1、7-107-10能量守恒定律与能源高一物理高一物理 人教版必修人教版必修2我们已经知道的能量形式 机械能（重力势能、弹性势能、动能）机械能（重力势能、弹性势能、动能）风能、电能、光能、内能、核能、风能、电能、光能、内能、核能、生物能、化学能、太阳能生物能、化学能、太阳能等等等等各种形式的能有什么联系？各种形式的能有什么联系？17171818世纪许多机械专家就已经世纪许多机械专家就已经论证了永动机是不可能的论证了永动机是不可能的法国科学院在法国科学院在17751775年就正式决定，年就正式决定，不再研究和试验任何永动机不再研究和试验任何永动机（第一类）永动机是不可能的在在2004年，某杂志报道，
2、一位家住年，某杂志报道，一位家住“河南郑州二七区齐河南郑州二七区齐扎阎乡扎阎乡”，自称是，自称是“新加坡籍华人新加坡籍华人”“”“博士、院士、专博士、院士、专家委员家委员”名为名为“梁星人梁星人”的一个人，成了当时的网上名的一个人，成了当时的网上名人，其原因是他声称建成了人，其原因是他声称建成了“宇宙引力能永动机宇宙引力能永动机”，并，并获得了中国专利（实际上只是申请了专利，还未获得批获得了中国专利（实际上只是申请了专利，还未获得批准），而且还有一家准），而且还有一家“海南星人永动机发电厂有限公司海南星人永动机发电厂有限公司”正在生产永动机装备的车辆，你分析一下制造这种永动正在生产永动机装备的
3、车辆，你分析一下制造这种永动机的可行性机的可行性。第一类永动机违第一类永动机违背了背了能的转化和能的转化和守恒定律守恒定律 能量既不会消灭，也不会创生，能量既不会消灭，也不会创生，它只会从它只会从一种形式转化为其他形一种形式转化为其他形式式或者从或者从一个物体转移到另外一一个物体转移到另外一个物体个物体，而在转化和转移的过程中，而在转化和转移的过程中，能量的能量的总和保持不变总和保持不变 1 1、能量守恒定律是谁发现的、能量守恒定律是谁发现的?能量守恒定律不是一个人发现的；不同国家、不同领域的十几位科学家，以不同的方式，各自独立提出了能量守恒定律的内容；贡献比较大的科学家有：德国物理学家和医生
4、迈贡献比较大的科学家有：德国物理学家和医生迈尔，英国物理学家焦耳、德国物理学家亥姆霍兹等尔，英国物理学家焦耳、德国物理学家亥姆霍兹等 它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一，它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一，而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式 恩格斯曾称为恩格斯曾称为“伟大的运动基本规律伟大的运动基本规律”，认为，认为它的发现是它的发现是1919世纪自然科学的三大发现之一世纪自然科学的三大发现之一2 2、能量守恒定律的意义、能量守恒定律的意义?人教版高中物理必修2第7章第10节能量守恒定律与能源(2)(共16张PPT)人教版高中物理必修2第7章第
5、10节能量守恒定律与能源(2)(共16张PPT)例例1.1.下列对能的转化和守恒定律的认识正确的是下列对能的转化和守恒定律的认识正确的是 ()()A.A.某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加B.B.某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加C.C.不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器永动永动机是不可能制成的机是不可能制成的D.D.石子从空中落下，最后静止在地面上，说明机械能消失石子从空中落下，最后静止在地面上，说明机械能消失了了ABCABC注意：注意
6、：能量守恒定律是指能量的总量不变，能量守恒定律是指能量的总量不变，但更重要的是指转化和转移过程中的守恒。但更重要的是指转化和转移过程中的守恒。既然能量是既然能量是守恒的，不可能守恒的，不可能消灭，为什么我消灭，为什么我们还要节约能源？们还要节约能源？人教版高中物理必修2第7章第10节能量守恒定律与能源(2)(共16张PPT)人教版高中物理必修2第7章第10节能量守恒定律与能源(2)(共16张PPT)常规能源：煤、石油、天然气新能源：太阳能（取之不尽、用之不竭、清洁）风能、潮汐能、海洋能、核能常规能源枯竭、环境恶化（酸雨、温室效应。）节能减排、开发新能源人教版高中物理必修2第7章第10节能量守恒
7、定律与能源(2)(共16张PPT)人教版高中物理必修2第7章第10节能量守恒定律与能源(2)(共16张PPT)1.1.人类利用能源大致经历了三个时期，即柴薪时期，煤人类利用能源大致经历了三个时期，即柴薪时期，煤炭时期，石油时期。炭时期，石油时期。2.2.能量耗散：能量耗散：燃料燃烧时一旦燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，作为把自己的热量释放出去，作为内能就不会自动聚集起来供人内能就不会自动聚集起来供人类重新利用类重新利用(能量转化的方向能量转化的方向性）。性）。一座房屋的红外线照片一座房屋的红外线照片,可以看出，由于取暖和使可以看出，由于取暖和使用电器，室内温度比室外用电器，室内温度比室外高
8、。热量散失到室外后，高。热量散失到室外后，不能回收重新利用。不能回收重新利用。能量耗散与能量耗散与能量守恒是能量守恒是否矛盾，该否矛盾，该怎样理解怎样理解?人教版高中物理必修2第7章第10节能量守恒定律与能源(2)(共16张PPT)人教版高中物理必修2第7章第10节能量守恒定律与能源(2)(共16张PPT)能量耗散与能量守恒是否矛盾，能量耗散与能量守恒是否矛盾，该怎样理解该怎样理解?能量耗散和能量守恒并不矛盾，能量耗散表明，能量耗散和能量守恒并不矛盾，能量耗散表明，在能源利用的过程中，即在能量的转化过程中，在能源利用的过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上并没有减少能量在数量上并没有减少但
9、是但是可利用的品质上可利用的品质上降低降低了，从了，从便于利用变为不便于利用便于利用变为不便于利用了。了。能量耗散是节约能源的根本原因能量耗散是节约能源的根本原因 人教版高中物理必修2第7章第10节能量守恒定律与能源(2)(共16张PPT)人教版高中物理必修2第7章第10节能量守恒定律与能源(2)(共16张PPT)内能总是内能总是自发地从自发地从高温高温物体向物体向低温低温物体转移物体转移而不会自发的由低温物而不会自发的由低温物体向高温物体转移体向高温物体转移机械能可以全部转化为内能机械能可以全部转化为内能而内能不可全部转化为机械而内能不可全部转化为机械能而不引起其他变化能而不引起其他变化热机
10、的效率不可能热机的效率不可能1001000 0/0 0例如：一辆行驶的小轿车，燃料燃烧产生的内能有例如：一辆行驶的小轿车，燃料燃烧产生的内能有37370 0/0 0通过通过发动机散热系统排除，发动机散热系统排除，37370 0/0 0直接由排气管排出，有直接由排气管排出，有26260 0/0 0变为变为发动机输出的机械能发动机输出的机械能2.各种形式的能是通过什么过程实现相互转各种形式的能是通过什么过程实现相互转化的呢？化的呢？做功的过程就是能量转化的过程。做功的过程就是能量转化的过程。做了多少做了多少功，就有多少能转化。功，就有多少能转化。功是能转化的量度。功是能转化的量度。1.你能说出功与
11、能概念的区别与联系吗？你能说出功与能概念的区别与联系吗？单位相同，但意义不同单位相同，但意义不同功是过程量，能是状态量功是过程量，能是状态量物体具有能，就表示会做功物体具有能，就表示会做功不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的。不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的。1.1.重力做功重力做功 重力势能的变化；重力势能的变化；2.2.弹簧弹力做功弹簧弹力做功 弹性势能的变化：弹性势能的变化：3.3.合外力做功合外力做功 动能的变化；动能的变化；功能关系功能关系W WG G=E EpGpGW W合合=E Ek kW W弹弹=E Ep p弹弹用什么力做的功来用什么力做的功来量度机械能的变化？量度
12、机械能的变化？4.4.除重力除重力(弹力弹力)外，其他外力对物体所做的总功外，其他外力对物体所做的总功W W除除G G外外等于物体机械能的变化量等于物体机械能的变化量E E。G21k2p2k1p1WEEEEEEE 外当当W W除除G G外外0 0时，时，E E0 0，机械能增加，机械能增加当当W W除除G G外外0 0时，时，E E0 0，机械能减少，机械能减少人教版高中物理必修2第7章第10节能量守恒定律与能源(2)(共16张PPT)人教版高中物理必修2第7章第10节能量守恒定律与能源(2)(共16张PPT)例例4.4.一质量均匀、不可伸长的绳索，重为一质量均匀、不可伸长的绳索，重为G G，
13、A A、B B两端固定两端固定在天花板上，如图所示。现在最低点在天花板上，如图所示。现在最低点C C处施加一竖直向下处施加一竖直向下的力，将最低点缓慢拉至的力，将最低点缓慢拉至D D点。在此过程中，绳的重心位点。在此过程中，绳的重心位置（置（）A.A.逐渐升高逐渐升高B.B.逐渐降低逐渐降低 C.C.先降低后升高先降低后升高D.D.始终不变始终不变DABCA A【解析】【解析】外力对绳索做功，绳索的机械能增加。由于绳索外力对绳索做功，绳索的机械能增加。由于绳索的动能不变，增加的必是重力势能，重力势能增加是重心的动能不变，增加的必是重力势能，重力势能增加是重心升高的结果。正确选项为升高的结果。正确选项为A A。人教版高中物理必修2第7章第10节能量守恒定律与能源(2)(共16张PPT)人教版高中物理必修2第7章第10节能量守恒定律与能源(2)(共16张PPT)
