2018-2019学年高中物理第四章机械能和能源第六节能量的转化与守恒学案粤教版

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1、第六节　能量的转化与守恒知识目标核心素养1.了解自然界中存在多种形式的能量.2.知道能量守恒定律是最基本、最普遍的自然规律之一.3.通过能量守恒以及能量转化和转移的方向，认识提高效率的重要性.1.科学认识生活中能量转化的实例.2.理解能量守恒定律的确切含义，会根据能量守恒定律解决多种能量转化问题.一、能量转化及守恒定律1．各种形式的能量自然界存在着不同形式的能量．如：机械能、内能、电能、电磁能、核能、化学能等2．能量的存在形式多种多样，不同形式的能量可以相互转化．我们所消耗的能量，大部分是太阳能辐射到地球后转化而来的．3．能量转化与守恒定律(1)内容：能量既不会凭空产生，

2、也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中其总量不变．(2)意义：①揭示了自然界各种运动形式不仅具有多样性、而且具有统一性．②宣布“第一类永动机”不可能制成．二、能量转化和转移的方向性在整个自然界中，所有宏观自发过程都具有单向性，都有一定的方向性，都是一种不可逆过程．(1)热传导的方向性．两个温度不同的物体相互接触时，热量会自发地从高温物体传给低温物体，结果使高温物体的温度降低，低温物体的温度升高．(2)机械能和内能转化过程的方向性．机械能是可以全部转化为内能的，但在任何情况下都不可能把从高温热源吸收的热量全部转

3、变为有用的机械功，而且工作物质本身又回到原来的状态，即内能不可能全部转化为机械能，而不引起其他变化．1．判断下列说法的正误．(1)机械能守恒定律是能量守恒定律的一种特殊形式．(√)(2)在利用能源的过程中，能量在数量上并未减少．(√)(3)内能不可能全部转化为机械能而不引起其他变化．(√)2．质量为0.4kg的皮球，从离地面高0.5m处自由落下，与地面碰撞后以2m/s的速度反弹，不计空气阻力，g取10m/s2，碰撞时损失的机械能为________，损失的机械能转化为________能．答案　1.2J　内一、对能量守恒定律的理解1．在验证机械能守恒定律的实验中，计算发现，重

4、物减少的重力势能的值总大于增加的动能的值，即机械能的总量在减少．机械能减少的原因是什么？减少的部分机械能是消失了吗？答案　机械能减少的原因是由于要克服摩擦阻力和空气阻力做功，机械能转化成了内能．不是．2．请说明下列现象中能量是如何转化或转移的？(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．答案　(1)光能转化为化学能(2)内能由火炉转移到冰(3)电能转化为光能1．适用范围：能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律，是各种自然现象中普遍适用的一条规律．2．对能量守恒定律的理解某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等

5、．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相等．例1　(多选)从光滑斜面上滚下的物体，最后停止在粗糙的水平面上，则(　　)A．在斜面上滚动时，只有动能和势能的相互转化B．在斜面上滚动时，有部分势能转化为内能C．在水平面上滚动时，总能量正在消失D．在水平面上滚动时，机械能转化为内能，总能量守恒答案　AD解析　在斜面上滚动时，只有重力做功，只发生动能和势能的相互转化；在水平面上滚动时，有摩擦力做功，机械能转化为内能，总能量是守恒的，故选A、D.【考点】对能的转化与守恒的理解【题点】机械能和内能的转化二、能量守恒定律的应用1．能量守恒定律的表达式(1

6、)从不同状态看，E初＝E末．(2)从能的转化角度看，ΔE增＝ΔE减．(3)从能的转移角度看，ΔEA增＝ΔEB减．2．能量守恒定律应用的关键步骤(1)明确研究对象和研究过程．(2)找全参与转化或转移的能量，明确哪些能量增加，哪些能量减少．(3)列出增加量和减少量之间的守恒式．例2　如图1所示，皮带的速度是3m/s，两圆心的距离s＝4.5m，现将m＝1kg的小物体轻放在左轮正上方的皮带上，物体与皮带间的动摩擦因数μ＝0.15，电动机带动皮带将物体从左轮运送到右轮正上方时，求：(g取10m/s2)图1(1)小物体获得的动能Ek；(2)这一过程摩擦产生的热量Q；(3)这一过程电动

7、机消耗的电能E.答案　(1)4.5J　(2)4.5J　(3)9J解析　(1)设小物体与皮带达到共同速度时，物体相对地面的位移为s′.μmgs′＝mv2，解得s′＝3m<4.5m，即物体可与皮带达到共同速度，此时Ek＝mv2＝×1×32J＝4.5J.(2)由μmg＝ma得a＝1.5m/s2，由v＝at得t＝2s，则Q＝μmg(vt－s′)＝0.15×1×10×(6－3)J＝4.5J.(3)由能量守恒知E＝Ek＋Q＝4.5J＋4.5J＝9J.【考点】能量守恒定律的理解与基本应用【题点】摩擦生热及内能的理解与计算针对训练1　一弹珠弹