温室效应。。。）
节能减排、开发新能源
1.人类利用能源大致经历了三个时期，即柴薪时期，煤炭时期，石油时期。
2.能量耗散：燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，作为内能就不会自动聚集起来供人类重新利用(能量转化的方向性）。
一座房屋的红外线照片,可以看出，由于取暖和使用电器，室内温度比室外高。热量散失到室外后，不能回收重新利用。
能量耗散与能量守恒是否矛盾，该怎样理解?
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。
能量耗散是节约能源的根本原因．
这说明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．
内能总是自发地从高温物体向低温物体转移
而不会自发的由低温物体向高温物体转移
机械能可以全部转化为内能
而内能不可全部转化为机械能而不引起其他变化
热机的效率不可能1000/0
例如：一辆行驶的小轿车，燃料燃烧产生的内能有370/0通过发动机散热系统排除，370/0直接由排气管排出，有260/0变为发动机输出的机械能
2.各种形式的能是通过什么过程实现相互转化的呢？
做功的过程就是能量转化的过程。做了多少功，就有多少能转化。
功是能转化的量度。
1.你能说出功与能概念的区别与联系吗？
单位相同，但意义不同
功是过程量，能是状态量
物体具有能，就表示会做功
不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的。
1.重力做功
重力势能的变化；
2.弹簧弹力做功
弹性势能的变化：
3.合外力做功
动能的变化；
功能关系
WG=
??EpG
W合=
?Ek
W弹=
??Ep弹
用什么力做的功来量度机械能的变化？
4.除重力(弹力)外，其他外力对物体所做的总功W除G外等于物体机械能的变化量ΔE。
当W除G外＞0时，ΔE＞0，机械能增加
当W除G外＜0时，ΔE＜0，机械能减少
?
?
例4.一质量均匀、不可伸长的绳索，重为G，A、B两端固定
在天花板上，如图所示。现在最低点C处施加一竖直向下
的力，将最低点缓慢拉至D点。在此过程中，绳的重心位
置（
）
A.
逐渐升高
B.
逐渐降低
C.
先降低后升高
D.
始终不变
A
【解析】外力对绳索做功，绳索的机械能增加。由于绳索的动能不变，增加的必是重力势能，重力势能增加是重心升高的结果。正确选项为A。