1、第七章機(jī)械能及其守恒定律,7.10 能量守恒定律與能源,重力勢(shì)能,彈性勢(shì)能,動(dòng)能,知識(shí)回顧,能量,一、能量的概念 一個(gè)物體能夠?qū)ν庾龉?，我們就說這個(gè)物體具有能量。,二、能量的多樣性 對(duì)應(yīng)于不同的運(yùn)動(dòng)形式，能的形式也是多種多的 ,說一說： 你知道的能量形式,機(jī)械能、內(nèi)能、電能、太陽(yáng)能、化學(xué)能、生物能、原子能等,討論與思考：,能量之間有聯(lián)系嗎？,水電站：,水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,水果電池：,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,不同形式的能之間可以在一定 條件的情況下相互轉(zhuǎn)化,三、能的轉(zhuǎn)化,不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化是通過做功實(shí)現(xiàn)的。,不同形式的能之間可以在一定條件的情況下相互轉(zhuǎn)化，而且在轉(zhuǎn)化過程中總量保持不變。,四.功

2、是能量轉(zhuǎn)化的量度,重力做功：重力勢(shì)能和其他能相互轉(zhuǎn)化 彈力做功：彈性勢(shì)能和其他能相互轉(zhuǎn)化,五：能量守恒定律,1、能量守恒定律, 、內(nèi)容： 能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中，能量的總量保持不變 、定律的表達(dá)式 E初E終 ；E增E減,說明： a.該定律是貫穿整個(gè)物理學(xué)的基本規(guī)律之一，是學(xué)習(xí)物理學(xué)的一條主線。 b.要分清系統(tǒng)中有多少種形式的能，發(fā)生了哪些轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移。,指出下列現(xiàn)象中能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移情況： （1）人在跑步時(shí)，身體發(fā)熱（） （2）風(fēng)吹動(dòng)帆船前進(jìn)（） （3）放在火爐旁的冷水變熱（） （4）電流通過燈泡

3、，燈泡發(fā)光（） （5）植物進(jìn)行光合作用（）,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,風(fēng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)移到帆船上,內(nèi)能由火爐轉(zhuǎn)移給水,電能轉(zhuǎn)化為光能,光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,練習(xí),下列對(duì)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的認(rèn)識(shí)正確的是 ( ) A.某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加 B.某個(gè)物體的能量減少必然有其他物體的能量增加 C.不需要任何外界的動(dòng)力而持續(xù)對(duì)外做功的機(jī)器永動(dòng)機(jī)是不可能制成的 D.石子從空中落下，最后靜止在地面上，說明機(jī)械能消失了,ABC,注意： 能量守恒定律是指能量的總量不變，但更重要的是指轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中的守恒。在不同形式的能量間發(fā)生轉(zhuǎn)化，在不同的物體間發(fā)生轉(zhuǎn)移。,既然能量是守恒的，不可能消滅，為什么我們還要節(jié)約

4、能源？,六.能源和能量耗散,人類利用能源大致經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)期，即柴薪時(shí)期，煤炭時(shí)期，石油時(shí)期。,能量耗散：燃料燃燒時(shí)一旦把自己的熱量釋放出去，它就不會(huì)自動(dòng)聚集起來供人類重新利用。(能量轉(zhuǎn)化的方向性）,能量耗散與能量守恒是否矛盾，該怎樣理解?,能量耗散,能量耗散和能量守恒并不矛盾，能量耗散表明，在能源利用的過程中，即在能量的轉(zhuǎn)化過程中，能量在數(shù)量上并沒有減少但是可利用的品質(zhì)上降低了，從便于利用變?yōu)椴槐阌诶昧?。這是節(jié)約能源的根本原因,這說明能量的耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中宏觀過程的方向性,能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性,內(nèi)能總是自發(fā)地從高溫物體向低溫物體轉(zhuǎn)移 而不會(huì)自發(fā)的由低溫物體向高溫物體轉(zhuǎn)移,

5、能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性,機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 而內(nèi)能不可全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其他變化,例如：一輛行駛的小轎車，燃料燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能有370/0通過發(fā)動(dòng)機(jī)散熱系統(tǒng)排除，370/0直接由排氣管排出，有260/0變?yōu)榘l(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能,能量的耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中宏觀過程的方向性。 正是因?yàn)槟芰哭D(zhuǎn)化的方向性，能量的利用受這種方向性的制約，所以能量的利用是有條件的，也是有代價(jià)的,通過以上分析我們知道了：,質(zhì)量為m的物體下落過程中，經(jīng)過高度h1處速度為v1，下落至高度h2處速度為v2，空氣阻力恒為f ，分析由h1下落到h2過程中機(jī)械能的變化。,分析：根據(jù)動(dòng)能定理，有,功能原理介紹：,下

6、落過程中重力對(duì)物體做功，重力做功在數(shù)值上等于物體重力勢(shì)能的變化量。取地面為參考平面，有：,由以上兩式可以得到：,功能關(guān)系功能原理,除了重力和彈力外，其他力對(duì)物體系所做的功等于物體系機(jī)械能的變化,注意： 功是能量轉(zhuǎn)化的量度，做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程。 功是過程量；能是狀態(tài)量,當(dāng)W外0時(shí)，E0，機(jī)械能增加,當(dāng)W外0時(shí)，E0，機(jī)械能減少,學(xué)以致用,下列說法中正確的是（ ） 不同形式能量的轉(zhuǎn)化是通過做功來實(shí)現(xiàn)的 做功的過程總是伴隨著能量的轉(zhuǎn)化（或轉(zhuǎn)移） 某種形式的能量增加10J，一定有其他形式的能量減少10J 某個(gè)物體的能量減少10J，一定有其他物體的能量增加10J,ABCD,學(xué)以致用,一個(gè)物體沿

7、粗糙斜面勻速滑下，則下列說法正確的是（） A、物體機(jī)械能不變，內(nèi)能也不變 B、物體機(jī)械能減小，內(nèi)能不變 C、物體機(jī)械能減小，內(nèi)能增大，機(jī)械能與內(nèi)能總量減小 D、物體機(jī)械能減小，內(nèi)能增大，機(jī)械能與內(nèi)能總量不變,D,學(xué)以致用,一質(zhì)量均勻、不可伸長(zhǎng)的繩索，重為G，A、B兩端固定在天花板上，如圖所示?，F(xiàn)在最低點(diǎn)C處施加一豎直向下的力，將最低點(diǎn)緩慢拉至D點(diǎn)。在此過程中，繩的重心位置（ ） A. 逐漸升高 B. 逐漸降低 C. 先降低后升高 D. 始終不變,A,解析 外力對(duì)繩索做功，繩索的機(jī)械能增加。由于繩索的動(dòng)能不變，增加的必是重力勢(shì)能，重力勢(shì)能增加是重心升高的結(jié)果。正確選項(xiàng)為A。,點(diǎn)悟： 本題繩索重心的具體位置很難確定，且往往會(huì)錯(cuò)誤地認(rèn)為：外力將繩索向下拉，繩索的重心會(huì)逐漸降低。這里，我們應(yīng)用功能原理，對(duì)問題作出正確的判斷。,功和能是緊密聯(lián)系的，功和能的關(guān)系在力學(xué)領(lǐng)域主要有哪幾種表現(xiàn)形式？,在力學(xué)領(lǐng)域中功能關(guān)系的主要形式有： （1）重力做功等于重力勢(shì)能變化量的負(fù)值,即 彈簧彈力做的功等于彈性勢(shì)能變化量的負(fù)值,即 （2）外力做的總功等于物