能量的转化与守恒定律 PPT

三 能量守恒定律
在力学部分已知道，在只有重力或弹力 对物体做功的条件下 (或者不受其 他外力的作用下），物体的动能和势能（包括重力势能和弹性势能）发生 相互转化，机械能守恒。 思考：1.为什么图中的小球在来回摆动过程中达到的最高点会越来越低呢？
2.为什么机械钟要定时上发条？
小球左右摆动
1.为什么图中的小球在来回摆动过程中达到的最高点会越来越低呢？
能量守恒定律
能量及其 世界上存在着不同形式的能量， 转化 能量之间可以相互转化
能量守恒 定律 能量是守恒的、永动机是不存在的
这是因为小球受到了空气的阻力，在摆动过 程中不断生热，小球的机械能不守恒。
如果把小球和空气分子的内能加上，总能量 仍然不变。
也就是说，考虑机械能和增加的内能，能量 仍然是守恒的。
小球左右摆动
2.为什么机械钟要定时上发条？ 钟摆、指针在运动过程中也会发生能量损耗， 机械能转化为内能,机械能总量减小； 上发条后，弹簧发条不断将弹性势能补充给 钟摆，维持正常的摆动。 如果考虑机械能和内能，总能量依然是守恒的。
永动机不可能实现，因为抽水机在此过程中， 机械存在摩擦,有部分机械能会转化为内能， 即机械能会逐渐减少，所以机械能总量不守 恒，永动机装置不能实现。
永动机的失败，从反面证明了能量守恒 定律的正确性。
1.某智能百叶窗的叶片上贴有太阳能板，在光照时发电，给电动机供电以

调节百叶窗的开合。该过程中发生的能量转换是（ C ）
一 形形色色的能量
讨论交流 物体具有的能量 你能说出下图中这些物体具有的是什么能量吗？
在空中运动的足球 机械能
一缕阳光 太阳能
烫手的暖气片 内能
电池 化学能
在空中运动的足球 一缕阳光

的限制。
热力学第二定律
热力学第二定律指出，不可能从 单一热源吸收热量并完全转换为 有用的功而不产生其他影响。这
限制了热机的效率。
电磁波的产生与传播
电磁波的产生
电磁波是由电荷或电流的振动产生的波动现象。振荡的电 荷或电流产生电场，而振荡的电场产生磁场，两者相互激 发形成电磁波。
电磁波的传播
电磁波在空间中以波动的形式传播，其传播速度等于光速。 电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播。
能量守恒定律具有方向性、守恒 性、不可创性和不可逾越性。
能量守恒定律的重要性
科学研究基础
人类生活影响
能量守恒定律是物理学、化学、生物学 等学科研究的基础，为科学家们提供了 研究物质运动和相互作用的共同框架。
能量守恒定律深刻影响着人类的生产和生 活方式，如能源利用、交通出行、工业生 产等，推动着人类社会的进步和发展。
微观领域
在微观领域，能量守恒定律适用 于原子和分子的运动和相互作用 ，如化学反应、核反应等。
相对论领域
在相对论领域，能量守恒定律适用 于高速运动和高能物理现象，如相
对论效应和量子力学效应等。
02
能量守恒定律的原理
能量转换与守恒
能量是物体做功的能力，可以 表现为多种形式，如机械能、 电能、化学能等。
03
节能意义
节能有助于减少能源消耗，降低环境污染，促进可持续发展。
动力机械与热机
动力机械
动力机械是利用能量转换原理将 一种形式的能量转换为另一种形 式的能量的机械装置。例如，内 燃机将燃料化学能转换为机械能。
热机
热机是一种将热能转换为机械能 的装置，如蒸汽机、汽轮机、内 燃机等。热机的效率受卡诺循环
能量守恒定律课件

能量守恒定律
基础整合
1.功是能量转化的量度 做功的过程对应能量的转化，做多少功就有多 少能量发生了转化，即功是能量转化的量度. 2.能量守恒定律 （1）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，这个规律叫做能量守恒定律.
θ=30°，其上 A、B 两点间的距离为 l=5 m，传送带在电动机 的带动下以 v=1 m/s 的速度匀速运动，现将一质量为 m=10 kg 的小物体（可视为质点）轻放在传送带的 A 点，已知小物体 与传送带之间的动摩擦因数为 μ= 3 ，在传送带将小物体从
2
A 点传送到 B 点的过程中，求：
（1）传送带对小物体做的功.
过程中（ BD ）
A.外力 F 做的功等于系统动能增量 B.B 对 A 的摩擦力所做的功等于 A 的动能增量 C.A 对 B 的摩擦力所做的功等于 B 对 A 的摩擦力
所做的功
D.外力 F 对 B 所做的功等于 B 的动能的增量与 B
克服摩擦力所做功之和
解析：滑动摩擦力做的功大小等于滑动摩擦力
大小乘以相对路程，即 W=Ff·d 相，故选项 C 错误.
（1）小球到 C 点时速度 v0 的大小； （2）小球在 C 点对环的作用力大小.
（g 取 10 m/s2）
思路点拨：小球从 B 到 C 的过程中重力和弹簧
的弹力做功，重力势能、弹性势能及动能相互转化， 利用能量守恒定律求解.
解析：（1）小球在 B 点时弹簧的长度为 l1=R=l0
所以在此位置时弹簧处于自然状态，弹簧的弹
重力和摩擦力做负功.支持力不做功，
由动能定理得：WF－WG－Wf=1 mv2－0.

用电动机提升重物时，电动机消耗的 电能是否都转化为重物的机械能？
不是。 是否还转化为其他情势的能量？
电动机消耗的电能一部分转化为重物的机械能，一部分转 化为内能。
如果把转化后的各种情势的能量全部加 起来，是否跟电动机消耗的电能相等？
如果把转化后的各种情势的能量全部 加起来跟电动机消耗的电能相等。
演员的重 转化 手和竹竿
力势能
的内能
相反的过程不会自发地产生，即手和竹 竿不可能自发地降低温度，而使人的位 置升高。
能量的转化和转移有一定的方向性。符合能量转化和守恒定 律的过程不一定都能产生。 内能总是自发地从高温物体转移到低温物体，而不能自发地 从低温物体转移到高温物体；机械能可以自发地转化为内能， 而内能不能自发地转化为机械能。 人们是在能量转化或转移过程中利用能量的。利用能量是有 代价的，也是有条件的，所以要勤俭能源。
机械能 转化
电能
青蛙从地上跃起捕捉害虫。在这个过程中，青蛙消耗了什么 能？这些能量到哪里去了？青蛙获得了什么能？这些能量来 自哪里？
青蛙从地上跃起捕捉害虫。在这个过程 中，青蛙消耗了化学能，这些能量转化 为机械能；青蛙获得了机械能，这些能 量来自食物的化学能。
6. 能量转移和转化具有普遍性
（1）自然界中各种情势的能量不是孤立的，不同情势的 能量可以在一定条件下相互转化，也可以在不同的物体 间相互转移。 （2）能量的转化是普遍现象，自然界中物质运动情势的 变化总伴随着能量的相互转化。“消耗能量”“ 利用能 量”或者“ 获得能量”，实质上就是能量相互转化或转 移的过程。
光合作用是指植物利用光能， 把二氧化碳和水转化成有机物，并 释放出氧气的过程。植物通过光合 作用把光能转化为化学能。
每年全球光合作用可以产生约1600 亿吨糖类。光合作用不 仅为生物体提供食物和能量，也是目前世界上主要动力的源泉。 人类利用的煤、石油、天然气等化石能源，是古代植物进行光合 作用攒积下来的。光合作用是地球上最主要的能量转化过程。