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,第七章：機(jī)械能守恒定律,第 10 節(jié)：能量守恒定律與能源,,1,能量,我們已經(jīng)知道的能量形式,機(jī)械能（重力勢能、彈性勢能、動(dòng)能） 風(fēng)能、電能、光能、內(nèi)能、核能、 生物能、化學(xué)能、太陽能,2,能量轉(zhuǎn)化,各種形式的是可以相互轉(zhuǎn)化的,食物具有化學(xué)能，我們的身體把這種化學(xué)能轉(zhuǎn)化成為維持生命所必須的內(nèi)能和機(jī)械能。,3,水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,能量之間的相互轉(zhuǎn)化,4,能量之間的相互轉(zhuǎn)化,太陽能轉(zhuǎn)化為電能,太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,5,內(nèi)燃機(jī)車：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,能量之間的相互轉(zhuǎn)化,6,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下相互轉(zhuǎn)化,能量之間的相互轉(zhuǎn)化,7,量轉(zhuǎn)化與守恒定律,說明下列過程中能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移情況 人在跑步時(shí)身體發(fā)熱 風(fēng)吹動(dòng)帆船前進(jìn) 放在火爐旁的冷水變熱 電流通過燈泡，燈泡發(fā)光 植物進(jìn)行光合作用,8,ΔE增 ＝ ΔE減,一、能量守恒定律,1. 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)移到別的物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中，能量的總量保持不變。,2. 表達(dá)式：E初 ＝ E終,9,3. 功能關(guān)系,不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化是通過做功實(shí)現(xiàn)的。,重力勢能的變化,重力做功,合外力做功,動(dòng)能的變化,彈簧彈力做功,彈性勢能的變化,10,4. 除重力(彈力)外，其他外力對物體所做的總功 W其他 等于物體機(jī)械能的變化量 ΔE。,W其他 = ΔE,當(dāng) W其他 ＞ 0 時(shí)，ΔE ＞ 0，機(jī)械能增加 當(dāng) W其他 ＜ 0 時(shí)，ΔE ＜ 0，機(jī)械能減少,做了多少功就有多少能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，即功是能量轉(zhuǎn)化的量度。,11,第一類永動(dòng)機(jī),永動(dòng)機(jī)是一類想象中的不需外界輸入能源、能量或在僅有一個(gè)熱源的條件下便能夠不斷運(yùn)動(dòng)并且對外做功的機(jī)械。 第一類永動(dòng)機(jī) 不消耗能量而能永遠(yuǎn)對外做功的機(jī)器，稱為“第一類永動(dòng)機(jī)”,12,達(dá)芬奇裝置,,在轉(zhuǎn)輪邊沿安裝一系列的容器，容器中充了一些水銀，他想水銀在容器中移動(dòng)有可能使轉(zhuǎn)輪永遠(yuǎn)地轉(zhuǎn)動(dòng)，,但是經(jīng)過仔細(xì)研究之后，得出了否定的結(jié)論。他從許多類似的設(shè)計(jì)方案中認(rèn)識(shí)到永動(dòng)機(jī)的嘗試是注定要失敗的。,13,量守恒定律最后確立的兩類重要事實(shí)是什么?,確立了永動(dòng)機(jī)的不可能性和發(fā)現(xiàn)了各種自然現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系與轉(zhuǎn)化．,歷史上有很多人不相信能量守恒定律的人，挖空心思想發(fā)明一種不消耗能量，卻能不斷對外做功的機(jī)器——永動(dòng)機(jī)，你認(rèn)為它一旦轉(zhuǎn)動(dòng)起來就能永遠(yuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)起來嗎？,17～18世紀(jì)許多機(jī)械專家就已經(jīng)論證了永動(dòng)機(jī)是不可能的 法國科學(xué)院在1775年就正式?jīng)Q定，不再研究和試驗(yàn)任何永動(dòng)機(jī),14,總結(jié),各種永動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)方案的失敗，制造永動(dòng)機(jī)美好夢想的破滅，對于每一個(gè)尋找永動(dòng)機(jī)的人是一個(gè)不小的打擊。但是，反思這一失敗的探索過程，它從反面給人類以啟迪。 追尋永動(dòng)機(jī)的失敗經(jīng)歷，可以給我們兩點(diǎn)啟示：首先，失敗的經(jīng)歷也有積極的科學(xué)研究價(jià)值，永動(dòng)機(jī)的種種設(shè)計(jì)方案的失敗，引起了人們的反思，啟發(fā)了能量轉(zhuǎn)化和守恒的思想，成為能量轉(zhuǎn)化和守恒原理建立的思考線索之一；其次，要依據(jù)科學(xué)規(guī)律辦事。,15,1. 一質(zhì)量為 1 kg 的物體被人用手以 2 m/s 的速度豎直向 上勻速提升 1 m，則下列說法正確的是 ( ) A. 物體上升過程中機(jī)械能守恒 B. 物體的機(jī)械能增加 10 J C. 合外力對物體做功 2 J D. 物體克服重力做功 2 J,B,16,二、能源和能量耗散,2. 人類利用能源大致經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)期,1. 能源：指能夠提供可利用能量的物質(zhì)。,17,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)化具有方向性,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。但是在可利用的品質(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。,18,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,19,2. 下列對能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的認(rèn)識(shí)正確的是 ( ) A. 某種形式的能量減少，一定存在其他形式的能量增加 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,20,1. 下列說法中正確的是 ( ) A. 不同形式能量的轉(zhuǎn)化是通過做功來實(shí)現(xiàn)的 B. 做功的過程總是伴隨著能量的轉(zhuǎn)化（或轉(zhuǎn)移） C. 某種形式的能量增加 10 J，一定有其他形式的能量 減少 10 J D. 某個(gè)物體的能量減少 10 J，一定有其他物體的能量 增加 10 J,ABCD,21,2. 自由擺動(dòng)的秋千幅度越來越小，直至最后停止擺動(dòng)， 對于該過程，下列說法正確的是 ( ) A. 機(jī)械能守恒 B. 能量正在消失 C. 減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D. 只有動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化,C,22,3. 一小孩從公園中粗糙的滑梯上自由加速滑下，其能量的變化情況是 ( ) A. 重力勢能減小，動(dòng)能不變，機(jī)械能減小，總能量減小 B. 重力勢能減小，動(dòng)能增加，機(jī)械能減小，總能量不變 C. 重力勢能減小，動(dòng)能增加，機(jī)械能增加，總能量增加 D. 重力勢能減小，動(dòng)能增加，機(jī)械能守恒，總能量不變,B,23,