2.3 能量守恒定律 课件

自学提纲：1、探究实验要验证的机械能守恒的表达式，注意事项，误差分析是怎样的？2、自己动手独立推导机械能守恒的表达式，表达式有几种形式？3、机械能守恒的条件是什么？4、能量守恒定律的内容及表达式Vh一、机械能：物体所具有的动能和势能统称为机械能。E=EK+EP动能和势能之间可以相互转化（一）动能和势能之间可以相互转化（二）动能和势能之间可以相互转化（三）重力势能弹性势能势能动能机械能实验：验证机械能守恒定律实验装置、步骤及注意事项1、组装实验装置2、释放重锤记录运动情况3、选择纸带、选点并测量4、计算vn及对应动能5、比较是否相等1、安装要竖直2、先通电再释放3、先断电再取纸带4、计数点距起点远一些5、注意刻度尺读数规则实验步骤注意事项212nnmvmgh和设小球下落时先后经历了A、B两点。因为只有重力做功，根据动能定理有:h1h2V1V2AB121212122mvmvWG又根据重力做功与重力势能的变化关系有：（选地面为参考面）221mghmghWG由（1）、（2）两式得：2221212121mghmvmghmv一、机械能守恒定律：1.内容：在只有重力（或弹力）做功的情形下，物体的动能和重力（弹性）势能发生相互转化，而总的机械能保持不变。2.条件：：系统内只有重力、(弹簧)弹力做功，其它力不做功(或其它力做功代数和为零)。1.从系统的内、外力做功的角度看,只有重力、（弹簧）弹力做功，具体表现为三种情况：(1)只受重力、（弹簧）弹力。(2)还受其它力，但其它力不做功。(3)其它力做功，但做功的代数和为零。机械能守恒条件的进一步理解2.从能量转化的角度看，只有系统内动能和势能相互转化，无机械能与其它形式能量（如内能）之间的转化。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(忽略空气阻力）。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。2112222121vmhgmvmhgm即EK2＋EP2＝EK1＋EP1课堂小结1、动能和势能统称为机械能2、机械能守恒定律：a、在只有重力做功的条件下，物体的动能和重力势能相互转化，但机械能的总量保持不变b、在只有弹力做功的条件下，物体的动能和弹性势能相互转化，但机械能的总量保持不变c、在只有重力和弹力做功的条件下，系统的动能和势能相互转化，但机械能的总量保持不变。3、表达式：课堂练习2.一个轻弹簧固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面肯弹簧保持原长的A点无初速度释放，让它自由下摆，不计空气阻力，在重物由A摆到最低点的过程中，A、重物的重力势能减少。B、重物的重力势能增加。C、重物的机械能不变。D、重物的机械能减少。oAAD球和弹簧组成的系统机械能守恒1.下列关于机械能是否守恒的叙述正确的是A、做匀速直线运动的物体机械能一定守恒。B、做匀变速直线运动的物体的机械能可能守恒。C、合外力对物体做功为零时机机械能守恒。D、只有重力对物体做功，物体的机械能一定守恒。BD物体的机械能是否守恒与物体的运动无关3.在《验证机械能守恒定律》的实验中，下列操作正确的是[]A．先释放重物，后接通电源B．用秒表测量重物下落的时间C．打完一条纸带后，立即切断电源D．每打完一条纸带，活动复写纸位置CD2能量的形式人类利用能源大致经历了三个时期，即柴薪时期，煤炭时期，石油时期。人类使用的能源可分为常规能源和新能源。常规能源：煤，石油，天然气；新能源：风能，水能，太阳能（光能），核能（原子能）。煤炭煤炭是地球上蕴藏量最丰富，分布地域最广的化石燃料。据世界能源委员会的评估，世界煤炭可采资源量达4．84×104亿t标准煤，占世界化石燃料可采资源量的66．8％。煤炭是埋藏在地下的植物受地下和地热的作用，经过几千万年乃至几亿年的炭化过程，释放出水份、二氧化碳、甲烷等气体后，含氧量减少而形成的，含炭量非常丰富。由于地质条件和进化程度不同，含炭量不同，从而发热量也就不同。按发热量大小顺序分为无烟煤、烟煤和褐煤等。石油石油是水中堆积的微生物残骸，在高压的作用下形成的碳氢化合物。石油经过精制后可得到汽油、煤油、柴油和重油。石油在地球上分布不均，中东占54%，北美占12%，南美占9%，几乎占了可确认埋藏量的3/4。水电水力发电是从流动的水的能量中产生的电能。原理是利用一条大堤坝蓄水成湖，引水流过大堤坝的涡轮桨叶，从而推动涡轮电机发电。水力发电最丰富的地方，通常都有高山峻岭和充沛的雨量，形成流速高、流量大的河流。水力发电是可再生的能源，不会污染空气。风能风是地球上的一种自然现象，它是由太阳辐射热引起的。太阳照射到地球表面，地球表面各处受热不同，产生温差，从而引起大气的对流运动形成风。据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约2％转化为风能，但其总量仍是十分可观的。全球的风能约为2.74X109MW，其中可利用的风能为2X107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。潮汐能潮汐与潮流能来源于月球、太阳引力。潮汐的能量与潮差大小和潮量成正比；潮流、海流的能量与流速平方和通流量成正比。据调查统计，我国沿岸和海岛附近的可开发潮汐能资源理论装机容量达2179万kW，理论年发电量约624亿kWH，波浪能理论平均功率约1285万kW，潮流能理论平均功率1394万kW。地热能地热能是来自地球深处的可再生热能。它起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。地下水的深处循环和来自极深处的岩浆侵入到地壳后，把热量从地下深处带至近表层。在有些地方，热能随自然涌出的热蒸汽和水而到达地面。地热作为指贮存在地球内部的热能，其储量比目前人们所利用的总量多很多倍，而且集中分布在构造板块边缘一带、该区域也是火山和地震多发区。生物能生物能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式，一种以生物质为载体的能量，它直接或间接地来源于植物的光合作用，在各种可再生能源中，生物质是独特的，它是贮存的太阳能，更是一种唯一可再生的碳源，可转化成常规的固态、液态和气态燃料。目前世界各国都正在着手开发和利用，如沼气。核能在50多年前，科学家发现铀-235原子核在吸收一个中子以后能分裂，同时放出2-3个中子和大量的能量，放出的能量比化学反应中释放的能量大得多，这就是核裂变能，也就是我们所说的核能。核电站是利用原子核内部蕴藏的能量产生电能的新型发电站。太阳能太阳内部高温核聚变反应所释放的辐射能。太阳向宇宙空间发射的辐射功率位3.8×10^23kW的辐射值，其中20亿分之一到达地球大气层。到达地球大气层的太阳能，30%被大气层反射，23%被大气层吸收，其余的到达地球表面，其功率为8×10^13kW。据估算，地球上每年接收的太阳能，相当于地球上每年燃烧其他燃料所获能量的3000倍，因此，大力开发利用太阳能是21世纪的高新技术。飞机飞行闪电点燃的火柴火山喷发核电站通讯卫星太阳灶石油开采通讯卫星