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(共27张PPT)
能量守恒定律(一)
主讲老师俞俊雄
能量守恒定律
能源和能量耗散
对功、能关系的理解
对能量守恒定律的理解
———目 录———
01
02
03
04
PART
01
能量守恒定律
1.基本知识
(1)定律内容
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化和转移的过程中，能量的总量 保持不变．
能量守恒定律
(2)建立定律的两个重要事实
①确认了永动机的不可能性．
②各种自然现象之间能量的相互联系与转化．
(3)机械能守恒定律与能量守恒定律的关系
机械能守恒定律是能量守恒定律的特殊背景下一种特殊表现形式．
能量守恒定律
PART
02
能源和能量耗散
能源和能量耗散
1.基本知识
(1)能量耗散
燃料燃烧时把自己的热量释放出去，电池中的化学能转化为电能，它又通过灯泡转化成内能和光能，热和光被其他物体吸收之后变成周围环境的内能，我们无法把这些散失的能量收集起来重新利用．
(2)能源危机的含义
在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成不便于利用的了．
(3)能量转化的方向性与节约能源的必要性
能量耗散反映了能量转化的宏观过程具有方向性，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的，所以自然界的能量虽然守恒，但还是很有必要节约能源．
能源和能量耗散
PART
03
对功、能关系的理解
对功、能关系的理解
【问题导思】　
1．能量转化用什么量度？
2．某种力的功常与某种能量转化相联系，对吗？
3．常见的功能关系有哪些？
对功、能关系的理解
1．功与能量的转化
不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的．做功的过程就是各种形式的能量之间转化(或转移)的过程，且做了多少功，就有多少能量发生转化(或转移)．因此，功是能量转化的量度．
对功、能关系的理解
2．功与能的关系
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＝E2－E1
负功 机械能减少
例 1
如图所示，质量为m的小铁块A以水平速度v0从左侧冲上质量为M、长为l置于光滑水平面C上的木板B，刚好不从木板上掉下，已知A、B间的动摩擦因数为μ，此时木板对地位移为x，求这一过程中：
(1)木板增加的动能；
(2)小铁块减少的动能；
(3)系统机械能的减少量．
例 1
如图所示，质量为m的小铁块A以水平速度v0从左侧冲上质量为M、长为l置于光滑水平面C上的木板B，刚好不从木板上掉下，已知A、B间的动摩擦因数为μ，此时木板对地位移为x，求这一过程中：
(1)木板增加的动能；
(2)小铁块减少的动能；
(3)系统机械能的减少量．
【审题指导】　求解本题应注意以下三点：
(1)木板增加的动能等于它受到的合力做的功．
(2)铁块减少的动能等于它克服合外力做的功．
(3)系统机械能的减少量等于系统克服摩擦力做的总功．
【答案】　(1)μmgx　(2)μmg(x＋l)　(3)μmgl
两个相互作用的物体有相对运动时，例如一个物体在另一个物体上滑动，子弹打木块等．此时两物体所受的作用力大小相等，方向相反，求解功时应分别对应相应的位移．系统产生的内能，等于摩擦力与相对位移的乘积．
PART
04
对能量守恒定律
的理解
对能量守恒定律的理解
【问题导思】　
1．能量守恒定律有条件吗？
2．能量守恒定律有什么重要意义？
3．应用能量守恒定律分析问题的一般步骤是什么？
1．能量守恒定律的重要意义
(1)能量守恒定律是普遍适用的，对宏观世界与微观世界、高速运动与低速运动等都成立．
(2)能量守恒定律反映了自然现象的普遍联系，对人类认识自然、改造自然起着重要的指导作用．
(3)能量守恒定律彻底否定了第一类永动机的存在，即不需要任何动力和燃料，却能不断对外做功的机械是不可能存在的．
对能量守恒定律的理解
2．表达式：ΔE减＝ΔE增． ΔE1减＝ΔE2增．
3．含义
(1)某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量一定和增加量相等．
(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．
4．应用步骤
(1)分清哪些形式的能(如机械能、热能、电能等)在变化．
(2)分别列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式．
(3)依据能量守恒列式求解．
对能量守恒定律的理解
1．能量守恒定律是个普遍规律，它不受条件约束，是自然科学的基本规律之一．
2．应用能量守恒定律解题时，一定要分清系统中有哪些形式的能，什么能发生了转化或转移．
例 2
例:如图所示，传送带与水平面之间的夹角为θ＝30°，其上A、B两点间的距离为x＝5 m，传送带在电动机的带动下以v＝1 m/s的速度匀速运动，现将一质量为m＝10 kg的小物体(可视为质点)轻放在传送带的A点，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数为μ＝，在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中，(g取10 m/s2)求：
(1)传送带对小物体做的功．
(2)电动机做的功．
例 2
例:如图所示，传送带与水平面之间的夹角为θ＝30°，其上A、B两点间的距离为x＝5 m，传送带在电动机的带动下以v＝1 m/s的速度匀速运动，现将一质量为m＝10 kg的小物体(可视为质点)轻放在传送带的A点，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数为μ＝，在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中，(g取10 m/s2)求：
(1)传送带对小物体做的功．
(2)电动机做的功．
审题指导】　解答本题应明确以下几点：
(1)小物体的运动有什么特点？
(2)传送带对小物体做功等于其增加的机械能．
解：（1）物体刚放上A点时，受到的滑动摩擦力沿传送带向上，物体作匀加速直线运动，此时：
μmgcos30°-mgsin30°=ma
a=g(μcosθ-sinθ)=2.5m/s2
假设物体能与皮带达到相同的速度，则物体加速上滑的位移为v2=2ax1 x1=0.2m＜L=5m
假设成立，物体加速完达到v=1m/s后，将匀速向上运动，到达B点时速度仍为v=1m/s，
传送带对小物体所做的功W等于小物体增加的机械能， W=mglsin30°+1/2 mv2=255J
（2）小物体加速过程中，经历的时间t=v/a=0.4s
传送带的位移x=vt=0.4m
小物体相对传送带滑动L=x-x1=0.2m
摩擦生热Q=μmgcos30°L=15J
电动机做的功等于摩擦生热、小物体增加的机械能之和， 电动机做的功W'=255J+15J=270J。
例 2
例:如图所示，传送带与水平面之间的夹角为θ＝30°，其上A、B两点间的距离为x＝5 m，传送带在电动机的带动下以v＝1 m/s的速度匀速运动，现将一质量为m＝10 kg的小物体(可视为质点)轻放在传送带的A点，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数为μ＝，在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中，(g取10 m/s2)求：
(1)传送带对小物体做的功．
(2)电动机做的功．
【答案】　(1)255 J　(2)270 J
WHAT
01
能量守恒定律
02
03
04
章节总结
能源和能量耗散
对功、能关系的理解
对能量守恒定律的理解
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