教科版高中物理必修2课件：4.6 能源的开发与利用 .pptx

1、第四章第四章 机械能和能源机械能和能源 4.6 4.6 能源能源的开发与利用的开发与利用 学习目标定位 了解各种不同形式的能，知道能量守恒定律确立的两 类重要事实. 能够叙述能量守恒定律的内容，会用能量守恒的观点 分析、解释一些实际问题. 了解能源的开发和利用，知道能量短缺和环境恶化问 题，增强节约能源和环境保护意识. 学习探究区 一、能量守恒定律 二、能源的利用和新能源的开发 三、功能关系的理解 一、能量守恒定律 1在验证机械能守恒定律的实验中，重物带着纸带下落时，计算结果发 现，减少的重力势能的值大于增加的动能的值，即机械能的总量在减少 原因就是存在纸带和打点计时器之间的摩擦力和空气的阻力

2、等是不是考 虑了各种摩擦和阻力后这部分能量就消失了呢？ 问题设计 它转化成了机械能以外的其他形式的能量；实 质上都是其他形式的能与机械能相互转化的过 程，在转化的过程中，能的总量是不变的 答案答案不是 除重力之外还 有摩擦力做功 机械能守恒定律是能量守 恒定律的一种特殊情况 一、能量守恒定律 2请说明下列现象中能量是如何转化的？ 问题设计 (1)植物进行光合作用 (2)放在火炉旁的冰融化变热 (3)电流通过灯泡，灯泡发光 光能转化 为化学能 内能由火炉 转移到冰 电能转化 为光能 1 1能量守恒定律的理解能量守恒定律的理解 要点提炼 相等 某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和

3、增加 量一定 某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量 和增加量一定 2 2能量守恒定律的表达式能量守恒定律的表达式 (1)从不同状态看，E初E终 (2)从能的转化角度看，E增E减 (3)从能的转移角度看，EA增EB减 相等 2能源利用方式的改进极大地提高了劳动生产率，给人类的生活带 来了极大的改善， 的利用和 的诞生引起了产业革命但 能源的大量使用引起了环境问题 二、能源的利用和新能源的开发 1人类对能源的利用大致经历了三个时期，即 时期、 时期、 _时期自工业革命以来，煤和石油成为人类的主要能源石油 柴草煤炭 煤炭蒸汽机 3新能源开发 (1)正在开发的新能源有风能、海洋能、

4、太阳能、地热能、氢能、生物 质能及核聚变能等 (2)在合理开发和节约使用煤、石油、天然气等常规能源的同时，要大 力开发核聚变能、太阳能、风能、地热能、海洋能等新能源 三、功能关系的理解 (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 的过程； 1 1功功和能的关系可以从以下两个方面来理解：和能的关系可以从以下两个方面来理解： (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 来量度 转化 做功的多少 三、功能关系的理解 功能的变化表达式 重力做功正功重力势能减少重力势 能变化 WGEp _负功重力势能增加 弹力做功正功弹性势能减少弹性势 能变

5、化 W弹Ep _负功弹性势能增加 合力做功正功动能增加动能变 化 W合Ek _负功动能减少 除重力(或系统内弹力)外其他力做功正功机械能增加机械能 变化 W其他E _负功机械能减少 两物体间滑动摩擦力对物体系统做功内能变化fx相对Q 2 2常用常用的几种功能关系的几种功能关系 Ep1Ep2 Ep1Ep2 Ek2Ek1 E2E1 注意 功和能的 本质不同， 并且功和能 也不能相互 转化，而只 能是通过做 功实现能量 的转化 一、对能量守恒定律的理解 典例精析 例1 下列关于能量守恒定律的 认识正确的是( ) A某种形式的能减少，一定存 在其他形式的能增加 B某个物体的能量减少，必然 有其他物体的

6、能量增加 C不需要任何外界的动力而持 续对外做功的机械永动机不 可能制成 D石子从空中落下，最后静止 在地面上，说明机械能消失了 ABC 返回 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失 只能从一种形式转化为其他形式 或者从一个物体转移到其他物体 不输入能量 输出能量 碰撞生热 不遵循能量的转化与守恒定律 能量守恒定律： 二、能量守恒定律的应用 典例精析 例2 如图所示，一个粗细均匀 的U形管内装有同种液体，液体 质量为m.在管口右端用盖板A密 闭，两边液面高度差为h，U形 管内液体的总长度为4h，拿去盖 板，液体开始运动，由于管壁的 阻力作用，最终管内液体停止运 动，则该过程中产生的内能为( ) A

7、. mgh B. mgh C. mgh D. mgh A 返回 重力势能转化为内能 例3 如图所示，在光滑的水平面上 ，有一质量为M的长木块以一定的初 速度向右匀速运动，将质量为m的小 铁块无初速度地轻放到长木块右端， 小铁块与长木块间的动摩擦因数为 ，当小铁块在长木块上相对长木块滑 动L时与长木块保持相对静止，此时 长木块对地的位移为l，求这个过程中 (1)系统产生的热量； (2)小铁块增加的动能； (3)长木块减少的动能； (4)系统机械能的减少量 典例精析 三、对功能关系的理解和应用 返回 解析解析 L l (1)系统产生的热量 (2)根据动能定理 (3)根据动能定理 即长木块减少的动能

8、mgl. 能量守恒 (4)系统机械能减少 针对训练 一质量为1 kg的物体 被人用手以2 m/s的速度竖直向上 匀速提升1 m，则下列说法正确 的是(g取10 N/kg)( ) A物体上升过程中机械能守恒 B物体的机械能增加10 J C合外力对物体做功2 J D物体克服重力做功2 J 典例精析 三、对功能关系的理解和应用 返回 解析解析 重力势能增加 动能不变 机械能增加 课堂要点小结 返回 一、能量守恒定律的表达式 E初E终或E增E减或EA增EB减 二、能源的利用和新能源的开发 三、功能关系的理解 1功是能量转化的量度 2常用的几种功能关系 自我检测区 1234 1(对能量守恒定律的理解)利

9、用 能源的过程实质上是( ) A能量的消失过程 B能量的创造过程 C能量不守恒的过程 D能量转化或转移并且耗散的 过程 D 1234 解析解析 燃气灶烧水 电磁炉烧水 散失的能量变为 周围环境的内能 2(能量守恒定律的应用)一颗子弹以 某一速度击中静止在光滑水平面上的 木块，并从中穿出，对于这一过程， 下列说法正确的是( ) A子弹减少的机械能等于木块增加 的机械能 B子弹和木块组成的系统机械能的 损失量等于系统产生的热量 C子弹减少的机械能等于木块增加 的动能与木块增加的内能之和 D子弹减少的机械能等于木块增加 的动能与木块和子弹增加的内能之和 BD 1234 解析解析 减速 加速 减少的能

10、量：子弹的动能 增加的能量：木块的动能 摩擦生热 3(对功能关系的理解)某人将重物 由静止开始举高h，并使物体获得 速度v，则下列说法中不正确的是( ) A物体所受合外力对它做的功等 于物体动能的增加 B此人对物体做的功等于物体动 能和重力势能的增加量 C物体所受合外力做的功等于物 体动能和重力势能的增加量 D克服重力做的功等于物体重力 势能的增加量 C 1234 解析解析 动能定理 功能关系 重力做负功重力势能增加 C 除重力意外其他力做功 等于物体机械能变化 4(功能关系的应用)如图所示，斜 面的倾角为，质量为m的滑块距挡 板P的距离为x0，滑块以初速度v0沿 斜面上滑，滑块与斜面间的动摩擦 因数为，滑块所受摩擦力小于重 力沿斜面向下的分力若滑块每次 与挡板相碰均无机械能损失，求滑 块经过的总路程 1234 滑块重力势能： 解析解析 动能： 滑块最终停 在斜面底端 摩擦生热：