1、机械守恒定律机械守恒定律第七章第七章第十节能量守恒定律与能源第十节能量守恒定律与能源第七章第七章学习目标定位学习目标定位1课堂情景切入课堂情景切入2知识自主梳理知识自主梳理3重点难点突破重点难点突破4考点题型设计考点题型设计5课课 时时 作作 业业7易错案例剖析易错案例剖析6学习目标定位学习目标定位*理解能量守恒定律，知道这个定律的重要意义理解能量守恒定律，知道这个定律的重要意义*会用能量守恒定律去分析计算有关能量守恒的综合性会用能量守恒定律去分析计算有关能量守恒的综合性问题问题*理解能量耗散，认清节约能源的重要性理解能量耗散，认清节约能源的重要性课堂情景切入课堂情景切入各种形式的能都可以互相
2、转化，你能说出下列现象各种形式的能都可以互相转化，你能说出下列现象(见下见下图图)中，能是如何转化的吗？中，能是如何转化的吗？知识自主梳理知识自主梳理1内容：内容：能量既不会消灭，也不会能量既不会消灭，也不会_，它只会从一种，它只会从一种形式转化为形式转化为_，或者从一个物体转移到，或者从一个物体转移到_，而在转化和转移的过程中，能量的总量而在转化和转移的过程中，能量的总量_。这个规律。这个规律叫做能量守恒定律。叫做能量守恒定律。能量守恒定律能量守恒定律创生创生其他形式其他形式另一个物体另一个物体保持不变保持不变2确立能量守恒定律的两类重要事实确立能量守恒定律的两类重要事实(1)确认了确认了_
3、的不可能性；的不可能性；(2)发现了各种自然现象之间能量的发现了各种自然现象之间能量的_与转化。与转化。3意义：意义：能量守恒定律的建立，是人类认识自然的一次能量守恒定律的建立，是人类认识自然的一次重大飞跃。它是最重大飞跃。它是最_、最、最_、最、最_的自然规的自然规律之一，而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式。律之一，而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式。永动机永动机相互联系相互联系普遍普遍重要重要可靠可靠1能源能源(1)概念：能够提供可概念：能够提供可_的物质，都可以称为能的物质，都可以称为能源。源。(2)人类利用能源大致经历了三个时期：人类利用能源大致经历了三个时期：_时期、时期、_时期
4、、时期、_时期。时期。当今人类使用的主要能源是煤炭和石油。它们的资源有当今人类使用的主要能源是煤炭和石油。它们的资源有限，且大量使用造成环境恶化。限，且大量使用造成环境恶化。_和和_成为成为关系到人类社会能否持续发展的大问题。关系到人类社会能否持续发展的大问题。能源和能量耗散能源和能量耗散利用能量利用能量柴薪柴薪煤炭煤炭石油石油能源短缺能源短缺环境恶化环境恶化2能量耗散能量耗散(1)自然界中自发的能量的转化和转移具有方向性。自然界中自发的能量的转化和转移具有方向性。a热量可以自发的由高温物体传递给热量可以自发的由高温物体传递给_物体，但物体，但不能自发的由低温物体传给不能自发的由低温物体传给_
5、物体。物体。b冒起的煤烟和散开的炭灰冒起的煤烟和散开的炭灰_又重新组合成一又重新组合成一堆煤炭。堆煤炭。c散失到周围环境中的内能不能回收重新利用。散失到周围环境中的内能不能回收重新利用。(2)能量耗散能量耗散在能量的转化过程中，一部分能量转化为在能量的转化过程中，一部分能量转化为_流散到流散到周围环境中，我们无法把这些周围环境中，我们无法把这些_收集起来重新利用，这收集起来重新利用，这种现象叫能量的耗散。种现象叫能量的耗散。低温低温高温高温不可能不可能内能内能内能内能3能源危机的含义能源危机的含义在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在数在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在
6、数量上虽量上虽_，但在可利用品质上，但在可利用品质上_了，从便于了，从便于利用的变成利用的变成_的了。的了。未减少未减少降低降低不便于利用不便于利用重点难点突破重点难点突破一、对功与能的理解一、对功与能的理解1功是能量转化的量度功是能量转化的量度不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的。做功的过不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的。做功的过程就是各种形式的能量之间转化程就是各种形式的能量之间转化(或转移或转移)的过程。且做了多少的过程。且做了多少功，就有多少能量发生转化功，就有多少能量发生转化(或转移或转移)，因此，功是能量转化的，因此，功是能量转化的量度。量度。2常见的几种功能关系常见的
7、几种功能关系功功能量转化能量转化重力做功重力做功重力势能和其他形式的能相互转化重力势能和其他形式的能相互转化弹力做功弹力做功弹性势能和其他形式的能相互转化弹性势能和其他形式的能相互转化合外力做功合外力做功动能和其他形式的能相互转化动能和其他形式的能相互转化除重力、系统内弹除重力、系统内弹力外，其他力做功力外，其他力做功机械能和其他形式的能相互转化机械能和其他形式的能相互转化特别提醒：特别提醒：(1)能是物体运动状态决定的物理量，即状态量；而功则能是物体运动状态决定的物理量，即状态量；而功则是和物体运动状态变化过程有关的物理量，是过程量。两者是和物体运动状态变化过程有关的物理量，是过程量。两者有
8、着本质的区别。有着本质的区别。(2)做功可以使物体具有的能量发生变化，而且物体能量做功可以使物体具有的能量发生变化，而且物体能量变化大小是用做功的多少来量度的。但功和能不能相互转变化大小是用做功的多少来量度的。但功和能不能相互转化。化。A一边转动一边向下运动，由于重力做功，溜溜球越转一边转动一边向下运动，由于重力做功，溜溜球越转越快，动能不断增大，溜溜球的势能转变为动能越快，动能不断增大，溜溜球的势能转变为动能B在溜溜球上下运动中，由于发生动能和势能的相互转在溜溜球上下运动中，由于发生动能和势能的相互转化，因此机械能守恒化，因此机械能守恒C在溜溜球上下运动中，由于空气阻力和绳子与固定轴在溜溜球
9、上下运动中，由于空气阻力和绳子与固定轴之间摩擦力的作用，会损失一部分能量之间摩擦力的作用，会损失一部分能量D在溜溜球转到最低点绳子将要开始向上缠绕时，轻抖在溜溜球转到最低点绳子将要开始向上缠绕时，轻抖手腕，向上拉一下绳子，给溜溜球提供能量手腕，向上拉一下绳子，给溜溜球提供能量答案：答案：ACD解析：解析：溜溜球向下运动时由于重力做正功，动能一定增溜溜球向下运动时由于重力做正功，动能一定增大，势能转化为动能，选项大，势能转化为动能，选项A正确；溜溜球在上下运动的过程正确；溜溜球在上下运动的过程中由于有阻力做功，所以会损失一部分机械能，机械能不守中由于有阻力做功，所以会损失一部分机械能，机械能不守
10、恒，若不及时补充能量则上升的高度会越来越低，因此可在溜恒，若不及时补充能量则上升的高度会越来越低，因此可在溜溜球运动到最低点时轻抖手腕，向上拉一下绳子，给其补充能溜球运动到最低点时轻抖手腕，向上拉一下绳子，给其补充能量，故选项量，故选项CD正确，正确，B错误。错误。二、能的转化和守恒定律的应用二、能的转化和守恒定律的应用1表达式表达式E1减减E2增增2含义含义(1)某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量一定和增加量相等。少量一定和增加量相等。(2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，某个物体的能量减少，一定存在其他物体的
11、能量增加，且减少量和增加量一定相等。且减少量和增加量一定相等。3应用步骤应用步骤(1)分清多少种形式的能分清多少种形式的能(如机械能、热能、电能等如机械能、热能、电能等)在变在变化。化。(2)分别列出减少的能量分别列出减少的能量E减减和增加的能量和增加的能量E增增的表达式。的表达式。(3)依据能量守恒列式求解。依据能量守恒列式求解。特别提醒：特别提醒：能量守恒定律表达式中虽然没有出现功，但功是能量转能量守恒定律表达式中虽然没有出现功，但功是能量转化的量度。能量变化中也体现功的本质及做功多少。化的量度。能量变化中也体现功的本质及做功多少。如图所示，小球以初速度如图所示，小球以初速度v0从从A点沿
12、粗糙的轨道运动到高点沿粗糙的轨道运动到高为为h的的B点后自动返回，再次通过点后自动返回，再次通过A点，则经过点，则经过A点的速度大小点的速度大小为为()答案：答案：B考点题型设计考点题型设计对能量守恒定律的理解对能量守恒定律的理解 行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下来；流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰；降落伞在空中匀速来；流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流。上述不同现象中所包含的相同物理过程是流。上述不同现象中所包含的相同物理过
13、程是()A物体的动能转化为其他形式的能物体的动能转化为其他形式的能B物体的势能转化为其他形式的能物体的势能转化为其他形式的能C物体的机械能转化为其他形式的能物体的机械能转化为其他形式的能D其他形式的能转化为物体的机械能其他形式的能转化为物体的机械能解析：解析：四个运动过程中的能量转化如下表：四个运动过程中的能量转化如下表：由表可知，四个运动过程中均是物体的机械能转化为其他由表可知，四个运动过程中均是物体的机械能转化为其他形式的能，形式的能，C正确。正确。答案：答案：C运动过程运动过程能量转化能量转化汽车制动汽车制动动能动能内能内能流星坠落流星坠落重力势能重力势能光能、内能光能、内能降落伞匀速下
14、降降落伞匀速下降重力势能重力势能内能内能磁铁穿过线圈磁铁穿过线圈重力势能重力势能电能电能如图所示，一小孩从图中粗糙的滑梯上如图所示，一小孩从图中粗糙的滑梯上自由加速滑下，其能量的变化情况是自由加速滑下，其能量的变化情况是()A重力势能减小，动能不变，机械能重力势能减小，动能不变，机械能减小，总能量减小减小，总能量减小B重力势能减小，动能增加，机械能减小，总能量不变重力势能减小，动能增加，机械能减小，总能量不变C重力势能减小，动能增加，机械能增加，总能量增加重力势能减小，动能增加，机械能增加，总能量增加D重力势能减小，动能增加，机械能守恒，总能量不变重力势能减小，动能增加，机械能守恒，总能量不变
15、答案：答案：B解析：解析：由能量转化和守恒定律可知，小孩在下滑过程中总由能量转化和守恒定律可知，小孩在下滑过程中总能量守恒，故能量守恒，故A、C均错；由于摩擦力要做负功，机械能不守均错；由于摩擦力要做负功，机械能不守恒，故恒，故D错；下滑过程中重力势能向动能和内能转化，故只有错；下滑过程中重力势能向动能和内能转化，故只有B正确。正确。功能关系的理解与应用功能关系的理解与应用如图所示，电动机带动水平传送带以速度如图所示，电动机带动水平传送带以速度v匀匀速转动，一质量为速转动，一质量为m的小木块由静止轻放在传送带上。若小木的小木块由静止轻放在传送带上。若小木块与传送带之间的动摩擦因数为块与传送带之
16、间的动摩擦因数为，当小木块与传送带相对静，当小木块与传送带相对静止时，求：止时，求：(1)小木块的位移。小木块的位移。(2)传送带转过的路程。传送带转过的路程。(3)小木块获得的动能。小木块获得的动能。(4)摩擦过程产生的热量。摩擦过程产生的热量。(5)因传送小木块，电动机多输出多少能量？因传送小木块，电动机多输出多少能量？如图，木块如图，木块m放在光滑的水平面上，一颗子弹水平射入木放在光滑的水平面上，一颗子弹水平射入木块中，子弹受到的平均作用力为块中，子弹受到的平均作用力为f，射入深度为，射入深度为d，此过程中木，此过程中木块移动了块移动了s，则，则()A子弹损失的动能为子弹损失的动能为fs
17、B木块增加的动能为木块增加的动能为f(sd)C子弹动能的减少等于木块动能的增加子弹动能的减少等于木块动能的增加D子弹、木块系统总机械能的损失为子弹、木块系统总机械能的损失为fd答案：答案：D解析：解析：子弹克服阻力做功为子弹克服阻力做功为Wff(sd)，子弹损失的动能，子弹损失的动能为为f(sd)，A错；错；f对木块做的功为对木块做的功为Wffs，木块增加的动能为，木块增加的动能为fs，B错；由功能关系知，子弹减少的动能等于木块增加的动错；由功能关系知，子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块系统增加的内能之和，能与子弹和木块系统增加的内能之和，C错；子弹和木块组成错；子弹和木块组成的系统
18、机械能的损失量等于系统内能的增加量等于的系统机械能的损失量等于系统内能的增加量等于fd，D正正确。确。开放开放探究探究 液体能够沿着很细的毛细管上升一段距离而高液体能够沿着很细的毛细管上升一段距离而高出原来的液面，这种现象叫做毛细现象。棉线浸在煤油中，煤出原来的液面，这种现象叫做毛细现象。棉线浸在煤油中，煤油会沿着棉线上升一段较大的高度，有人根据这一现象制造了油会沿着棉线上升一段较大的高度，有人根据这一现象制造了一台可以源源不断地对外做功的机器，如图所示。一台可以源源不断地对外做功的机器，如图所示。试根据能的转化和守恒定律，分析说明这台装置能够正常试根据能的转化和守恒定律，分析说明这台装置能够
19、正常工作吗？若不能正常工作，原因可能出现在哪里？工作吗？若不能正常工作，原因可能出现在哪里？解析：解析：这台装置不能正常工作。假设它能正常工作，便意这台装置不能正常工作。假设它能正常工作，便意味着这台装置不需要外界的能量而源源不断地对外工作，对外味着这台装置不需要外界的能量而源源不断地对外工作，对外界输出能量，这违背了能量转化和守恒定律，此装置成为一台界输出能量，这违背了能量转化和守恒定律，此装置成为一台永动机。煤油能沿棉线上升一个较大的高度，这是一个不争的永动机。煤油能沿棉线上升一个较大的高度，这是一个不争的事实，如果事实，如果B槽中有煤油便会向下流动冲击叶轮对外做功也是槽中有煤油便会向下流
20、动冲击叶轮对外做功也是无可置疑的，此装置不能工作的原因是煤油虽上升到无可置疑的，此装置不能工作的原因是煤油虽上升到B槽高槽高处，但不能滴落到处，但不能滴落到B槽中。槽中。答案：答案：不能工作。违背能的转化和守恒定律，原因是煤油不能工作。违背能的转化和守恒定律，原因是煤油不能从棉线上滴落。不能从棉线上滴落。点评：点评：这是一道考查学生对自然现象的观察能力和应用能这是一道考查学生对自然现象的观察能力和应用能的转化和守恒定律分析解决实际问题能力的题目。例如，我们的转化和守恒定律分析解决实际问题能力的题目。例如，我们容易注意到毛细现象，但往往不注意观察上升的液体是否能从容易注意到毛细现象，但往往不注意
21、观察上升的液体是否能从毛细管中流出。毛细管中流出。这几年流行一种这几年流行一种“自发电电动车自发电电动车”，基本原理是将一小，基本原理是将一小型发电机紧靠车轮处，车轮转动时，带动发电机运转，发出型发电机紧靠车轮处，车轮转动时，带动发电机运转，发出的电又继续供给电动车，你认为仅靠这种方式，电动车能持的电又继续供给电动车，你认为仅靠这种方式，电动车能持续运动下去吗？续运动下去吗？解析：解析：仅靠这种方式，不能使电动车持续运动下去。因为仅靠这种方式，不能使电动车持续运动下去。因为靠这种方式，只能将电动车的一部分能量收集起来，但电动车靠这种方式，只能将电动车的一部分能量收集起来，但电动车运动时受到的阻
22、力做负功，不断把电动车的机械能转化为内运动时受到的阻力做负功，不断把电动车的机械能转化为内能，根据能量守恒定律，要想使电动车持续运动下去，必须不能，根据能量守恒定律，要想使电动车持续运动下去，必须不断地给电动车补充新的能量，如用脚蹬电动车或给电动车的电断地给电动车补充新的能量，如用脚蹬电动车或给电动车的电源充电。源充电。易错案例剖析易错案例剖析易错点：易错点：对功能关系理解不深刻导致错误对功能关系理解不深刻导致错误案例：案例：一个盛水袋，某人从侧面缓慢推装液体的袋壁使它一个盛水袋，某人从侧面缓慢推装液体的袋壁使它变形至如图所示位置，则此过程中袋和液体的重心将变形至如图所示位置，则此过程中袋和液
23、体的重心将()A逐渐升高逐渐升高B逐渐降低逐渐降低C先降低再升高先降低再升高 D始终不变始终不变易错分析：易错分析：对本题易错选项及错误原因具体分析如下：对本题易错选项及错误原因具体分析如下：正确解答：正确解答：人对液体做正功，液体的机械能增加，液体缓人对液体做正功，液体的机械能增加，液体缓慢移动可以认为动能不变，重力势能增加，重心升高，慢移动可以认为动能不变，重力势能增加，重心升高，A正正确。确。正确答案：正确答案：A易错选项易错选项错误原因错误原因B误认为推袋壁时液体向下流动，重心降低误认为推袋壁时液体向下流动，重心降低D误认为液体重力不变，重心位置不变，实际上误认为液体重力不变，重心位置不变，实际上除重力以外的力对物体做了正功，增加了物体除重力以外的力对物体做了正功，增加了物体的机械能，重心升高的机械能，重心升高课课 时时 作作 业业（点此链接）（点此链接）
