能量守恒定律教学用

1、能量守恒定律夹子夹子打点计时器打点计时器纸带纸带重物重物？铁架台铁架台当物体只有重力做功时，重力势能和动当物体只有重力做功时，重力势能和动能相互转化，机械能保持不变。能相互转化，机械能保持不变。实验结论：实验结论：（1 1）实验中打点记时器的安装，纸带和限位孔必须在）实验中打点记时器的安装，纸带和限位孔必须在同一竖直线上，以减少摩擦力同一竖直线上，以减少摩擦力（2 2）实验时，必须先接通电源，让打点记时器工作）实验时，必须先接通电源，让打点记时器工作正常后才松开纸带让重锤下落正常后才松开纸带让重锤下落（3 3）打点记时器必须接）打点记时器必须接50Hz50Hz交流低压电源交流低压电源. .（4

2、 4）挑选一条点迹清晰且第）挑选一条点迹清晰且第1 1、2 2点间距约为点间距约为2mm2mm的纸的纸带进行测量。带进行测量。（5 5）实验中，只要验证）实验中，只要验证ghgh是否等于是否等于v v2 2/2/2即可，不用测即可，不用测重锤的质量。重锤的质量。误差分析：由于重锤克服阻力作功，所误差分析：由于重锤克服阻力作功，所以动能增加量略小于重力势能减少量。以动能增加量略小于重力势能减少量。 实验中的注意事项：实验中的注意事项： 质量为质量为m的物体自由下落过程中，经过高度的物体自由下落过程中，经过高度h1的的A点时速度为点时速度为v1，下落至高度，下落至高度h2的的B点处速度为点处速度为

3、v2，不计空气阻力，试分析物体下落过程中能量，不计空气阻力，试分析物体下落过程中能量的转化情况？的转化情况？h1v1v2mh2AB1221222121kkGEEmvmvW2121ppGEEmghmghW2121222121mghmghmvmv1212222121mghmvmghmv1122pkpkEEEEh1V1h2V2AB由重力做功与重力势能关系AB动能定理： 由以上两式：即：1221222121kkGEEmvmvW2121ppGEEmghmghW2121222121mghmghmvmv1221222121kkGEEmvmvW2121ppGEEmghmghW1212222121mghmvmg

4、hmv2121222121mghmghmvmv1221222121kkGEEmvmvW2121ppGEEmghmghW1122pkpkEEEE1212222121mghmvmghmv2121222121mghmghmvmv1221222121kkGEEmvmvW2121ppGEEmghmghWv1v2一、机械能守恒定律：一、机械能守恒定律：在只有重力（或弹力）做功的情形下，物体在只有重力（或弹力）做功的情形下，物体的动能和重力（弹性）势能可以发生相互转化，的动能和重力（弹性）势能可以发生相互转化，但机械能的总量保持不变。但机械能的总量保持不变。（二）条件（二）条件： 1、只有重力和弹力做功。、

5、只有重力和弹力做功。 2、只发生动能和势能间的相互转化。、只发生动能和势能间的相互转化。（一）表达式：1212222121mghmvmghmv1122pkpkEEEE （三）对机械能守恒定律条件的理解：（三）对机械能守恒定律条件的理解：v1vGG（1 1）确定研究对象和研究过程；）确定研究对象和研究过程；（四）应用机械能守恒定律解题的一般步骤：（四）应用机械能守恒定律解题的一般步骤：（2 2）对研究对象进行受力分析，明确各个力）对研究对象进行受力分析，明确各个力的做功情况，判断是否符合机械能守恒的条的做功情况，判断是否符合机械能守恒的条件；件；（3 3）若符合，恰当的选取零势能面，确定物）若符

6、合，恰当的选取零势能面，确定物体初、末状态的机械能；体初、末状态的机械能；（4 4）根据机械能守恒定律）根据机械能守恒定律列方程列方程求解。求解。 例题例题1. 在下面各个实例中，除在下面各个实例中，除1外都外都不空气阻力，判断哪些机械能是守恒不空气阻力，判断哪些机械能是守恒的，并说明理由。的，并说明理由。 1. 伞兵带着张开的降落伞在空气中伞兵带着张开的降落伞在空气中匀速下落。匀速下落。 解析：机械能不守恒，因为除重解析：机械能不守恒，因为除重力做功外，降落伞还要克服空气阻力力做功外，降落伞还要克服空气阻力做功。做功。 2. 抛出的手榴弹做抛物线运动。抛出的手榴弹做抛物线运动。 解析：机械能

7、守恒，因为除受重解析：机械能守恒，因为除受重力外，没有其它力对手榴弹做功。力外，没有其它力对手榴弹做功。 3. 物体沿着光滑的曲面滑下。物体沿着光滑的曲面滑下。 解析：机械能守恒，因为除重力解析：机械能守恒，因为除重力做功外，曲面弹力始终与位移垂直，做功外，曲面弹力始终与位移垂直，不做功。不做功。 4. 拉着物体沿着光滑的斜面匀速拉着物体沿着光滑的斜面匀速上升。上升。 解析：机械能不守恒，因为除重解析：机械能不守恒，因为除重力外，还有拉力对物体做功。力外，还有拉力对物体做功。 5. 在光滑水平面上运动的小球碰在光滑水平面上运动的小球碰到一个弹簧，把弹簧压缩后，又被弹到一个弹簧，把弹簧压缩后，又

8、被弹回来。回来。 解析：机械能守恒，因为除弹簧解析：机械能守恒，因为除弹簧弹力外，没有其它力对小球做功。弹力外，没有其它力对小球做功。 6. 用细绳拴着一个小球，使小球用细绳拴着一个小球，使小球在光滑水平桌面内做匀速圆周运动。在光滑水平桌面内做匀速圆周运动。 解析：机械能守恒，因为小球在解析：机械能守恒，因为小球在水平面上运动水平面上运动, 重力和支持力不做功重力和支持力不做功,重力势能不变重力势能不变; 绳的拉力始终与位移绳的拉力始终与位移垂直，也不做功，小球做匀速圆周运垂直，也不做功，小球做匀速圆周运动，动能也不变。动，动能也不变。 7. 套在光滑圆环上的小球在竖直套在光滑圆环上的小球在竖

9、直面内做圆周运动使小球在竖直面内做面内做圆周运动使小球在竖直面内做圆周运动。圆周运动。 解析：机械能守恒，因为除重力解析：机械能守恒，因为除重力外，环的弹力不做功。小球的动能和外，环的弹力不做功。小球的动能和重力势能相互转化，但机械能保持不重力势能相互转化，但机械能保持不变。变。例题TmgvB0210)cos1 (2mvmglAOLC二、能量守恒定律（2 2）一个物体能量的增加，必然存在其他物）一个物体能量的增加，必然存在其他物体能量的减少，且这个物体能量的增加量等体能量的减少，且这个物体能量的增加量等于其他物体能量的减少量于其他物体能量的减少量1 1、内容：能量既不能凭空产生，也不能凭空消失

10、，、内容：能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或丛一个物它只能从一种形式转化为另一种形式，或丛一个物体转移到另一个物体，在转移或转化过程中其总量体转移到另一个物体，在转移或转化过程中其总量保持不变。保持不变。2 2、对能量守恒定律的理解：、对能量守恒定律的理解：（1 1）一种能量的增加，必然存在其他能量的）一种能量的增加，必然存在其他能量的减少，且这种能量的增加量等于其它能量的减减少，且这种能量的增加量等于其它能量的减少量；少量；EE增减一、能量转化和转移的方向性1能量转化和转移的方向性自然界实际进行的与热现象有关的一切宏观过程都是有_性的不可逆的过程方向(1

11、)机械能与内能间转化的方向性：_可以完全转化为_，反过来，_不可能_地、并不引起任何变化地完全变为机械能(2)热传递过程中的方向性：在热传递的过程中，内能总是_地从_物体向_物体转移，而不可能_地从_物体向_物体转移2热机的效率热机是将内能转化为机械能的装置，它从高温热源吸收热量，一部分用来做功，同时向低温热源放出热量，它的效率_达到100%.机械能内能内能自动自动高温低温自动低温高温不可能正确理解能量转化和转移的方向性1关于方向性的理解能量守恒定律指明各种形式的能量可以相互转化，并且在转化或转移过程中总和不变但是能量的转化和转移并不是任意的，而是具有方向性的，具体表现在：(1)机械能可以自发

12、地全部转化为内能，但内能不能全部转化为机械能而不引起其他变化机械能转化为内能可以不需要专门的设备，但内能转化为机械能却需要很复杂的设备例如蒸汽机、内燃机等(2)内能总是自发地从高温物体向低温物体传递，但不能自发地从低温物体向高温物体传递这里所说“自发地”是指没有任何外界的影响或帮助，电冰箱工作时能将冰箱内(温度较低)的热量，传给外界空气(温度较高)，是因为电冰箱消耗了电能，对制冷系统做了功(3)散失到周围环境中的内能不可能重新收集起来重新利用二、能源开发与可持续发展1珍惜能源：能量的利用过程是_的，自然界中的常规能源(如煤炭、石油等)的储量是_的，并且是不可再生的，因此我们要珍惜现有的能源，尽力提高能源的_2认识未来的能源：核能、风能、_、水能、地热能、生物质能、海洋能、氢能等3人类社会可持续发展的意义：发展不仅是满足_的需要，还应考虑不损害_的需要不可逆有限利用效率太阳能当代人后代能源与环境问题1能源凡是能够提供可利用能量的物质统称为能源(1)常规能源：煤、石油、天然气常规能源的储量是有限的(2)绿色能源：在释放能量或能量转化的过程中对环境不造成污染的能源它包括：风能、水能、太阳能、氢能、生物质能等2环境问题常规能源的大量消耗会产生严重的环境污染，它会严重威胁人体健康，同时又影响动植物的生长，破坏经济资源，损坏建筑物及文物古迹，如果严重时还会改变大气的性质，