能量转化和守恒定律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

W=Q， 即UIt=I2Rt， I U （欧姆定律成立）
R
计算电功和电热时：W = Q =UIt=I2Rt= U 2t
R
计算电功率和热功率时：
P=UI=I2R=
U2 R
2、非纯电阻电路中：
欧姆定律不成立，说明欧姆
W>Q， 即IUt>I2Rt，U>IR 定律不适用于非纯电阻电路
计算电功时，只能用W=IUt；计算电功率时，只能用P=IU
分析：本题涉及三个不同的功率：电动机消耗的电功率P电、电动机发 热的功率P热和对外做功转化为机械能的功率P机。三者之间遵从能量 守恒定律，即P电=P热+P机 解：由焦耳定律可知，电动机发热的功率为P热=I2R=52×0.4W=10W 电动机消耗的电功率为P电=UI=220×5W=1100W 根据能量守恒定律，电动机对外做功的功率为 P机=P电一P热=1100W-10W=1090W 这台电动机发热的功率为10W，对外做功的功率为1090W。
功是能量转化的量度，电流做了多少功就有多少电能转化为其他形 式的能。
一段电路两端的电压为U，通过的电流为I， 则在时间t内通过这段电路任 一横截面的电荷量： q=It 电场力做功：W=qU=IUt
一、电功和电功率 1、电功 （1）定义：电场力(或电流)所做的功.
（2）公式： W=UIt
电功普适公式
二、电功率P 定义：单位时间内电流所做的功 公式：P=W/t=IU 单位：W kW
三、电热Q 定义： 电流通过导体产生的热量.
对纯电阻电路： 电功=电热
电功率=热功率 对非纯电阻电路：
电功>电热 电功率>热功率
公式：Q=I2Rt
单位：J
焦耳定律：电流通过导体产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻R 和通电

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

1 2 ＝2×10×1 ＋10×10×2.5＋15J＝270J。
[答案]
(1)255J
(2)75W
(3)270J
必考内容 第五章 第4讲
成才之路 ·物理 ·人教版 · 高考一轮总复习
(2012· 陕西五校三模)如图甲所示，一条轻质弹簧左端固 定在竖直墙面上，右端放一个可视为质点的小物块，小物块 的质量为 m＝1.0kg， 当弹簧处于原长时， 小物块静止于 O 点。 现对小物块施加一个外力 F， 使它缓慢移动， 将弹簧压缩至 A 点，压缩量为 x＝0.1m，在这一过程中，所用外力 F 与压缩 量的关系如图乙所示。然后撤去 F 释放小物块，让小物块沿
必考内容 第五章 第4讲
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能量守恒定律的综合运用
命题规律 利用能量关系求解另一种状态时物体或系
统的某一种形式的能，或求物体的位移、速度大小。
必考内容 第五章
第4讲
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(2012· 重庆理综)如图所示为一种摆式摩擦因数测 量仪，可测量轮胎与地面间动摩擦因数，其主要部件有：底 部固定有轮胎橡胶片的摆锤和连接摆锤的轻质细杆。摆锤的 质量为 m，细杆可绕轴 O 在竖直平面内自由转动，摆锤重心 到 O 点距离为 L。测量时，测量仪固定于水平地面，将摆锤 从与 O 等高的位置处静止释放。摆锤到最低点附近时，橡胶 片紧压地面擦过一小段距离 s(s≪L)，之后继续摆至与竖直方 向成 θ 角的最高位置。若摆锤对地面的压力可视为大小为 F 的恒力，重力加速度为 g，求：
(1)在压缩弹簧过程中，弹簧存贮的最大弹性势能。 (2)小物块落地点与桌边 B 的水平距离。
[答案] (1)2.3J (2)2m