能量 能量转化与守恒定律

第六节能量的转化与守恒课前自主学案一、各种各样的能量自然界中存在着不同形式的能量，与物体的机械运动对应的能量称_________，与物体内大量分子热运动及分子间相互作用对应的能量称为______,与电磁运动对应的能量称为_________，与物质的化学运动对应的能量称为_________．机械能内能电磁能化学能课前自主学案．二、能量之间的转化虽然自然界中存在多种形式的能量，但不同形式的能量之间可以相互______．转化思考感悟1．不同形式能量间的相互转化是通过什么实现的？在某一过程中能量转化了多少可以用什么来量度？

提示：不同形式能量间的相互转化是通过做功实现的．

做功的过程就是能量发生相互转化的过程,且做了多少功，就有多少能量发生相互转化，即功是能量转化的量度．三、能量转化与守恒定律1．内容：能量既不会凭空______，也不会凭空______,它只能从一种形式______为另一种形式，或者从一个物体______到另一个物体，在转化或转移的过程中其总量不变．

产生消失转化转移三、能量转化与守恒定律2．意义：能量转化与守恒定律是最基本、______、最重要的自然规律之一，它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，它指出了能量既不能无中生有，也不能______，只能在一定条件下相互______．最普遍消灭转化四、能量转化和转移的方向性能量转化和转移具有_______，如烧火生热，化学能通过燃烧转化为内能，但内能不会自发地重新转化为化学能．方向性核心要点突破一、功能关系的进一步理解1．内容：功是能量转化的量度．2．对功能关系的四点理解(1)能量的转化是通过做功来完成的，做功的过程就是能量转化的过程．如：重力做功，可使重力势能和动能发生相互转化；弹簧的弹力做功，可使弹性势能和动能发生相互转化；电动机做功，可将电能转化为机械能；电流做功，可将电能转化为内能和光能等等．(2)做了多少功，就有多少能量发生了转化．如：运动员将质量为150kg的杠铃举高了2m，他做了3000J的功，就有约3000J的化学能转化为(杠铃的)重力势能．

(3)(不同力做的功对应着不同的能量转化)自然界中各种不同性质的力(如重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等等)做功，使形形色色的能发生相互转化.虽然它们做功的计算方式可能不同,但做了多少功就有多少能量由一种形式转化为另一种形式．(4)功是能量转化的量度(这是功的物理意义)，它建立起了功与能量转化的桥梁，因此通过做功的多少可以定量地研究能量及能量转化的问题．3．几个常用的功能关系常见的力做功与能量变化的对应关系如下：功能的变化表达式重力做功正功重力势能减少重力势能变化WG＝Ep1－Ep2负功重力势能增加弹力做功正功弹性势能减少弹性势能变化W弹＝Ep1－Ep2负功弹性势能增加合力做功正功动能增加动能变化W合＝Ek2－Ek1负功动能减少除重力(或系统内弹力)外其他力做功正功机械能增加机械能变化W外＝Ek2－Ek1负功机械能减少即时应用

1．(单选)下列说法中正确的是(

)A．能就是功，功就是能B．做功越多，物体的能量就越大C．外力对物体不做功，这个物体就没有能量D．能量转化的多少可以用做功来量度

即时应用

解析：选D.功和能是两个不同的概念，故A错误；做功的多少只是说明了能量转化的多少，而不能说明能量的多少，故B错误；外力做功与物体能量的有无无关,故C错误；功是能量转化的量度，故D正确．二、能量转化与守恒定律的理解1．表达式(1)E1＝E2

(2)ΔE增＝ΔE减2．对能量转化与守恒定律的理解(1)某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加，且减少量和增加量一定相等．(2)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．即时应用

2．图表示撑杆跳运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆．试定性地说明在这几个阶段中能量的转化情况．答案：

运动员的助跑阶段，身体中的化学能转化为人和杆的动能；

起跳时，运动员的动能和身体中的化学能转化为人的重力势能和动能，使人体上升至横杆以上；

越过横杆后，运动员的重力势能转化为动能．一小滑块放在如图所示的凹形斜面上，用力F沿斜面向下拉小滑块，小滑块沿斜面运动了一段距离．若已知在这个过程中，拉力F所做的功的大小(绝对值)为A，斜面对滑块的作用力所做的功的大小为B，重力做功的大小为C，空气阻力做功的大小为D

．用这些量来表达小滑块的动能的改变(指末态动能减去初态动能)等于多少？滑块的重力势能的改变等于多少？滑块机械能(指动能与重力势能之和)的改变等于多少？【精讲精析】根据动能定理，动能的改变等于外力做功的代数和．其中做负功的有空气阻力做的功，斜面对滑块的作用力的功(因弹力不做功，实际上为摩擦阻力的功)，因此ΔEk＝A－B＋C－D；根据重力做功与重力势能的关系，重力势能的减少等于重力所做的功，因此ΔEp＝－C.滑块机械能的改变等于重力之外的其他力做的功，因此ΔE＝A－B－D.【答案】

A－B＋C－D－C

A－B－D【方法总结】应用功能关系分析问题时，一定要搞清什么力的功对应什么能的变化并且力对“谁”做功就对应“谁”的位移，引起“谁”的能量变化．(单选)下列说法正确的是(

)A．随着科技的发展，永动机是可以制成的

B．太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了

C．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，因而是不可能的

D．有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生【精讲精析】永动机是指不消耗或少消耗能量，而可以大量对外做功的装置，历史上曾出现过各式各样的所谓永动机的发明，结果都以失败告终，原因就是违背了能量转化和守恒定律，即使以后科技再发达，也要受自然规律的制约，所以永动机是永远不可能制成的．故A错．太阳辐射大量的能量,地球只吸收了极小的一部分，就形成了风云雨雪，使万物生长，但辐射到星际空间的能量也没有消失，一定是转化成了别的能量，所以B错．马和其他动物，包括人要运动,必须消耗能量，动物的能量来源于食物中储存的化学能，因此C正确．所谓“全自动”手表内部还是有能量转化装置的，一般是一个摆锤，当人戴着手表活动时，使摆锤不停摆动，给游丝弹簧补充能量，才会维持手表的走时，如果把这种表放在桌面上静置两天，它一定会停摆的，故D错．【答案】

C【方法总结】大量实验和实践证明：一切现象和过程都遵守能量守恒定律．在解决任何问题时，能量守恒的思想不能动摇．

如图所示,一子弹以水平速度射入置于光滑水平面上原来静止的木块，并留在木块中，在此过程中子弹钻入木块的深度为d，木块的位移为s，木块对子弹的摩擦阻力大小为f，则在这一过程中系统机械能损失了多少？由能的转化和守恒定律你能得出什么结论？【答案】

fd见精讲精析【方法总结】摩擦生热是一个属于系统的现象，其本质就是一对滑动摩擦力做功代数和总为负．计算摩擦生热可依据能量转化与守恒定律，在滑动摩擦力大小一定的情况下，也可由Q＝fs相对求解．

如图4－6－5所示，滑块从A点由静止开始沿斜面下滑，过O点后滑上右边斜面B点时的速度恰好等于零，O点附近光滑，滑块经过O点没有能量损失．若滑块从B点以某速度v沿原路往回滑，到达A点时速度也恰好为零，求A、B两点之间的高度差．能量转化与守恒定律的应用类型四例4图4－6－5【思路点拨】滑块从A