高中物理人教版 (新课标)必修210.能量守恒定律与能源集体备课ppt课件

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各种形式的能都可以互相转化，你能说出下列现象(见下图)中，能是如何转化的吗？
1．我们可以从千差万别的各种自然现象中抽象出一个共通的量——________，这说明不同的运动形式在相互转化中有________确定关系．2．导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是：______________和______________．3．能量既不会________，也不会创生，它只会________________________，或者__________________________，而在转化和转移的过程中，__________________.这就是能量守恒定律．
4．燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，它就不会再次____________供人类重新利用；电池中的化学能转化为________，它又通过灯泡转化成________和________，热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的________，我们也无法把这些______________重新利用．这种现象叫做____________．5．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________．能源的利用受____________制约，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的．
答案：1.能量　数量上的2．确认了永动机的不可能性　发现了各种自然现象之间相互联系与转化3．消灭　从一种形式转化为其他形式　从一个物体转移到另一个物体　能量的总量保持不变4．自动聚集起来　电能　内能　光能　内能　内能收集起来　能量的耗散5．方向性　这种方向性的
(1)一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量．(2)能量有各种不同的形式．运动的物体具有动能；被举高的重物具有重力势能；发生弹性形变的物体具有弹性势能．另外自然界中还存在如化学能、电能、光能、太阳能、风能、潮汐能、原子能等等不同形式的能．不同的能与物体的不同运动形式相对应，如机械能对应机械运动；内能与大量微观粒子的热运动相对应.
(1)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一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变．这个规律叫做能量守恒定律．
(2)能量守恒定律的重要意义①能量守恒定律是普遍适用的．对宏观世界与微观世界、高速运动与低速运动等都成立．②能量守恒定律反映了自然现象的普遍联系，提醒人们自然科学是相互联系的，相互统一的．能量守恒定律对人类认识自然、改造自然起着重要的指导作用．③能量的转化和守恒定律是19世纪自然科学中三大发现之一．
溜溜球是一种流行的健身玩具，具有很浓的趣味性，备受学生的欢迎．溜溜球类似“滚摆”，对称的左右两轮通过固定轴连接(两轮均用透明塑料制成)，轴上套一个可以自由转动的圆筒，圆筒上系条长约1m的棉线，玩时手掌向下，用力向正下方掷出溜溜球，当滚到最低处时，轻抖手腕，向上拉一下绳线，溜溜球将返回到你的手上，如图所示．溜溜球在运动过程中(　　)
A．一边转动一边向下运动，由于重力做功，溜溜球越转越快，动能不断增大，溜溜球的势能转变为动能B．在溜溜球上下运动中，由于发生动能和势能的相互转化，因此机械能守恒C．在溜溜球上下运动中，由于空气阻力和绳子与固定轴之间摩擦力的作用，会损失一部分能量D．在溜溜球转到最低点绳子将要开始向上缠绕时，轻抖手腕，向上拉一下绳子，给溜溜球提供能量
答案：ACD解析：溜溜球向下运动时由于重力做正功，动能一定增大，势能转化为动能，选项A正确；溜溜球在上下运动的过程中由于有阻力做功，所以会损失一部分机械能，机械能不守恒，若不及时补充能量则上升的高度会越来越低，因此可在溜溜球运动到最低点时轻抖手腕，向上拉一下绳子，给其补充能量，故选项CD正确，B错误.
(1)概念：能够提供可利用能量的物质，都可以称为能源．(2)分类①从人类开发能源的历史划分常规能源：煤、石油、天然气等；新能源：核能、太阳能、风能、地热能、海洋能等．
②从使用分类一次能源：未经人工加工的能源，如煤、石油、天然气、水能、风能、生物能、海洋能等．二次能源：从一次能源直接或间接转化来的能源．如：电能、氢能、焦炭．③从能否再生分类：可再生能源：水能、风能等；不可再生资源：石油、煤等．
④从对环境的影响分类：清洁能源(也称“绿色环保”能源)：太阳能、风能等；非清洁能源：煤、石油、天然气等.
(1)自然界中自发的能量的转化和转移具有方向性．①热量可以自发的由高温物体传递给低温物体，但不能自发的由低温物体传给高温物体．②冒起的煤烟和散开的炭灰不可能又重新组合成一堆煤炭．③散失到周围环境中的内能不能回收重新利用．
(2)在能量的转化过程中，一部分能量转化为内能流散到周围环境中，我们无法把这些内能收集起来重新利用，这种现象叫能量的耗散．
根据如图所示的情景，判断图中A，B两台机器，哪台是发电机？哪台是电动机？并描述这一情景中所涉及的能量转化．
答案：B是发电机，A是电动机．瀑布的水流下来将水的重力势能转化为动能，水流推动水轮机带动发电机B转动发电，是将机械能转化为电能，发电机产生电流流经电动机A时，又将电能转化为机械能.
(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分清多少种形式的能(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：能量守恒定律表达式中虽然没有出现功，但功是能量转化的量度．能量变化中也体现功的本质及做功多少．
竖直向上的恒力F作用在质量为m的物体A上，使A从静止开始运动升高h，速度达到v，在这个过程中，设阻力恒为F阻．则下列表述正确的是(　　)
解析：对于上面提出的各项问题，应从能的转化与守恒的角度去认识，在自然界，能的形态是多种多样的，有机械能(包括动能和势能，势能又包括重力势能和弹性势能)、内能、电势能等．各种形态的能之间是可以相互转化的，这是大家熟知的事实，问题是各种形态的能之间是如何转化的．
答案：CE点评：由此题可以总结出在解决综合性习题时，切入点可以选择在物体受力上，从分析物体受力入手，或是分析物体的能量变化，从能量入手，从而抓住各个物理量间的相互关系，给出解答．
(福建六校09～10学年高一下学期期中)如图，木块m放在光滑的水平面上，一颗子弹水平射入木块中，子弹受到的平均作用力为f，射入深度为d，此过程中木块移动了s，则(　　)
A．子弹损失的动能为fsB．木块增加的动能为f(s＋d)C．子弹动能的减少等于木块动能的增加D．子弹、木块系统总机械能的损失为fd答案：D解析：子弹克服阻力做功为Wf＝f(s＋d)，子弹损失的动能为f(s＋d)，A错；f对木块做的功为Wf′＝fs，木块增加的动能为fs，B错；由功能关系知，子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块系统增加的内能之和，C错；子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于系统内能的增加量等于fd，D正确.
如图所示是打秋千的示意图，最初人直立站在踏板上(A点所示)，绳与竖直方向成θ角，人的重心到悬点O的距离为L1；从A点向最低点B运动的过程中，人由直立状态自然下蹲，在B点人的重心到悬点O的距离为L2；在最低点处，人突然由下蹲状态变成直立状态(人的重心到悬点O的距离恢复为L1)且保持该状态到最高点C.设人的质量为m，踏板和绳的质量不计，空气阻力不计．求：
(1)人刚到最低点B还处于下蹲状态时，两根绳中的总拉力F为多大 ?(2)人到达左端最高点C时，绳与竖直方向的夹角α为多大？(用反三角函数表示)
解析：以人和踏板组成的系统为研究对象，它们从A到B的过程中，受到拉力和重力的作用，但只有重力做功，所以系统的机械能守恒，在B点，人突然由下蹲状态变成直立状态，人的动能没有变化，但人的重力势能增加了，人做了功．(1)从A→B的过程中，系统重力势能的减少量：ΔEp＝mg(L2－L1csθ)①
点评：当人在最低点时，并非处于平衡状态，而是由合力提供向心力，在B点时，人突然由下蹲状态变成直立状态，体内的化学能转化成人的机械能，所以从A到C的过程中，人的机械能并不守恒，而是增加了，必须分段求解．荡秋千可以越荡越高，同学们对于其中的能量转化的分析常感到困惑，所以对于机械能的变化与实际情景相结合的题目，一定要认真分析能量在各个细节过程的转化．这类与实际联系密切的题应是今后高考的重点．
能源问题也是当前的热门话题，传统的能源——煤和石油一方面储量有限，有朝一日将要被开采完毕，另一方面，使用过程中也带来污染，寻找新的、无污染的能源是人们努力的方向，利用潮汐发电即是一例．
关于潮汐，古人说：“潮者，据朝来也；汐者，言夕至也”．如图表示的是利用潮汐发电．左方为陆地和海湾，中间为水坝，其下有通道，水经通道可带动发电机，涨潮时，水进入海湾，待内外水面高度相同，堵住通道(如图甲所示)，潮落至最低时放水发电(如图乙所示)；等内外水面高度相同，不再堵住通道，直到下次涨潮至最高点，又进水发电(如图丙所示)．设海湾面积为5.0×108m2，高潮与低潮间高度差为3.0m，则一天内水流的平均功率为______________W.
液体能够沿着很细的毛细管上升一段距离而高出原来的液面，这种现象叫做毛细现象．棉线浸在煤油中，煤油会沿着棉线上升一段较大的高度，有人根据这一现象制造了一台可以源源不断地对外做功的机器，如图所示．
试根据能的转化和守恒定律，分析说明这台装置能够正常工作吗？若不能正常工作，原因可能出现在哪里？
解析：这台装置不能正常工作．假设它能正常工作，便意味着这台装置不需要外界的能量而源源不断地对外工作，对外界输出能量，这违背了能量转化和守恒定律，此装置成为一台永动机．煤油能沿棉线上升一个较大的高度，这是一个不争的事实，如果B槽中有煤油便会向下流动冲击叶轮对外做功也是无可置疑的，此装置不能工作的原因是煤油虽上升到B槽高处，但不能滴落到B槽中．
答案：不能工作．违背能的转化和守恒定律，原因是煤油不能从棉线上滴落．点评：这是一道考查学生对自然现象的观察能力和应用能的转化和守恒定律分析解决实际问题能力的题目．例如，我们容易注意到毛细现象，但往往不注意观察上升的液体是否能从毛细管中流出．
太阳能的储存一直是个难题．科学家发现，盐水湖被太阳晒久了，湖底的温度会越来越高，并难以通过湖水的对流将热散发出去，而淡水湖不具备这一特点．根据这一特点，可以利用盐水湖来储存太阳能．你能分析这是为什么吗？你能根据这一规律设计出一种储存太阳能的具体方案吗？(提示：盐水湖中含盐量高的湖水密度大，总是留在湖底不会上浮)．
答案：建造一个具有一定深度的浓度足够高的盐水池，使其具有很好的保温性能，并且在水池底部安装热传导装置，就可以实现利用盐水储存太阳能并且利用这部分储存太阳能为生产生活服务．