（沪科版）高中物理 4.3能量的转化与守恒》ppt课件

（沪科版）高中物理 4.3能量的转化与守恒》ppt课件内容摘要：

1、量的转化与守恒*源与可持续发展情境导入 课程目标 1 . 了解各种能量及其相互转化形式。 知道能量守恒是最基本、最普遍的自然规律之一。 2 . 通过对生活中能量转化的实例分析 , 理解能 量守恒定律的实际意义 , 树立节能意识、环保意识。 3 . 了解能量的转化效率。 4 . 了解能量转化和转移的方向性。 5 . 理解 “ 永动机 ” 的不可能性原理。 一 二 三 四一、能量的多样性及相互转化 1 . 能量的多样性 自然界中能量的形式多种多样 , 例如机械能、 内能 、电磁能、 光能 、核能、化学能、生物能等。 2 . 能量的转化 不同形式的能量之间可以相互转化 , 在转化过程中能量总是 守恒 2、的。 一 二 三 四思考 起重机吊起圆木 ( 图甲 ); 机车牵引列车加速 ( 图乙 ); 握力器在手的作用下发生形变 ( 图丙 )。 在这三个过程中做功引起了什么能的转化 ? 提示 : 起重机 对圆木做功增加了圆木的机械能 ; 机车的牵引力做功 , 消耗了电能 , 增加了列车的动能 ; 手对握力器做功 , 人体的化学能转化为握力器的弹性势能。 一 二 三 四二、能量守恒定律 1 . 内容 能量既不能凭空产生 , 也不能凭空消失 , 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其总量不变。 2 . 意义 ( 1 ) 揭示了自然界各种运 3、动形式不仅具有多样性 , 而且具有统一性。 物体的各种运动形式之间可以 相互转化。 ( 2 ) 宣布 “ 第一类 永动机 ” 不可能制成。 一 二 三 四三、研究能量的转化效率 1 . 定义 : 转化为 有用功 的能量跟 输入 能量的比 值。 2 . 表达式 : 能量的转化效率 =有用的能量输入的能量。 一 二 三 四四、能量转化和转移的方向性 1 . 经验与研究都表明 , 与热现象相关的能量转化过程是有 方向性 的 , 如果要使能量转化沿反方向进行 , 则必须 做功。 2 . 研究和事实都表明 , 能量的转化和转移具有 方向性 , 或者说 , 能量的转化和转移具有 不可逆性。 3 . 第 4、二类永动机并不违背 能量守恒定律 , 但违背了能量的转化和转移的 不可逆性。 探究点一 探究点二探究一对能量转化和转移的认识 问题导引请你将两手手心对着压紧 , 用力来回快速摩擦 10 1 5s ( 如图 ), 有什么感觉 ? 想想看 , 在这一过程中能量发生了怎样的转化或转移 ? 这些能量的转化或转移是有方向性的吗 ? 提示 : 发热。 机械能转化为内能。 有。 探究点一 探究点二名师精讲1 . 自然界存在着多种形式的能量 , 在一定条件下 , 各种形式的能量之间可以相互转化和转移。 如在热传递过程中 , 高温物体的内能转移到低温物体 ,在这种转移的过程中能量形式没有变。 小朋友滑滑梯时 , 由于 5、摩擦而使部分机械能转化为内能。 2 . 在能量转化和转移的过程中 , 能的总量保持不变。 大量事实证明 , 在普遍存在的能量的转化和转移过程中 , 消耗多少某种形式的能量 , 就得到多少其他形式的能量。 如在热传 递过程中 , 高温物体放出多少热量 ( 减少多少内能 ), 低温物体就吸收多少热量 ( 增加多少内能 ); 克服摩擦力做了多少功 , 就有多少机械能转化为内能 , 但能量的总量不变。 探究点一 探究点二3 . 能量的转化和转移也不是任意的 , 涉及内能的转化和转移都是具有方向的 , 表现在 : ( 1 ) 机械能可以全部转化为内能 , 但内能不能全部转化为机械能而不引起其他变化。 ( 2 6、 ) 内能总是自发地从高温物体向低温物体转移 , 而不能自发地从低温物体向高温物体转移。 警示 ( 1 ) 不同形式的能量之间的转化通过做功来实现 , 即做功的过程就是能量转化的过程 ; ( 2 ) 做了多少功就有多少能 量从一种形式转化为另一种形式 , 即能量转化的多少可用做功的多少来量度。 探究点一 探究点二【例题 1 】 试说明下列现象中能量是怎样转化的 : A . 在水平公路上行驶的汽车 , 发动机熄火之后 , 速度越来越小 , 最后停止 ; B. 电风扇通电后开始转动 , 断电后转动着的风扇又慢慢停下来 ; C. 火药爆炸产生燃气 , 子弹在燃气的推动下从枪膛发射出去 , 射穿一块钢 7、板 , 速度减小 ; D. 用柴油机带动发电机发电 , 供给电动水泵抽水 , 把水从低处抽到高处。 点拨 : 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 ,能量的形式要发生变化。 探究点一 探究点二解析 : A. 在水平公路上行驶的 汽车 , 发动机熄火之后 , 速度越来越小 , 最后停止。 这一过程中 , 汽车所受的阻力做负功 , 机械能转化为内能。 B. 电风扇通电后开始转动 , 电流做功 , 电能一部分转化为机械能 , 还有一部分转化为内能 ; 断电后转动着的风扇又慢慢停下来 , 阻力做负功 , 机械能转化为内能。 C. 火药爆炸产生燃气 , 化学能转化为内能 ; 子 8、弹在燃气的推动下从枪膛发射出去 , 推力做功 , 内能转化为机械能 ; 子弹射穿一块钢板 , 速度减小 , 阻力做负功 , 机械能转化为内能。 D. 用柴油机带动发电机发电 , 化学能转化为机械能 , 又转化为电能 ; 发电机发电后供给电动水泵抽水 , 电流做功 , 电 能转化为机械能 ; 电动水泵把水从低处抽到高处 , 水泵对水做功 , 使水泵的机械能转移给水。 答案 : 见解析 探究点一 探究点二题后反思 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。 探究点一 探究点二探究二 9、能量守恒定律的理解及应用 问题导引一个叫丹尼斯 李 ( De s L e e ) 的美国人在美国今日新闻周刊等全国性报刊上刊登大幅广告 , 在全美各地表演 , 展示其号称无需任何能源的发电机。 D s L 他的永动机 你认为这种发 电机能造出来吗 ? 探究点一 探究点二提示 : 不能。 能量守恒定律是自然界最普遍、最重要、最可靠的定律之一。 物体之间只能发生能量的转化或转移 , 但总能量不变。 任何事物都不能违背能量守恒定律。 丹尼斯 李的发电机不消耗其他能量而可以不断地产生电能。 这违背了能量守恒定律 , 因此不能制成。 探究点一 探究点二名师精讲1 . 对定律的理解 ( 1 ) 某种形式的能量减少 10、, 一定存在另外形式的能量增加 , 且减少量和增加量相等。 ( 2 ) 某个物体的能量减少 , 一定存在别的物体的能量增加 , 且减少量和增加量相等。 2 . 表达式 E 初 =E 末 ; E 增 = E 减。 3 . 解题步骤 ( 1 ) 分清共有多少种形式的能 ( 如动能、势能、电能、内能等 ) 在变化。 ( 2 ) 明确哪种形式的能量增加 , 哪种形式的能量减少。 ( 3 ) 减少的总能量一定等于增加的总能量 , 据此列出方程 : E 减 = E 增。 探究点一 探究点二警示 ( 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 11、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。 探究点一 探究点二【例题 2 】 如图所示 , 在竖直平面内有一半径为 半径 平、 直 , 一个质量为 m 的小球自 A 的正上方 P 点由静止开始自由下落 , 小球沿轨道到达最高点 B 时恰好对轨道没有压力。 已知 A P = 2 R ,重力加速度为 g , 则小球从 P 到 B 的运动过程中 ( ) A . 重力做功 2 B. 机械能减少 C. 合外力做功 D. 克服摩擦力做功12 点拨 : ( 1 ) 小球在 B 点所受重力提供向心力 , 由此可求出小球在 B 点的动能。 ( 2 ) 根据动能定理求出合力做 12、的功。 ( 3 ) 根据能量的转化与守恒求出摩擦力做的功、机械能的变化量。 探究点一 探究点二解析 : 小球从 P 点运动到 B 点的过程中重力做功为 选项 A 错误 ;设小球通过 B 点时的速度为 根据小球通过 B 点时刚好对轨道没有压力 ,说明此刻刚好由重力提供向心力 , 对小球通过 B 点瞬间应用牛顿第二定律有 m2 , 解得 , 设小球从 P 点运动到 B 点的过程中克服摩擦力做功为 W , 对此过程由动能定理有 W=12 2 , 联立 解得W = 12 选项 D 正确 ; 上述过程合外力做功为 W 合 = W = 12 选项 小球机械能减少量等于小球克服摩擦力所做的功 , 即 E = 13、W =12 选项 B 错误。 答案 : D 题后反思 能量守恒定律具有普遍性 , 但要注意选择的系统和应用的条件。 1 2 3 4 51 . 出行是人们工作生活中必不可少的环节 , 出行的工具五花八门 , 使用的能源也各不相同。 自行车、电动自行车、普通汽车消耗能量的类型分别是( ) 生物质能 核能 电能 太阳能 化学能 A . B. C. D. 解析 : 人骑自行车是将生物质能转化为机械能 ; 电动自行车是将蓄电池的电能转化为机械能 ; 普通汽车是将汽油的化学能转化为机械能 , 所以 B 选项正确。 答案 : B 1 2 3 4 52 . 在以下过程中 , 内能转化为机械能的是 ( ) A . 14、 冰块在地面上滑动时融化 B. 砂轮磨刀 C. 水开了会顶动壶盖 D. 火柴摩擦后燃烧 解析 : A 、 B 项中机械能转化为内能 , C 项中内能转化为机械能 , D 项中化学能转化为内能。 答案 : C 1 2 3 4 53 . 关于能量和能源 , 下列说法中正确的是 ( ) A . 能量在转化和转移过程中 , 其总量有可能增加 B. 能量在转化和转移过程中 , 其总量会不断减少 C. 能量在转化和转移过程中总量保持不变 , 故节约能源没有必要 D. 能量的转化和转移具有方向性 , 且现有可利用的能源有限 , 故必须节约能源 解析 : 能量在转化和转移过程中 , 总量是守恒的 , 故选项 A 、 B 错误 ; 能量在转化和转移过程中总量保持不变 , 但我们要注意节约能源 , 选项 C 错误 , D 正确。 答案 : D 1 2 3 4 54 . ( 多选 ) 下述设想中 , 符合能量守恒定律的是 ( ) A . 利用永磁铁和软铁的相互作用 , 做成一架机器 , 永远地转动下去 B. 制造一架飞机 , 不携带燃料 , 只需利用太阳能就能飞行 C. 做成一只船 , 利用流水的能量 , 逆水行驶 , 不用其他动力 D. 利 用核动力使地球离开太阳系 解析 : A 、 C 项不消耗任何其他能量 , 而维持转动或行驶 , 违背能量守恒定律 ,是错。