能量守恒定律 教学用

能量守恒定律夹子打点计时器纸带重物？铁架台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。实验结论：（1）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．（2）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．（3）打点记时器必须接50Hz交流低压电源.（4）挑选一条点迹清晰且第1、2点间距约为2mm的纸带进行测量。（5）实验中，只要验证gh是否等于v2/2即可，不用测重锤的质量。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。实验中的注意事项：

质量为m的物体自由下落过程中，经过高度h1的A点时速度为v1，下落至高度h2的B点处速度为v2，不计空气阻力，试分析物体下落过程中能量的转化情况？h1v1v2mh2ABh1V1h2V2AB②由重力做功与重力势能关系①A→B动能定理：③由以上两式：即：v1弹簧的弹性势能与小球的动能相互转化v2x一、机械能守恒定律：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，但机械能的总量保持不变。（二）条件：

1、只有重力和弹力做功。

2、只发生动能和势能间的相互转化。（一）表达式：（三）对机械能守恒定律条件的理解：（3）、物体除受重力外还受其它力，其他力也做功，但其它力做功的代数和为零。ABvv（1）、物体只受重力，不受其它力；（2）、物体除受重力外还受其它力，但其他力不做功；v1vG（1）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：（2）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件；（3）若符合，恰当的选取零势能面，确定物体初、末状态的机械能；（4）根据机械能守恒定律列方程求解。

例题1.在下面各个实例中，除1外都不空气阻力，判断哪些机械能是守恒的，并说明理由。

1.伞兵带着张开的降落伞在空气中匀速下落。

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做功。2.抛出的手榴弹做抛物线运动。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。

3.物体沿着光滑的曲面滑下。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，不做功。4.拉着物体沿着光滑的斜面匀速上升。解析：机械能不守恒，因为除重力外，还有拉力对物体做功。

5.在光滑水平面上运动的小球碰到一个弹簧，把弹簧压缩后，又被弹回来。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。6.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。解析：机械能守恒，因为小球在水平面上运动,重力和支持力不做功,重力势能不变;绳的拉力始终与位移垂直，也不做功，小球做匀速圆周运动，动能也不变。7.套在光滑圆环上的小球在竖直面内做圆周运动使小球在竖直面内做圆周运动。解析：机械能守恒，因为除重力外，环的弹力不做功。小球的动能和重力势能相互转化，但机械能保持不变。例题TmgvBAOLC二、能量守恒定律（2）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于其他物体能量的减少量1、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。2、对能量守恒定律的理解：（1）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少量；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)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，严重破坏自然界的生态平衡．(1)温室效应：是由于大气中温室气体(二氧化碳、甲烷等)含量增大而形成的．主要原因是煤炭和