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第七章
机械能守恒定律
7.10
能量守恒定律与能源
思
考
1、能量的概念是什么?
2、你知道哪些能量形式啊?
一个物体能够对外做功,我们就说这个物体具有能量。
机械能、内能、电能、太阳能、化学能、生物能、原子能……
这些能量之间有什么联系啊?
太阳能电站
电能
太阳能
分析右图中的能量转化
水电站
水的动能和重力势能
电能
分析右图中的能量转化
内燃机车
内能
电能
分析右图中的能量转化
光合作用
光能
化学能
分析右图中的能量转化
通过上面几幅图的分析,你能得出什么结论啊?
结论:
能量之间可以相互转化
再思考:
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,提供能量呢?
这种机器被称为永动机。
行不行?
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。
继续思考:
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
呢?
否服从类似的规律
能量守恒定律
四、能量守恒定律
1、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另一个物体,在转化或转移的过程中能量的总量保持不变。
能量守恒定律
【说明】
分析物理过程、求解实际问题时,对减少的某种能量,要追踪它的去向;对增加的能量,要能查寻它的来源。可以按照“总的减少量=总的增加量”列出数学方程。
几对常用的功能关系
WG=
??E重
W合=
?E动
4.除重力(或系统内弹力)外其它力做功
2.重力做功
重力势能的变化
1.合外力做功
动能的变化
机械能变化
W其它=
?E机
功
能
关
系
W弹=
??E弹
3.弹簧弹力做功
弹性势能的变化
指出下列现象中能量的转化或转移情况:
(1)人在跑步时,身体发热( )
(2)风吹动帆船前进( )
(3)放在火炉旁的冷水变热(
)
(4)电流通过灯泡,灯泡发光( )
(5)植物进行光合作用( )
化学能转化为内能
风的机械能转移到帆船上
内能由火炉转移给水
电能转化为光能
光能转化为化学能
例
题
1.下列对能的转化和守恒定律的认识正确的是(
)
A.某种形式的能减少,一定存在其他形式的能增加
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
课堂练习
2、物体获得一定初速度后,沿粗糙斜面上滑,在上滑过程中,物体和斜面组成的系统(
)
A、机械能守恒
B、总能量守恒
C、机械能和内能都增加
D、机械能减少,内能增加
BD
课堂练习
3.一个物体沿粗糙斜面匀速滑下,则下列说法正确的是( )
A.物体机械能不变,内能也不变
B.物体机械能减小,内能不变
C.物体机械能减小,内能增大,机械能与内能总量减小
D.物体机械能减小,内能增大,机械能与内能总量不变
课堂练习
D
5.如右图所示一质量为m的物体,在距地面h高处以的加速度由静止竖直下落到地面,则:
(1)重力势能变
化了多少?
(2)动能变化了
多少?
(3)机械能变化了多少?
h
(3)以地面为重力势能参考平面
解:
课堂练习
故机械能减少了
能源的开发和利用
二.能源危机与环境污染
1.为什么人类社会发展会有能源危机的发生?
①常规能源储量有限,开发不合理,浪费严重;
②人类社会发展对能源的需求日益增加;
③新能源的开发和利用需要解决一系列技术问题。
2.能源的大量使用给人类的生存环境带来了哪些问题?
①酸雨
②温室效应
③臭氧层的破坏
④土壤酸性化
⑤生态平衡的破坏……
能源危机和能源利用对环境所造成的污染与破坏已成为人类共同关注的世界性问题。
能源的开发和利用
火
电
厂
能源的开发和利用
新能源是相对于传统的能源来说的,根据联合国1981年内罗毕会议精神,新能源可定义为:以新技术和新材料为基础,系统开发利用的能源。
三.未来的能源
应优先开发利用的六种新能源:
太阳能、风能、地热能、波浪能(潮汐能)、氢能、核能
长江三峡水利工程
水电站是世界上较为成熟的电站,在水资源较发达的地区,水力发电是主要的发电方式,我国即将建成的三峡电站是上最大的水电站.
三峡全景
水能
太阳能的利用
新疆达板城风力发电厂
地热能
潮汐能
主要的开发形式是海洋潮汐发电。80年代中期挪威成功地建成一座小型潮汐发电站,让涨潮的海水冲进有一定高度的贮水池,池水下溢即可发电。已经在设计的单座潮汐电站,其它发电量可供一个30万人口的城市使用
潮汐电站
氢能
氢是宇宙中含量最丰富的元素。氢运输方便,用作燃料不会污染环境,重量又轻,优点很多。俄罗斯试着用氢作为飞机的燃料已经初步获得成功,各国也正积极试验用氢作为汽车的燃料。氢无疑也是人类未来要优先利用的能源之一。
此外还有雷电的能量和生物质能
运行中的秦山核电站
运行中的广东大亚湾核电站
核能的开发与利用
——核电站
单机容量为175万千瓦,是目前世界上单机容量
最大的核电机组。
台山核电效果图
2018年1月9日,习近平与马克龙在北京共同出席了台山核电站欧洲先进压水堆全球首堆工程命名揭牌仪式。
核电生活区
三.小结
2、能量守恒定律
3、能源的开发和利用
四.作业
课后提能训练
P115
1、能量之间相互转化