《2018-2019學(xué)年高中物理 第四章 機(jī)械能和能源 第六節(jié) 能量的轉(zhuǎn)化與守恒課件 粵教版必修2.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中物理 第四章 機(jī)械能和能源 第六節(jié) 能量的轉(zhuǎn)化與守恒課件 粵教版必修2.ppt（38頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第六節(jié)能量的轉(zhuǎn)化與守恒,第四章機(jī)械能和能源,內(nèi)容索引,,自主預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)新知夯實(shí)基礎(chǔ),重點(diǎn)探究啟迪思維探究重點(diǎn),達(dá)標(biāo)檢測檢測評(píng)價(jià)達(dá)標(biāo)過關(guān),自主預(yù)習(xí),1.各種形式的能量自然界存在著不同形式的能量.如：、內(nèi)能、、、核能、等2.能量的存在形式多種多樣，不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化.我們所消耗的能量，大部分是輻射到地球后轉(zhuǎn)化而來的.,一、能量轉(zhuǎn)化及守恒定律,機(jī)械能,電能,電磁能,化學(xué)能,太陽能,3.能量轉(zhuǎn)化與守恒定律(1)內(nèi)容：能量既不會(huì)憑空，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式為另一種形式，或者從一個(gè)物體到另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其不變.(2)意義：①揭示了自然界各種運(yùn)動(dòng)形式不僅具有性、而且具有性.②宣布不可能制成.,產(chǎn)生,轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)移,總量,多樣,統(tǒng)一,“第一類永動(dòng)機(jī)”,二、能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性,在整個(gè)自然界中，所有宏觀自發(fā)過程都具有單向性，都有一定的性，都是一種不可逆過程.(1)熱傳導(dǎo)的方向性.兩個(gè)溫度不同的物體相互接觸時(shí)，熱量會(huì)自發(fā)地從高溫物體傳給物體，結(jié)果使高溫物體的溫度降低，低溫物體的溫度升高.(2)機(jī)械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性.機(jī)械能是可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的，但在任何情況下都不可能把從高溫?zé)嵩次盏臒崃咳哭D(zhuǎn)變?yōu)橛杏玫臋C(jī)械功，而且工作物質(zhì)本身又回到原來的狀態(tài)，即內(nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而不引起其他變化.,方向,低溫,全部,答案,即學(xué)即用1.判斷下列說法的正誤.(1)機(jī)械能守恒定律是能量守恒定律的一種特殊形式.()(2)在利用能源的過程中，能量在數(shù)量上并未減少.()(3)內(nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其他變化.(),√,√,√,2.質(zhì)量為0.4kg的皮球，從離地面高0.5m處自由落下，與地面碰撞后以2m/s的速度反彈，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2，碰撞時(shí)損失的機(jī)械能為______，損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為____能.,答案,1.2J,內(nèi),重點(diǎn)探究,1.在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，計(jì)算發(fā)現(xiàn)，重物減少的重力勢能的值總大于增加的動(dòng)能的值，即機(jī)械能的總量在減少.機(jī)械能減少的原因是什么？減少的部分機(jī)械能是消失了嗎？,,一、對(duì)能量守恒定律的理解,答案,答案機(jī)械能減少的原因是由于要克服摩擦阻力和空氣阻力做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能.不是.,2.請(qǐng)說明下列現(xiàn)象中能量是如何轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的？(1)植物進(jìn)行光合作用.答案光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能(2)放在火爐旁的冰融化變熱.答案內(nèi)能由火爐轉(zhuǎn)移到冰(3)電流通過燈泡，燈泡發(fā)光.答案電能轉(zhuǎn)化為光能,答案,1.適用范圍：能量守恒定律是貫穿物理學(xué)的基本規(guī)律，是各種自然現(xiàn)象中普遍適用的一條規(guī)律.2.對(duì)能量守恒定律的理解某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加，且減少量和增加量一定相等.某個(gè)物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等.,知識(shí)深化,例1(多選)從光滑斜面上滾下的物體，最后停止在粗糙的水平面上，則A.在斜面上滾動(dòng)時(shí)，只有動(dòng)能和勢能的相互轉(zhuǎn)化B.在斜面上滾動(dòng)時(shí)，有部分勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C.在水平面上滾動(dòng)時(shí)，總能量正在消失D.在水平面上滾動(dòng)時(shí)，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，總能量守恒,答案,解析,√,√,解析在斜面上滾動(dòng)時(shí)，只有重力做功，只發(fā)生動(dòng)能和勢能的相互轉(zhuǎn)化；在水平面上滾動(dòng)時(shí)，有摩擦力做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，總能量是守恒的，故選A、D.,,二、能量守恒定律的應(yīng)用,1.能量守恒定律的表達(dá)式(1)從不同狀態(tài)看，E初＝E末.(2)從能的轉(zhuǎn)化角度看，ΔE增＝ΔE減.(3)從能的轉(zhuǎn)移角度看，ΔEA增＝ΔEB減.2.能量守恒定律應(yīng)用的關(guān)鍵步驟(1)明確研究對(duì)象和研究過程.(2)找全參與轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的能量，明確哪些能量增加，哪些能量減少.(3)列出增加量和減少量之間的守恒式.,例2如圖1所示，皮帶的速度是3m/s，兩圓心的距離s＝4.5m，現(xiàn)將m＝1kg的小物體輕放在左輪正上方的皮帶上，物體與皮帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.15，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)皮帶將物體從左輪運(yùn)送到右輪正上方時(shí)，求：(g取10m/s2)(1)小物體獲得的動(dòng)能Ek；,圖1,答案4.5J,解析設(shè)小物體與皮帶達(dá)到共同速度時(shí)，物體相對(duì)地面的位移為s′.,答案,解析,(2)這一過程摩擦產(chǎn)生的熱量Q；,答案4.5J,解析由μmg＝ma得a＝1.5m/s2，由v＝at得t＝2s，則Q＝μmg(vt－s′)＝0.15110(6－3)J＝4.5J.,答案,解析,(3)這一過程電動(dòng)機(jī)消耗的電能E.,答案9J,解析由能量守恒知E＝Ek＋Q＝4.5J＋4.5J＝9J.,針對(duì)訓(xùn)練1一彈珠彈射玩具模型如圖2所示，水平粗糙管AB內(nèi)裝有一輕彈簧，左端固定.豎直放置光滑管道BCD，其中CD為半徑R＝0.1m的四分之一圓周，C點(diǎn)與地面間的高度H＝0.1m，用質(zhì)量m1＝0.2kg的彈珠(可看成質(zhì)點(diǎn))將彈簧緩慢壓縮到某一確定位置M，彈珠與彈簧不固連.由靜止釋放后彈珠恰能停在D點(diǎn).用同種材料、質(zhì)量m2＝0.1kg的彈珠仍將彈簧緩慢壓縮到M點(diǎn)再由靜止釋放，彈珠由D點(diǎn)飛出后落在與D點(diǎn)正下方D′點(diǎn)相距x＝0.8m處.g取10m/s2.求：(1)彈珠m2從D點(diǎn)飛出時(shí)的速度大??；,答案,解析,圖2,答案4m/s,解析彈珠m2由D點(diǎn)飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)，,得t＝0.2s,(2)彈簧被緩慢壓縮到M點(diǎn)時(shí)儲(chǔ)存的彈性勢能；,答案,答案1.6J,解析研究彈珠從釋放到D點(diǎn)的過程，由能量守恒定律得：釋放m1的過程，有Ep＝μm1gx′＋m1g(H＋R)釋放m2的過程，,解析,解得Ep＝1.6J,(3)保持彈珠m2仍將彈簧緩慢壓縮到M點(diǎn)，改變H的高度，從D點(diǎn)飛出后落在與D點(diǎn)正下方D′點(diǎn)距離x是不同的，求x的最大值.,答案,答案1m,解析由能量守恒定律：,解析,由基本不等式得xm＝1m,在涉及彈性勢能等多種形式的能量轉(zhuǎn)化問題中，用能量守恒的思想解題可以化繁為簡.,,三、功能關(guān)系的理解與應(yīng)用,1.功能關(guān)系概述(1)不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化是通過做功實(shí)現(xiàn)的，做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程.(2)功是能量轉(zhuǎn)化的量度.做了多少功，就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化.,2.功與能的關(guān)系：由于功是能量轉(zhuǎn)化的量度，某種力做功往往與某一種具體形式的能量轉(zhuǎn)化相聯(lián)系，具體功能關(guān)系如下表：,,例3如圖3所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓弧軌道，半徑OA水平、OB豎直，一個(gè)質(zhì)量為m的小球自A的正上方P點(diǎn)由靜止開始自由下落，小球沿軌道到達(dá)最高點(diǎn)B時(shí)恰好對(duì)軌道沒有壓力.已知AP＝2R，重力加速度為g，則小球從P到B的運(yùn)動(dòng)過程中A.重力做功2mgRB.機(jī)械能減少mgRC.合外力做功mgRD.克服摩擦力做功mgR,圖3,答案,解析,√,解析重力做功與路徑無關(guān)，所以WG＝mgR，選項(xiàng)A錯(cuò)；,克服摩擦力做的功等于機(jī)械能的減少量，故選項(xiàng)D對(duì).,應(yīng)用功能關(guān)系解題的關(guān)鍵應(yīng)用功能關(guān)系解題的關(guān)鍵是深刻理解不同功能關(guān)系的含義：(1)重力做功是物體重力勢能變化的原因，重力做多少功，重力勢能就減少多少；(2)彈力做功是彈簧彈性勢能變化的原因，彈力做多少功，彈性勢能就減少多少；(3)合力做功是物體動(dòng)能變化的原因，合力做多少功，動(dòng)能就增加多少；(4)除重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力之外的其他力做功是機(jī)械能變化的原因，其他力做多少功，機(jī)械能就增加多少.,針對(duì)訓(xùn)練2(多選)如圖4所示，質(zhì)量為m的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))以某一速度從A點(diǎn)沖上傾角為30的固定斜面，其運(yùn)動(dòng)的加速度大小為g，此物體在斜面上上升的最大高度為h，則在這個(gè)過程中物體,答案,解析,圖4,√,√,解析這個(gè)過程中重力勢能增加了mgh，故A錯(cuò)誤；,達(dá)標(biāo)檢測,1,2,3,1.(能源的利用)關(guān)于能源的開發(fā)和應(yīng)用，下列說法中正確的是A.能源應(yīng)用的過程就是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程B.化石能源的能量歸根結(jié)底來自于太陽能，因此化石能源永遠(yuǎn)不會(huì)枯竭C.在廣大的農(nóng)村推廣沼氣意義重大，既變廢為寶，減少污染，又大量節(jié)約能源D.隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，煤炭資源將取之不盡、用之不竭,答案,解析,4,√,1,2,3,解析能源應(yīng)用過程并不單純是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程，各種轉(zhuǎn)化形式均可為人類服務(wù)，A錯(cuò)誤；化石能源的能量雖然來自太陽能，但要經(jīng)過數(shù)億年的地質(zhì)演變才能形成，且儲(chǔ)量有限，為不可再生能源，B錯(cuò)誤；在廣大農(nóng)村推廣沼氣對(duì)改善農(nóng)村環(huán)境、節(jié)約能源意義重大，功在當(dāng)代，利在千秋，C正確；無論技術(shù)先進(jìn)與否，煤炭資源不可能取之不盡、用之不竭，D錯(cuò)誤.,4,2.(功能關(guān)系)如圖5所示，在高臺(tái)跳水比賽中，質(zhì)量為m的跳水運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入水中后受到水的阻力(包含浮力)而豎直向下做減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)水對(duì)她的阻力大小恒為F，則在她減速下降深度為h的過程中，下列說法正確的是(g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?A.她的動(dòng)能減少了FhB.她的重力勢能減少了mghC.她的機(jī)械能減少了(F－mg)hD.她的機(jī)械能減少了mgh,答案,1,2,3,4,√,圖5,3.(功能關(guān)系)(多選)如圖6所示，質(zhì)量為M的木塊放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的子彈(可視為質(zhì)點(diǎn))以速度v0沿水平方向射中木塊，并最終留在木塊中與木塊一起以速度v運(yùn)動(dòng).已知當(dāng)子彈相對(duì)木塊靜止時(shí)，木塊前進(jìn)距離為l，子彈進(jìn)入木塊的深度為d，若木塊對(duì)子彈的阻力f視為恒定，則下列關(guān)系式中正確的是,答案,1,2,3,4,圖6,解析,√,√,√,解析畫出運(yùn)動(dòng)過程示意圖，從圖中不難看出，當(dāng)木塊前進(jìn)距離為l，子彈進(jìn)入木塊的深度為d時(shí)，子彈相對(duì)于地面發(fā)生的位移為l＋d.由牛頓第三定律知，子彈對(duì)木塊的作用力大小也為f.子彈對(duì)木塊的作用力對(duì)木塊做正功，,木塊對(duì)子彈的作用力對(duì)子彈做負(fù)功，,所以，選項(xiàng)A、C、D正確.,1,2,3,4,4.(能量守恒定律的應(yīng)用)如圖7所示，一物體質(zhì)量m＝2kg，在傾角θ＝37的斜面上的A點(diǎn)以初速度v0＝3m/s下滑，A點(diǎn)距彈簧上端B的距離AB＝4m.當(dāng)物體到達(dá)B后將彈簧壓縮到C點(diǎn)，最大壓縮量BC＝0.2m，然后物體又被彈簧彈上去，彈到最高位置為D點(diǎn)，D點(diǎn)距A點(diǎn)AD＝3m.擋板及彈簧質(zhì)量不計(jì)，g取10m/s2，sin37＝0.6，cos37＝0.8.求：(小數(shù)點(diǎn)后保留兩位小數(shù))(1)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；,答案,解析,1,2,3,4,答案0.52,圖7,解析物體從開始位置A點(diǎn)到最后D點(diǎn)的過程中，彈性勢能沒有發(fā)生變化，動(dòng)能和重力勢能減少，機(jī)械能的減少量為,1,2,3,4,物體克服摩擦力產(chǎn)生的熱量為Q＝fs②其中s為物體的路程，即s＝5.4mf＝μmgcos37③由能量守恒定律可得ΔE＝Q④由①②③④式解得μ≈0.52.,(2)彈簧的最大彈性勢能Epm.,1,2,3,4,答案24.46J,解析物體由A到C的過程中，動(dòng)能減小ΔEk＝mv02⑤重力勢能減少ΔEp′＝mglACsin37⑥摩擦生熱Q′＝flAC＝μmgcos37lAC⑦由能量守恒定律得彈簧的最大彈性勢能為Epm＝ΔEk＋ΔEp′－Q′⑧聯(lián)立⑤⑥⑦⑧解得Epm≈24.46J.,答案,解析,