高一物理能的转化的方向性
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高一物理《能量守恒定律与能源》知识点总结一、能量的转化与守恒1.化学能:由于化学反应,物质的分子结构变化而产生的能量。
2.核能:由于核反应,物质的原子结构发生变化而产生的能量。
3.能量守恒定律:能量既不会消灭,也不会创生,它只会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,而能的总量保持不变。
●内容:能量既不会消灭,也不会创生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。
即E机械能1+E其它1=E机械能2+E其它2●能量耗散:无法将释放能量收集起来重新利用的现象叫能量耗散,它反映了自然界中能量转化具有方向性。
二、能源与社会1.可再生能源:可以长期提供或可以再生的能源。
2.不可再生能源:一旦消耗就很难再生的能源。
3.能源与环境:合理利用能源,减少环境污染,要节约能源、开发新能源。
三、开发新能源1.太阳能2.核能3.核能发电4、其它新能源:地热能、潮汐能、风能。
能源的分类和能量的转化能源品种繁多,按其来源可以分为三大类:一是来自地球以外的太阳能,除太阳的辐射能之外,煤炭、石油、天然气、水能、风能等都间接来自太阳能;第二类来自地球本身,如地热能,原子核能(核燃料铀、钍等存在于地球自然界);第三类则是由月球、太阳等天体对地球的引力而产生的能量,如潮汐能。
【一次能源】指在自然界现成存在,可以直接取得且不必改变其基本形态的能源,如煤炭、天然气、地热、水能等。
由一次能源经过加工或转换成另一种形态的能源产品,如电力、焦炭、汽油、柴油、煤气等属于二次能源。
【常规能源】也叫传统能源,就是指已经大规模生产和广泛利用的能源。
表2-1所统计的几种能源中如煤炭、石油、天然气、核能等都属一次性非再生的常规能源。
而水电则属于再生能源,如葛洲坝水电站和未来的三峡水电站,只要长江水不干涸,发电也就不会停止。
煤和石油天然气则不然,它们在地壳中是经千百万年形成的(按现在的采用速率,石油可用几十年,煤炭可用几百年),这些能源短期内不可能再生,因而人们对此有危机感是很自然的。
高一物理必修必考知识点总结在学习中, 我深知学习的重要性, 虚心学习, 不耻下问, 刚好消化, 吸取别人的精华, 在自己的学习过程中为断时间, 不断总结, 不断提高。
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下面是我给大家带来的高一物理必修必考学问点总结, 盼望大家能够喜爱!高一物理必修必考学问点总结11.对摩擦力相识的四个不必须(1)摩擦力不必须是阻力(2)静摩擦力不必须比滑动摩擦力小(3)静摩擦力的方向不必须与运动方向共线, 但必须沿接触面的切线方向(4)摩擦力不必须越小越好, 因为摩擦力既可用作阻力, 也可以作动力2.静摩擦力用二力平衡来求解, 滑动摩擦力用公式来求解3.静摩擦力存在及其方向的判定存在判定:假设接触面光滑, 看物体是否发生相当运动, 假设发生相对运动, 那么说明物体间有相对运动趋势, 物体间存在静摩擦力;假设不发生相对运动, 那么不存在静摩擦力。
方向判定:静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反;滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反。
高一物理必修必考学问点总结2(1)滑动摩擦力:一个物体在另一个物体外表上相当于另一个物体滑动的时候, 要受到另一个物体阻碍它相对滑动的力, 这种力叫做滑动摩擦力。
说明:①摩擦力的产生是由于物体外表不光滑造成的。
②摩擦力具有相互性。
ⅰ滑动摩擦力的产生条件:A.两个物体相互接触;B.两物体发生形变;C.两物体发生了相对滑动;D.接触面不光滑。
ⅱ滑动摩擦力的方向:总跟接触面相切, 并跟物体的相对运动方向相反。
说明:①“与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”②滑动摩擦力可能起动力作用, 也可能起阻力作用。
ⅲ滑动摩擦力的大小:F=μFN说明:①FN两物体外表间的压力, 性质上属于弹力, 不是重力。
应详细分析。
②μ与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关, 无单位。
③滑动摩擦力大小, 与相对运动的速度大小无关。
ⅳ效果:总是阻碍物体间的相对运动, 但并不总是阻碍物体的运动。
第二节能源的利用方式第三节能量的转化与守恒第四节能源与环境学习目标核心素养形成脉络1.掌握能量守恒定律.知道能量守恒定律是最基本、最普遍的自然规律之一.2.了解能量转化和转移的方向性,认识到人类珍惜和保护能源和资源的必要性.3.了解我国的能源状况,认识到能源与环境协调发展的必要性.一、能源的利用方式1.化石能源:主要是石油、煤炭、天然气等.2.新能源:水能、风能、太阳能和地热能等.二、能量的转化与守恒1.能量守恒能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变.这就是能量守恒定律2.能量转化(转移)的方向性(1)在自然界中,能量的转化过程有些是可以自然发生的,有些则不能.(2)能量的耗散表明在能源的利用过程中,能量在数量上虽未减少,但在可利用的品质上降低了,从便于利用的能源变成不便于利用的能源.(3)能量的耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性.三、能源与环境1.能源的分类(1)不可再生能源:煤炭、石油和天然气.(2)可再生能源:水能、风能、潮汐能等.2.能源与环境3.环境污染的危害4.环境保护(1)防治生产和生活的污染.(2)防止建设和开发的破坏.(3)保护自然环境.1.判断下列说法是否正确.(1)任何能量之间的转化都遵循能量守恒定律.()(2)因为能量守恒,所以我们不需要节能.()(3)能量的转化和转移具有不可逆性.()提示:(1)√(2)×(3)√2.(多选)(2020·金陵中学高一期中)关于能量和能量耗散,下列说法中正确的是()A.能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中客观过程的方向性B.能量耗散表明能源的利用是有条件的,也是有代价的C.能量守恒,不可消失,所以没有必要节约能源D.能量之间可以相互转化,故能源可以很方便地循环利用解析:选AB.能量守恒定律是普遍规律,能量耗散过程中能量也是守恒的,从能量转化的角度反映出自然界中的客观过程具有方向性,故A正确;能量的转化和转移具有方向性,有些能量耗散到空中无法再次回收和利用,因此能量耗散表明能源的利用是有条件的,也是有代价的,故B正确;能量的转化和守恒定律即指能量在转化和转移中总量保持不变,但能量在转化中具有方向性,不能循环利用,所以我们需要节约能源,故C、D错误.探究一能量守恒定律的理解和应用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.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.(多选)(2020·华南师大附中高一月考)如图,长度为l的小车静止在光滑的水平面上,可视为质点的小物块放在小车的最左端.将一水平恒力F作用在小物块上,物块和小车之间的摩擦力大小为f.当小车运动的位移为s时,物块刚好滑到小车的最右端,下列判断正确的有()A.此时物块的动能为(F-f)(s+l)B.这一过程中,物块对小车所做的功为f(s+l)C.这一过程中,物块和小车系统产生的内能为flD.这一过程中,物块和小车系统增加的机械能为Fs[解析]对物块分析,物块相对于水平面的位移为l+s,根据动能定理得:(F-f)×(l+s)=12m v2-0,则知物块到达小车最右端时具有的动能为(F-f)(l+s),故A正确;对小车分析,小车相对水平面的位移为s,根据动能定理得:fs=12M v′2-0,则知物块到达小车最右端时,小车具有的动能为fs,故B错误;这一过程中,物块和小车系统产生的内能为Q=fl,故C正确;根据能量转化和守恒定律得知:外力F做的功等于小车和物块增加的机械能和摩擦产生的内能之和,则有:F(l+s)=ΔE+Q,则物块和小车增加的机械能为ΔE=F(l+s)-fl,故D错误.[答案] AC[针对训练1] (2020·泉州十六中高一月考)如图所示,一小孩从公园中粗糙的滑梯上自由加速滑下,其能量的变化情况是( )A .重力势能减少,动能不变,机械能减少B .重力势能减少,动能增加,机械能减少C .重力势能减少,动能增加,机械能增加D .重力势能减少,动能增加,机械能守恒解析:选 B.小孩加速滑下,高度不断减小,重力做正功,重力势能减小;速度增大,动能增加;小孩在下滑过程中与滑梯摩擦生热,一部分机械能转化成内能,导致机械能总量减小,而总能量不变,故B 正确,A 、C 、D 错误.[针对训练2] (2020·山东济南一中学业考试)某地强风的风速约为v ,空气的密度为ρ,如果把通过横截面积S 的风的动能完全转化为电能,则用上述已知量计算电功率的公式为( )A .P =12ρS vB .P =12ρS v 2C .P =12ρS v 3D .P =12ρS v 4解析:选C.风能转变为电能,由能量守恒定律得12m v 2=Pt其中m =ρV =ρv tS联立解得P =ρv 3tS 2t =12ρS v 3A 、B 、D 错误,C 正确.探究二能量转移或转化的方向性(多选)在能源消耗的过程中,我们无法把一些能源消耗产生的内能收集起来重新利用,这种现象叫作能量的耗散.对于能量耗散理解正确的是() A.能量耗散说明能量在不断地减少B.能量耗散遵循能量守恒定律C.能量耗散说明能量不能凭空产生,但能量却可以凭空消失D.能量耗散从能量的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性[解析]能量耗散是能量变成了无法收集利用的内能,能量不会减少,A错误;能量守恒定律适用于整个自然界,物质能量变化必须遵循能量守恒定律,B 正确;能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,C错误;能量耗散是一个宏观过程,代表着能量向不可收集利用的方向转化,D正确.[答案]BD[针对训练3]市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子(如图所示).在阳光的照射下,小电扇快速转动,能给炎热的夏季带来一丝凉爽.该装置的能量转化情况是()A.太阳能→电能→机械能B.太阳能→机械能→电能C.电能→太阳能→机械能D.机械能→太阳能→电能解析:选A.电池板中太阳能转化为电能,小电动机将电能转化为机械能.[针对训练4]关于能的转化与守恒定律,下列说法中错误的是()A.能量能从一种形式转化为另一种形式,但不能从一个物体转移到另一个物体B.能量的形式多种多样,它们之间可以相互转化C.一个物体能量增加,必然伴随着别的物体能量减少D.能的转化与守恒定律证明了能量既不会创生,也不会消失解析:选 A.能量可以在不同物体之间转移,也可以转化,但能的总量保持不变.探究三能源的开发和利用1.如何正确理解能量耗散和品质降低(1)各种形式的能最终都转化为内能,流散到周围的环境中,分散在环境中的内能不管数量多么巨大,它也只能使地球、大气稍稍变暖一点,再也不能驱动机器做功了.(2)从可被利用的价值来看,内能较之机械能、电能等,是一种低品质的能量.由此可知,能量耗散虽然不会导致能量的总量减少,却会导致能量的品质降低,实际上是将能量从高度有用的形式降级为不大可用的形式.(3)能量耗散导致可利用能源减少,所以要节约能源.2.能源的分类(多选)(2020·杭州学军中学高一期末)关于能源的开发和利用,下列观点正确的是()A.能源是有限的,无节制地使用常规能源,是一种盲目的短期行为B.根据能量守恒定律,能源是取之不尽、用之不竭的C.能源的开发和利用,必须同时考虑其对生态环境的影响D.不断开发新能源,是缓解能源危机、加强环境保护的重要途径[解析]能源是有限的,比如常规能源,所以无节制地利用常规能源是一种盲目的短期行为,故A正确;能量都转化为不能利用或不易利用的能源,这样会减少可利用资源的数量,因此应该节约能源,故B错误;能源的开发和利用,必须同时考虑其对生态环境的影响,故C正确;不断开发新能源是缓解能源危机加强环境保护的重要途径也是根本途径,故D正确.[答案]ACD[针对训练5](多选)下列说法中正确的是()A.某种形式的能减少,一定存在其他形式的能增加B.因为能量守恒,所以“能源危机”是不可能的C.能量耗散表明,在能源的利用过程中,能量在数量上并未减少,但在可利用的品质上降低了D.能源的利用受能量耗散的制约,所以能源的利用是有条件的,也是有代价的解析:选ACD.根据能量守恒定律可知某种形式的能减少,一定存在其他形式的能增加,故A正确;能量的转化和转移都是具有方向性的,不能反过来转化,能量虽然符合能量的转化和守恒定律,但其在转化过程中是有方向的,在能源的利用过程中,能量在数量上虽然并未减少,但在可利用的品质上降低了,能源的利用受能量耗散的制约,所以能源的利用是有条件的,也是有代价的,故B 错误,C、D正确.[针对训练6](2020·扬州市大桥中学高二期中)PM2.5主要来自化石燃料、生活物资、垃圾的焚烧,为了控制污染,我们必须节约及高效利用资源.关于能源和能量,下列说法正确的是()A.自然界的石油、煤炭等资源可供人类永久使用B.能量被使用后就消灭了,所以要节约资源C.人类应多开发与利用太阳能、风能等新资源D.能量耗散说明自然界的能量正在不断减少解析:选 C.煤、石油虽然是当今人类利用的主要能源,但不能短期内从自然界得到补充,是不可再生能源,故A错误;能量被使用后转化为其他形式的能,能量并没有消失,故B错误;太阳能和风能,包括水能等都是可再生资源且为清洁能源,应该尽量开发,故C正确;能量虽然守恒,但有些能量使用以后不可能再被利用,所以要节约资源,但能量不会减少,也不会被消灭掉,只是形式发生转变,故D错误.1.(多选)关于能源和能量,下列说法错误的是()A.自然界的能量是守恒的,所以地球上的能源永不枯竭B.能源的利用过程中有能量耗散,所以自然界的能量在不断减少C.能量耗散遵循能量守恒定律D.人类在不断地开发和利用新能源,所以能量可以被创造解析:选ABD.自然界的能量是守恒的,但提供能量的物质即能源是有限的,是会枯竭的,故A错误,符合题意;能源的利用过程中有能量耗散,但自然界中的能量是守恒的,所以自然界中的能量不会减少,故B错误,符合题意,C 正确,不符合题意;能量既不会凭空产生,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别的物体,故D错误,符合题意.2.(多选)关于煤、石油、天然气作为能源的共同特点,下列说法正确的是()A.可再生能源,取之不尽,用之不竭B.不可再生能源,用一点,少一点C.来自太阳辐射的能量D.污染环境的能源解析:选BCD.煤、石油、天然气是不可再生、污染环境的能源,来源可追溯到太阳能,故B、C、D正确.3.十八大报告提出了“推进绿色发展、循环发展、低碳发展”的理念,以下做法中不符合这个理念的是()A.夏天天气炎热,空调的温度调得越低越好B.把家里不好用的燃气热水器换成太阳能热水器C.出行时,如果条件允许的话,尽可能选择公共交通工具D.随手关灯,关掉较长时间不使用的电脑和电视解析:选 A.夏天天气炎热,空调温度调得越低电能消耗越多,造成不必要的能源浪费,A不符合“绿色发展、低碳发展”的理念;燃气热水器消耗的燃气是不可再生能源,太阳能热水器使用的太阳能取之不尽、用之不竭,属于绿色能源;选择公交出行有利于减小碳排放,减少污染;随手关灯等习惯有利于节约能源,B、C、D都符合“绿色发展、循环发展、低碳发展”的理念.4.(2020·莱州一中高二月考)关于能量和能源,下列说法中正确的是() A.化石能源是清洁能源;水能是可再生能源B.能量耗散说明能量在转化过程中没有方向性C.在能源的利用过程中,由于能量在数量上并未减少,所以不需要节约能源D.能量耗散现象说明:在能量转化的过程中,虽然能的总量并不减少,但能量品质降低了解析:选D.化石能源不是清洁能源;水能是可再生能源,A错误;在自发状态下,能量传递具有方向性,B错误;在能源的利用过程中,虽然能量在数量上并未减少,但是能源的品质在降低,所以还需要节约能源,C错误;能量耗散现象说明:在能量转化的过程中,虽然能的总量并不减少,但能量品质降低了,D正确.5.(多选)(2020·江苏西亭中学高一期中)如图所示,一轻质弹簧一端固定在O 点,另一端连接质量为m的小球.当小球静止在O点正下方时,球心到O点的距离为l.图中实线c是以O为圆心,l为半径的圆弧.现用水平力F拉球,使球缓慢运动的过程中()A.小球可能沿图中曲线a运动B.小球可能沿图中曲线b运动C.水平拉力做的功等于小球重力势能的增加量D.水平拉力做的功一定大于小球重力势能的增加量解析:选BD.拉力水平,对小球受力分析可知弹簧的长度应变大,所以小球轨迹可能沿图中曲线b运动,不可能沿曲线a运动,A错误,B正确;根据动能定理可知W拉-W G-W弹=0,所以水平拉力做的功等于小球重力势能的增加量和弹簧弹性势能的增加量,C错误,D正确.。
高一教科版物理知识点归纳总结一、力与运动1. 力的概念及分类力是物体间相互作用的结果,根据力的性质可以分为接触力和非接触力。
接触力包括法向力、摩擦力和弹力;非接触力包括重力和电磁力等。
2. 牛顿运动定律第一定律:物体在力的作用下保持匀速直线运动或静止,即惯性定律。
第二定律:物体的加速度与作用在其上的力成正比,与物体的质量成反比。
第三定律:任何一个物体受到的作用力必定有一个大小相等、方向相反的对应力作用在另一个物体上。
3. 力的合成与分解力的合成是指将多个力合成为一个力,力的分解是指将一个力拆分成多个力的过程。
力的合成和分解是力学分析中常用的方法。
4. 物体的平衡物体平衡的条件是合力为零,平衡可以分为静态平衡和动态平衡。
二、运动的描述及机械能守恒1. 运动的描述描述物体运动状态的要素包括位置、速度和加速度。
位置是运动物体在某一时刻的位置坐标;速度是物体单位时间内前进的位移;加速度是物体单位时间内速度的变化量。
2. 动力学基本定律牛顿第二定律可以用于解决运动中的问题,F=ma。
其中F是物体作用在它上面的总外力,m是物体的质量,a是物体的加速度。
3. 机械能守恒封闭系统中,只有重力和弹力做功的情况下,机械能守恒。
机械能守恒可以用于解决机械能转换和机械能损失的问题。
三、万有引力与力学波动1. 万有引力万有引力是质量间相互作用的结果,描述了质点之间的引力大小和方向。
万有引力适用于质点之间的任何距离,符合牛顿引力定律。
2. 行星运动和开普勒定律开普勒定律描述了行星运动的规律:第一定律(行星轨道为椭圆)、第二定律(行星在轨道上均速扫面相等的面积)、第三定律(行星公转周期的平方与轨道半长轴的立方成正比)。
3. 力学波动波动是能量传播的过程,根据波动传播媒介的性质可以分为机械波和电磁波。
力学波动包括横波和纵波,传播速度与介质的性质相关。
四、光学与电磁感应1. 光学基础光的传播可以采用几何光学近似描述,光的反射和折射符合反射定律和折射定律。
高一物理能量知识点总结一、引言物理是一门研究物质的运动和相互作用的自然科学。
在物理学中,能量是一种基本概念,描述了物体的物理活动。
本文将总结高一物理学中关于能量的重要知识点,帮助学生更好地理解和应用这些概念。
二、能量的基本概念1. 能量的定义:能量是物体或系统的状态和运动的基本量。
它是物体进行物理活动所具有的能力,通常用符号E表示。
2. 能量的单位:国际单位制中,能量的单位是焦耳(J)。
3. 能量的转化:能量可以从一种形式转化为另一种形式,例如机械能可以转化为热能,电能可以转化为光能等。
三、机械能1. 机械能的定义:机械能是物体的动能和势能之和,在没有耗散时保持不变。
2. 动能:物体由于运动而具有的能量,动能的大小与物体的质量和速度相关,公式为E_k = 0.5mv²。
3. 势能:物体由于位置或形状而具有的能量,常见的势能包括重力势能、弹性势能和化学势能。
4. 机械能守恒定律:在没有外力做功和无能量损失的条件下,机械能守恒,即初始机械能等于末尾机械能。
四、能量转化与守恒1. 能量转化:能量可以在物体和系统之间进行转化,例如动能转化为势能、势能转化为热能等。
2. 能量守恒定律:能量在孤立系统中总量保持不变,即总能量守恒。
3. 冲量和功:冲量是力对物体作用的效果,功是力对物体所作的有方向的力的作用。
4. 功与能量转化:功与能量转化有紧密的关系,功等于能量转化的量。
5. 能量转化与计算:根据能量守恒定律以及功的计算公式,可以计算物体、系统的能量转化情况。
五、能量与功率1. 功率:功率是指单位时间内做功的大小,功率的单位是瓦特(W),公式为P = W/t,其中W为功,t为时间。
2. 能量和功率的关系:能量是单位时间内的功的累积,即能量等于功乘以时间。
3. 应用功率:功率的概念在各个领域都有广泛的应用,例如电路中的电功率和机械设备中的机械功率等。
六、能量传递与转化的应用1. 能量传递:能量可以通过物体和系统间的相互作用传递,例如热传导、辐射传输等。
高一物理必修二知识点归纳一、曲线运动(一)曲线运动的速度方向曲线运动中质点在某一点的速度方向,就是沿曲线在这一点的切线方向。
(二)曲线运动的条件当物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动。
(三)平抛运动1、定义:将物体以一定的初速度沿水平方向抛出,不考虑空气阻力,物体只在重力作用下所做的运动。
2、性质:平抛运动是加速度为重力加速度(g)的匀变速曲线运动。
3、平抛运动的规律(1)水平方向:做匀速直线运动,速度 vx = v0,位移 x = v0t。
(2)竖直方向:做自由落体运动,速度 vy = gt,位移 y = 1/2gt²。
(3)合速度:v =√(vx²+ vy²) ,方向与水平方向夹角的正切值tanθ = vy / vx 。
(4)合位移:s =√(x²+ y²) ,方向与水平方向夹角的正切值tanα = y / x 。
(四)圆周运动1、线速度 v:描述物体沿圆周运动的快慢,v = s / t ,单位:m/s 。
2、角速度ω:描述物体绕圆心转动的快慢,ω =φ / t ,单位:rad/s 。
3、周期 T:物体沿圆周运动一周所用的时间,单位:s 。
4、频率 f:单位时间内物体完成圆周运动的次数,f = 1 / T ,单位:Hz 。
5、向心加速度 an:描述线速度方向变化快慢的物理量,an = v²/ r =ω²r ,方向始终指向圆心。
6、向心力 Fn:产生向心加速度的力,Fn = m v²/ r =m ω²r ,方向始终指向圆心。
二、万有引力与航天(一)开普勒行星运动定律1、第一定律(轨道定律):所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上。
2、第二定律(面积定律):对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。
3、第三定律(周期定律):所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等,即 a³/ T²= k ,k 是一个对所有行星都相同的常量。
高一物理相互作用过程中的能量转化及动量守恒的问题北师大版【本讲教育信息】一. 教学内容:相互作用过程中的能量转化及动量守恒的问题二. 知识总结归纳应用动量和能量的观点求解的问题,是力学中综合面最广,灵活性最大,内容最为丰富的部分。
要牢固树立能的转化和守恒思想,许多综合题中,当物体发生相互作用时,常常伴随多种能量的转化和重新分配的过程。
因此,必须牢固地以守恒(系统总能量不变)为指导,这样才能正确无误地写出能的转化和分配表达式。
下面做一简要分析:机械能守恒的情况,例如,两木块夹弹簧在光滑水平面上的运动,过程中弹性势能和木块的动能相互转化;木块冲上放在光滑面上的光滑曲面小车的过程,上冲过程中,木块的动能减少,转化成木块的重力势能和小车的动能。
等等……机械能增加的情况,例如,炸弹爆炸的过程,燃料的化学能转化成弹片的机械能;光滑冰面上两个人相互推开的过程,生物能转化成机械能。
等等……机械能减少的情况,例如,“子弹击木块”模型,包括“木块在木板上滑动”模型等;这类模型为什么动量守恒,而机械能不守恒(总能量守恒),请看下面的分析:如图1所示,一质量为M 的长木块B 静止在光滑水平面上,一质量为m 的小滑块A 以水平速度v 0从长木板的一端开始在长木板上滑动,最终二者相对静止以共同速度一起滑行。
滑块A 在木板B 上滑动时,A 与B 之间存在着相互作用的滑动摩擦力,大小相等,方向相反,设大小为f 。
因水平面光滑,合外力为零,以A 、B 为系统,动量守恒。
(过程中两个滑动摩擦力大小相等,方向相反,作用时间相同,对系统总动量没有影响,即系统的内力不影响总动量)。
由动量守恒定律可求出共同速度0v m M m v += 上述过程中,设滑块A 对地的位移为s A ,B 对地位移为s B 。
由图可知,s A ≠s B ,且s A =(s B +Δs ),根据动能定理:对A : W fA =2020202B 21)(212121)(mv m M mv m mv mv s s f -+=-=∆+- 对B :202B fB )(21021mM mv M Mv fs W +=-== 以上两式表明:滑动摩擦力对A 做负功,对B 做正功,使A 的动能减少了,使B 的动能增加了。
高一物理知识点解析动能和势能的转化动能和势能的转化是高中物理学中一个重要的知识点,涉及到能量的转变和守恒定律。
本文将解析动能和势能之间的相互转化原理,并探讨它们在实际应用中的意义。
一、动能和势能的概念动能是物体由于运动而具有的能量,它的大小等于物体质量乘以速度的平方再乘以1/2;势能是物体由于位置而具有的能量,它的大小等于物体在力场中所具有的势能。
二、动能和势能的转化过程1. 动能转化为势能:当物体在力的作用下做功,空中抛物线运动的物体、上升的电梯等都是动能转化为势能的例子。
例如,当我们将弹簧压缩到极限时,将动能转化为势能,存储在弹簧中。
2. 势能转化为动能:当物体沿着力方向移动时,势能转化为动能。
例如,用弹簧推开手推车,势能被转化为动能,使手推车开始匀速运动。
三、动能和势能的转化定律1. 机械能守恒定律:在一个孤立系统中,当只有重力势能和动能存在时,机械能守恒。
即动能 + 势能 = 常数。
2. 能量转化效率:在实际应用中,能量的转化存在能量损耗。
例如摩擦力、空气阻力等会使机械能逐渐转化为热能。
所以能量转化的效率不可能达到百分之百。
四、动能和势能的应用1. 水能的利用:水力发电是通过将水流的动能转化为电能,利用水流推动涡轮转动,驱动发电机工作,将机械能转化为电能。
2. 弹簧的应用:弹簧蓄能器是利用弹簧的势能储存和释放能量的装置,在一些机械设备上起到缓冲和调节作用。
3. 弹跳运动:篮球、乒乓球等弹跳运动是动能和势能转化的典型案例。
当篮球从高处落地时,动能转化为势能,再转化为动能,球员通过控制出手力度和方向实现得分。
五、结论动能和势能之间的转化是能量守恒的表现,通过物体的运动和位置改变,能量在不同形式间不断转化。
了解动能和势能的转化原理对于理解自然界和实际应用中的各种现象具有重要意义。
同时,合理利用能量转化有助于提高能量利用效率,实现可持续发展。
(本文仅供参考,文章长度仅为841字)。
第七章 C 能的转化的方向性能源开发一、教学任务分析本节内容主要包括自然过程的方向性、能源及能源种类、能源危机及环境问题等,是对之前能的种类、能量的转化和守恒等学习内容的深化、总结和应用。
本节内容的学习对学生认同科学规律、建立社会责任感有重要的意义。
学习本节内容需要有能的概念、能的分类、能的转化、能量守恒定律、热传递、分子热运动以及相应的化学方面的知识基础。
本节教学可以分为“能的转化方向性”,“能源及能源的利用”两大主要环节,宜采用问题引导、学生讨论思考的方式展开教学,如“既然能量守恒,为什么还会产生能源危机”、“如何更好的利用能源”等。
教学可以通过创设情境开始,提出问题,接着进行“自然过程的方向性”、“能的耗散与退化”的学习,从而解决部分问题,然后转入“能源及能源的利用”环节的学习,通过对能源的种类、能源的使用状况、常规能源使用造成的环境问题的了解,最终解决提出的问题。
在教学的过程中应注重设置一些活动,展示一些资料或学生收集一些资料来加强学生的直观感受,使学生认识能源的利用过程实质上是能的转化和传递过程而非创造能量,意识到节能、开发新能源和环境保护的迫切性。
二、教学目标1.知识与技能(1)知道能源及其种类。
知道一些新型能源。
(2)知道自然过程的方向性。
知道能量的耗散和退化。
2.过程与方法(1)通过解决“自然过程方向”的探讨,感受归纳的一般方法。
(2)通过全班同学搜集、分析资料,交流讨论等活动,经历探究的一般过程。
3.情感、态度与价值观(1)通过了解能源的现状,懂得节能的意义,增强自觉节能的意识。
(2)通过自然过程方向性的学习,从能量转化的角度感悟尊重事实、遵循科学规律的重要性。
三、教学重点和难点重点:增强开发新能源、节约能源和保护环境的意识。
难点:了解认同自然过程的方向性四、教学器材和课件“太阳塔”演示录像;“气体扩散的方向性”课件;“环境问题”相关图片。
五、教学设计思路本教学设计以澳大利亚政府决定建造“千米太阳塔”的报道引入,引导学生关于“澳政府为什么决定建造该塔”展开讨论,在学生讨论的基础上,归纳出世界面临能源危机、使用新能源可以减少对环境污染的两点中心思想。
接着进入能源及其种类的学习,这部分知识,学生在初中物理以及其他学科已多次接触到,可以让学生完成自主活动,简单带过。
在了解能源现状后,提出“既然能量守恒,为什么还会产生能源危机”的问题,过渡到“自然过程的方向性”的学习,在此基础上进一步学习“能的耗散与退化”,从而解决上述提出的问题。
同时提出“如何更好的利用能源”的问题,在分析“各种交通工具的效率”、“一辆在高速公路上匀速行驶的小汽车内典型的能量流动”两份资料的基础上,引导学生提出“节能”与“提高能量利用率”最后,以实际资料分析能源与环境问题,得出“常规能源的大量消耗带来了诸多环境问题”,解决这个问题,要靠新能源的开发和利用。
本设计要突出的重点是:增强开发新能源、节约能源和保护环境的意识。
方法是:以具体翔实的资料和数据,引导学生分析,加强学生切身体会,增加学生社会责任感,从而突出重点。
本设计要突破的难点是:自然过程方向性。
方法是:这部分涉及的是“热力学第二定律”、“熵”的内容,但这部分内容在基础型课程教学时不宜直接出现,且过渡展开。
因此实际处理中,通过教师展示单项过程以及学生自己举例,然后进行归纳得出结论。
完成本设计的内容约需2课时。
六、教学流程1、教学流程图2、对流程图的说明情景千米太阳塔播放太阳塔演示录像,提出问题1:澳政府为什么决定建造太阳塔。
活动Ⅰ阅读、讨论活动1:阅读课文关于“太阳塔”的介绍,就问题1展开讨论。
活动Ⅱ填表活动2:按照表给出的能源分类法,填写能源名称。
问题Ⅰ设问1 :既然能量守恒,为什么还会有能源危机?问题Ⅱ问题2:关于海水降温发电的计算问题3:将一块烧红的铁块投入冷水中,会出现什么现象呢?问题4:电工冰箱工作过程的实际情况与热传递的方向性是否矛盾?活动Ⅲ举例活动3:列举几个自然界和日常生活中具有“方向性”过程的例子?活动IV分析、应用活动4:结合图示,说明汽车行驶时,燃烧汽油释放的化学能通过哪些途径转化成了周围环境的内能?问题Ⅲ设问2 :如何更好地利用能源?活动V分析、讨论活动5:分析资料1、资料2,讨论如何更好的利用能源。
3、教学的主要环节本设计可分为五个具体的教学环节:第一环节,情景引入。
第二环节,能源及能源种类。
第三环节,自然过程的方向性,能源的耗散与退化。
第四环节,能源的利用与开发。
第五环节:巩固练习。
Ⅰ情景导入情景播放澳大利亚预建“太阳塔”的演示录像。
问题1人们为什么要投入巨大的人力和物力建造“太阳塔”呢?活动1(1)阅读教材上关于“太阳塔”的介绍;(2)学生就问题1开展讨论。
经过学生的讨论、回答后,着重突出两点意见:①世界面临能源危机;②使用新能源可以减少对环境的污染。
Ⅱ教学内容(一)能源及能源的种类1、能源【板书】(或投影)能够提供可利用能量的物质资源叫做能源。
2、能源分类活动2按照下表给出的能源分类法,填写能源名称。
3、世界能源的资源状况及消耗种类比例分析上图表,我们可知我们面临着严峻的能源危机问题!设问1之前我们学习了能量守恒定律,既然能量守恒,为什么还会有能源危机?(二)自然过程的方向性问题2在初中我们学过当物体升高或降低温度时,就要吸收或放出热量,并且热量计算的公式为:Q=cmΔt,那么,现在我们计算一下这样一个问题:地球上有大量的海水,它的总质量约为1.4×1018t,如果这些海水的温度降低0.1℃,将要放出多少焦耳的热量?若三峡水电站一年发电量为500亿千瓦时,则相当于几个三峡水电站一年的发电量?(海水的c=4.2×103J/kg℃)『同学计算:Q= 4.2×103×1.4×1018×103×0.1 J =5.8×1023J;n=5.8×10235×1010×103×3600≈3.2×106-(个)』这相当于320多万个三峡水电站一年的发电量,且不违背能量守恒定律,为什么人们不去研究这种“新能源”呢?因为,在自然界中这样做是不可能的。
1、热传递的方向性问题3将一块烧红的铁块投入冷水中,会出现什么现象呢?『同学回答:铁块的温度降低,水的温度升高,最终两者温度相同。
』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。
谁见过这样的现象:将烧红的铁块投入水中,结果铁块温度更高,水的温度更加低。
…也就是说,谁也没有见过:热量会自发地从低温物体传给高温物体,使低温物体的温度越来越低,高温物体的温度越来越高。
这里所说的“自发地”指的是没有任何外界的影响或帮助。
【板书】(或投影)热传导的过程是有方向性的,这个过程可以向一个方向自发地进行,但是向相反方向却不能自发地进行。
要实现相反方向的过程,必须借助外界的帮助,因而产生其他影响或引起其它变化。
问题4电工冰箱工作过程(热量从冰箱内的低温区传递到外界温度较高的空气中)的实际情况与上述说法是否矛盾?『同学回答:不,因为电冰箱消耗了电能。
』这是因为电冰箱消耗了电能,对制冷系统做了功,一旦切断电源,电冰箱就不能把其内部的热量传给外界的空气了。
这个过程不是自发进行的,它引起了其他变化,即消耗了电源的电能。
因此它与上述说法不矛盾。
2、机械能和内能之间转化的方向性一个在水平地面上运动的物体,由于克服摩擦力做功,最后总要停下来,在这个过程中,物体的动能转化成为内能,使物体和地面的温度升高。
有人提出这样一种设想,发明一种装置,用它把物体与地面摩擦所生的热量都吸收过来并对物体做功,将内能全部转化为动能,使因摩擦停止运动的物体在地面上重新运动起来,而不引起其它变化。
这是一个非常诱人的设想,这种设想并不违反能量守恒定律,如果真能造出这样的装置,那么,我们的“能源问题”也就解决了。
其实人们为制造这类装置作出了各种努力,最终是失败了。
这类装置不可能制成,因为:【板书】(或投影)机械能和内能的转化过程具有方向性,机械能可以全部转化为内能,内能却不能全部转化成机械能,同时不引起其它变化。
3、其他过程的方向性活动3列举几个自然界和日常生活中具有“方向性”过程的例子?『同学回答:……』【课件演示】气体扩散的方向性【板书】(或投影)自然过程的方向性:大量的事实表明,自然界中的一切实际变化过程都具有方向性,朝某个方向的变化是可以自发发生的,相反方向的变化确是受到限制的。
这时如果要使变化了的事物重新回复到原来的状态,一定会对外界产生无法消除的影响,这就是自然界的不可逆性。
(三)能量的耗散与退化根据前面的讨论,我们知道将内能从物质中取出,使它转化为机械能时,总有一部分要散发到温度较低的环境中。
只有部分内能成为有用的机械能,另一部分成了“废品”。
从这个意义上说,内能是一种低品质的能。
【板书】(或投影)流散的内能无法重新收集起来加以利用的现象,称为能量耗散。
比如:电池中的化学能转变成电能,电能又在灯泡中转成光能,光被墙壁吸收之后,变成周围环境的内能;火炉把屋子烤暖,这时高温物体的内能变成低温物体的内能。
没有“外界的帮助”这些散失的能量永无法重复利用。
活动4结合下图说明,汽车行驶时,燃烧汽油释放的化学能通过哪些途径转化成了周围环境的内能?『同学回答:化学能变成了气缸内气体的内能,一部分内能转化为汽车的动能,另一部分散失到周围的环境中成为环境的内能.汽车的动能通过摩擦转化为环境的内能.气缸内气体的内能还有一部分通过汽车发电机转化为蓄电池内的化学能,使用蓄电池时这部分化学能转化为电能又通过车灯转化为光能,光照到地面空气,转化为环境的内能……』设问2至此,我们就知道了虽然能量是守恒的,但我们仍面临着能源危机的原因!在这种情况下,我们应思考,如何更好地利用能源?(四)能源的利用资料1各种交通工具的效率资料2 一辆在高速公路上匀速行驶的小汽车内典型的能量流动活动5 根据资料1、资料2,讨论如何利用能源面对当前的能源危机问题,我们应当节能,同时利用科技进步提高能源利用率。
(五)能源与环境常规能源的大量消耗带来了诸多环境问题:温室效应、酸雨、光化学烟雾……问题5 煤、石油、天然气等能源能以热的形式提供人类所需能量.试以它们各自的主要成分C 、C n H 2n+2、CH 4为代表,写出它们充分燃烧时的化学反应方程式,并指出它们燃烧时,哪一种产生的温室效应气体(CO 2)少?『同学回答:22CO O C −−→−+燃烧 O H n nCO O n H C n n 22222)1(22)13(2++−−→−+++燃烧O H CO O CH 222422+−−→−+燃烧质量相同的燃料,CH 4产生的温室气体最少。