高中物理7-10能量守恒定律與能源48張
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各種形式的能都可以互相轉(zhuǎn)化,你能說(shuō)出下列現(xiàn)象(見下圖)中,能是如何轉(zhuǎn)化的嗎?,1.我們可以從千差萬(wàn)別的各種自然現(xiàn)象中抽象出一個(gè)共通的量——________,這說(shuō)明不同的運(yùn)動(dòng)形式在相互轉(zhuǎn)化中有________確定關(guān)系. 2.導(dǎo)致能量守恒定律最后確立的兩類重要事實(shí)是:______________和______________. 3.能量既不會(huì)____,也不會(huì)創(chuàng)生,它只會(huì)________,或者_(dá)____________,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中,__________________.這就是能量守恒定律.,4.燃料燃燒時(shí)一旦把自己的熱量釋放出去,它就不會(huì)再次____________供人類重新利用;電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為________,它又通過(guò)燈泡轉(zhuǎn)化成________和________,熱和光被其他物質(zhì)吸收之后變成周圍環(huán)境的________,我們也無(wú)法把這些______________重新利用.這種現(xiàn)象叫做____________. 5.能量的耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中宏觀過(guò)程的________.能源的利用受____________制約,所以能源的利用是有條件的,也是有代價(jià)的.,答案:1.能量 數(shù)量上的 2.確認(rèn)了永動(dòng)機(jī)的不可能性 發(fā)現(xiàn)了各種自然現(xiàn)象之間相互聯(lián)系與轉(zhuǎn)化 3.消滅 從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式 從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體 能量的總量保持不變 4.自動(dòng)聚集起來(lái) 電能 內(nèi)能 光能 內(nèi)能 內(nèi)能收集起來(lái) 能量的耗散 5.方向性 這種方向性的,(1)一個(gè)物體能夠?qū)ν庾龉?,我們就說(shuō)這個(gè)物體具有能量. (2)能量有各種不同的形式.運(yùn)動(dòng)的物體具有動(dòng)能;被舉高的重物具有重力勢(shì)能;發(fā)生彈性形變的物體具有彈性勢(shì)能.另外自然界中還存在如化學(xué)能、電能、光能、太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能、原子能等等不同形式的能. 不同的能與物體的不同運(yùn)動(dòng)形式相對(duì)應(yīng),如機(jī)械能對(duì)應(yīng)機(jī)械運(yùn)動(dòng);內(nèi)能與大量微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng).,(1)能量既不會(huì)消滅,也不會(huì)創(chuàng)生,它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中,能量的總量保持不變.這個(gè)規(guī)律叫做能量守恒定律. (2)能量守恒定律的重要意義 ①能量守恒定律是普遍適用的.對(duì)宏觀世界與微觀世界、高速運(yùn)動(dòng)與低速運(yùn)動(dòng)等都成立.,②能量守恒定律反映了自然現(xiàn)象的普遍聯(lián)系,提醒人們自然科學(xué)是相互聯(lián)系的,相互統(tǒng)一的.能量守恒定律對(duì)人類認(rèn)識(shí)自然、改造自然起著重要的指導(dǎo)作用. ③能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律是19世紀(jì)自然科學(xué)中三大發(fā)現(xiàn)之一.,(2010·眉山高一檢測(cè))如圖所示,一小孩從公圖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(shì)能減小,動(dòng)能不變,機(jī)械能減小,總能量減小 B.重力勢(shì)能減小,動(dòng)能增加,機(jī)械能減小,總能量不變 C.重力勢(shì)能減小,動(dòng)能增加,機(jī)械能增加,總能量增加 D.重力勢(shì)能減小,動(dòng)能增加,機(jī)械能守恒,總能量不變 答案:B,解析:由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律可知,小孩在下滑過(guò)程中總能量守恒,故A、C均錯(cuò);由于摩擦力要做負(fù)功,機(jī)械能不守恒,故D錯(cuò);下滑過(guò)程中重力勢(shì)能向動(dòng)能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化,故只有B正確.,(1)概念:能夠提供可利用能量的物質(zhì),都可以稱為能源. (2)分類 ①?gòu)娜祟愰_發(fā)能源的歷史劃分 常規(guī)能源:煤、石油、天然氣等; 新能源:核能、太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能等?②從使用分類 一次能源:未經(jīng)人工加工的能源,如煤、石油、天然氣、水能、風(fēng)能、生物能、海洋能等. 二次能源:從一次能源直接或間接轉(zhuǎn)化來(lái)的能源.如:電能、氫能、焦炭. ③從能否再生分類: 可再生能源:水能、風(fēng)能等; 不可再生資源:石油、煤等.,④從對(duì)環(huán)境的影響分類: 清潔能源(也稱“綠色環(huán)保”能源):太陽(yáng)能、風(fēng)能等; 非清潔能源:煤、石油、天然氣等.,(1)自然界中自發(fā)的能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性. ①熱量可以自發(fā)的由高溫物體傳遞給低溫物體,但不能自發(fā)的由低溫物體傳給高溫物體. ②冒起的煤煙和散開的炭灰不可能又重新組合成一堆煤炭. ③散失到周圍環(huán)境中的內(nèi)能不能回收重新利用. (2)在能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程中,一部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能流散到周圍環(huán)境中,我們無(wú)法把這些內(nèi)能收集起來(lái)重新利用,這種現(xiàn)象叫能量的耗散.,根據(jù)如圖所示的情景,判斷圖中A,B兩臺(tái)機(jī)器,哪臺(tái)是發(fā)電機(jī)?哪臺(tái)是電動(dòng)機(jī)?并描述這一情景中所涉及的能量轉(zhuǎn)化.,答案:B是發(fā)電機(jī),A是電動(dòng)機(jī). 瀑布的水流下來(lái)將水的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,水流推動(dòng)水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)B轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電,是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電流流經(jīng)電動(dòng)機(jī)A時(shí),又將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能.,(1)表達(dá)式ΔE1減=ΔE2增 (2)含義 ①某種形式的能減少,一定存在其他形式的能增加,且減少量一定和增加量相等. ②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.,(3)應(yīng)用步驟 ①分清多少種形式的能(如機(jī)械能、熱能、電能等)在變化. ②分別列出減少的能量ΔE減和增加的能量ΔE增的表達(dá)式. ③依據(jù)能量守恒列式求解.,特別提醒: 能量守恒定律表達(dá)式中雖然沒(méi)有出現(xiàn)功,但功是能量轉(zhuǎn)化的量度.能量變化中也體現(xiàn)功的本質(zhì)及做功多少.,豎直向上的恒力F作用在質(zhì)量為m的物體A上,使A從靜止開始運(yùn)動(dòng)升高h(yuǎn),速度達(dá)到v,在這個(gè)過(guò)程中,設(shè)阻力恒為F阻.則下列表述正確的是( ),解析:對(duì)于上面提出的各項(xiàng)問(wèn)題,應(yīng)從能的轉(zhuǎn)化與守恒的角度去認(rèn)識(shí),在自然界,能的形態(tài)是多種多樣的,有機(jī)械能(包括動(dòng)能和勢(shì)能,勢(shì)能又包括重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能)、內(nèi)能、電勢(shì)能等.各種形態(tài)的能之間是可以相互轉(zhuǎn)化的,這是大家熟知的事實(shí),問(wèn)題是各種形態(tài)的能之間是如何轉(zhuǎn)化的.,答案:CE 點(diǎn)評(píng):由此題可以總結(jié)出在解決綜合性習(xí)題時(shí),切入點(diǎn)可以選擇在物體受力上,從分析物體受力入手,或是分析物體的能量變化,從能量入手,從而抓住各個(gè)物理量間的相互關(guān)系,給出解答.,(2010·福建六校高一檢測(cè))如圖,木塊m放在光滑的水平面上,一顆子彈水平射入木塊中,子彈受到的平均作用力為f,射入深度為d,此過(guò)程中木塊移動(dòng)了s,則( ) A.子彈損失的動(dòng)能為fs B.木塊增加的動(dòng)能為f(s+d) C.子彈動(dòng)能的減少等于木塊動(dòng)能的增加 D.子彈、木塊系統(tǒng)總機(jī)械能的損失為fd,答案:D 解析:子彈克服阻力做功為Wf=f(s+d),子彈損失的動(dòng)能為f(s+d),A錯(cuò);f對(duì)木塊做的功為Wf′=fs,木塊增加的動(dòng)能為fs,B錯(cuò);由功能關(guān)系知,子彈減少的動(dòng)能等于木塊增加的動(dòng)能與子彈和木塊系統(tǒng)增加的內(nèi)能之和,C錯(cuò);子彈和木塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能的損失量等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量等于fd,D正確.,如圖所示是打秋千的示意圖,最初人直立站在踏板上(A點(diǎn)所示),繩與豎直方向成θ角,人的重心到懸點(diǎn)O的距離為L(zhǎng)1;從A點(diǎn)向最低點(diǎn)B運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,人由直立狀態(tài)自然下蹲,在B點(diǎn)人的重心到懸點(diǎn)O的距離為L(zhǎng)2;在最低點(diǎn)處,人突然由下蹲狀態(tài)變成直立狀態(tài)(人的重心到懸點(diǎn)O的距離恢復(fù)為L(zhǎng)1)且保持該狀態(tài)到最高點(diǎn)C.設(shè)人的質(zhì)量為m,踏板和繩的質(zhì)量不計(jì),空氣阻力不計(jì).求:,(1)人剛到最低點(diǎn)B還處于下蹲狀態(tài)時(shí),兩根繩中的總拉力F為多大 ? (2)人到達(dá)左端最高點(diǎn)C時(shí),繩與豎直方向的夾角α為多大?(用反三角函數(shù)表示),解析:以人和踏板組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象,它們從A到B的過(guò)程中,受到拉力和重力的作用,但只有重力做功,所以系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,在B點(diǎn),人突然由下蹲狀態(tài)變成直立狀態(tài),人的動(dòng)能沒(méi)有變化,但人的重力勢(shì)能增加了,人做了功. (1)從A→B的過(guò)程中,系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量:ΔEp=mg(L2-L1cosθ)①,點(diǎn)評(píng):當(dāng)人在最低點(diǎn)時(shí),并非處于平衡狀態(tài),而是由合力提供向心力,在B點(diǎn)時(shí),人突然由下蹲狀態(tài)變成直立狀態(tài),體內(nèi)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成人的機(jī)械能,所以從A到C的過(guò)程中,人的機(jī)械能并不守恒,而是增加了,必須分段求解.蕩秋千可以越蕩越高,同學(xué)們對(duì)于其中的能量轉(zhuǎn)化的分析常感到困惑,所以對(duì)于機(jī)械能的變化與實(shí)際情景相結(jié)合的題目,一定要認(rèn)真分析能量在各個(gè)細(xì)節(jié)過(guò)程的轉(zhuǎn)化.這類與實(shí)際聯(lián)系密切的題應(yīng)是今后高考的重點(diǎn).,能源問(wèn)題也是當(dāng)前的熱門話題,傳統(tǒng)的能源——煤和石油一方面儲(chǔ)量有限,有朝一日將要被開采完畢,另一方面,使用過(guò)程中也帶來(lái)污染,尋找新的、無(wú)污染的能源是人們努力的方向,利用潮汐發(fā)電即是一例. 關(guān)于潮汐,古人說(shuō):“潮者,據(jù)朝來(lái)也;汐者,言夕至也”.如圖表示的是利用潮汐發(fā)電.左方為陸地和海灣,中間為水壩,其下有通道,水經(jīng)通道可帶動(dòng)發(fā)電機(jī),漲潮時(shí),水進(jìn)入海灣,待內(nèi)外水面高度相同,堵住通道(如圖甲所示),潮落至最低時(shí)放水發(fā)電(如圖乙所示);,等內(nèi)外水面高度相同,不再堵住通道,直到下次漲潮至最高點(diǎn),又進(jìn)水發(fā)電(如圖丙所示).設(shè)海灣面積為5.0×108m2,高潮與低潮間高度差為3.0m,則一天內(nèi)水流的平均功率為______________W.,答案:1.0×109,液體能夠沿著很細(xì)的毛細(xì)管上升一段距離而高出原來(lái)的液面,這種現(xiàn)象叫做毛細(xì)現(xiàn)象.棉線浸在煤油中,煤油會(huì)沿著棉線上升一段較大的高度,有人根據(jù)這一現(xiàn)象制造了一臺(tái)可以源源不斷地對(duì)外做功的機(jī)器,如圖所示.,試根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律,分析說(shuō)明這臺(tái)裝置能夠正常工作嗎?若不能正常工作,原因可能出現(xiàn)在哪里? 解析:這臺(tái)裝置不能正常工作.假設(shè)它能正常工作,便意味著這臺(tái)裝置不需要外界的能量而源源不斷地對(duì)外工作,對(duì)外界輸出能量,這違背了能量轉(zhuǎn)化和守恒定律,此裝置成為一臺(tái)永動(dòng)機(jī).煤油能沿棉線上升一個(gè)較大的高度,這是一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí),如果B槽中有煤油便會(huì)向下流動(dòng)沖擊葉輪對(duì)外做功也是無(wú)可置疑的,此裝置不能工作的原因是煤油雖上升到B槽高處,但不能滴落到B槽中.,答案:不能工作.違背能的轉(zhuǎn)化和守恒定律,原因是煤油不能從棉線上滴落. 點(diǎn)評(píng):這是一道考查學(xué)生對(duì)自然現(xiàn)象的觀察能力和應(yīng)用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律分析解決實(shí)際問(wèn)題能力的題目.例如,我們?nèi)菀鬃⒁獾矫?xì)現(xiàn)象,但往往不注意觀察上升的液體是否能從毛細(xì)管中流出.,太陽(yáng)能的儲(chǔ)存一直是個(gè)難題.科學(xué)家發(fā)現(xiàn),鹽水湖被太陽(yáng)曬久了,湖底的溫度會(huì)越來(lái)越高,并難以通過(guò)湖水的對(duì)流將熱散發(fā)出去,而淡水湖不具備這一特點(diǎn).根據(jù)這一特點(diǎn),可以利用鹽水湖來(lái)儲(chǔ)存太陽(yáng)能.你能分析這是為什么嗎?你能根據(jù)這一規(guī)律設(shè)計(jì)出一種儲(chǔ)存太陽(yáng)能的具體方案嗎?(提示:鹽水湖中含鹽量高的湖水密度大,總是留在湖底不會(huì)上浮). 答案:建造一個(gè)具有一定深度的濃度足夠高的鹽水池,使其具有很好的保溫性能,并且在水池底部安裝熱傳導(dǎo)裝置,就可以實(shí)現(xiàn)利用鹽水儲(chǔ)存太陽(yáng)能并且利用這部分儲(chǔ)存太陽(yáng)能為生產(chǎn)生活服務(wù).,在含鹽量高的湖水的表面吸收了太陽(yáng)能之后,部分水分被蒸發(fā),使湖水表面水層含鹽量變大且溫度也隨之升高.由于含鹽量高的湖水密度大,所以這部分密度大、溫度高的表層湖水就會(huì)在重力作用下下沉,將所吸收的部分太陽(yáng)能帶到湖底,使湖底溫度越來(lái)越高.由于湖底鹽水密度大于上部湖水密度,因此湖底的鹽水不會(huì)再向上運(yùn)動(dòng),將熱量散失,這就使得太陽(yáng)能得到儲(chǔ)存.,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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