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1、7.10 能量守恒定律和能源,19世纪40年度前后，科学界已经形成了一种思想氛围，即用联系的观点去观察自然。不同形式的能量之间可以相互转化：摩擦可以将机械能转化为内能、电灯可以将电能转化为光能、机械能之间可以相互转化、电现象和磁现象也可以相互转化，热和电也可以相互转化。这预示着，到了把分立的环节连成一体的时候了，也就是到了建立能量转化与守恒定律的时候了。在这种情况下，不同国家、不同领域的十几位科学家，以不同的方式，各自独立地提出了能量守恒定律。,能量守恒定律的发展,1.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，在转化或转移的过程中，
2、能量的总量保持不变。,能量守恒定律反映了自然现象的普遍联系。能量守恒定律是人类认识自然的重要依据。能量守恒定律是人类利用自然的重要武器。,一、能量守恒定律,2.三条解题思路(1)某种形式的能量减少，一定有另外形式的能量增加，且减少量和增加量相等，即E减E增.(2)某个物体的能量减少，一定有别的物体的能量增加，且减少量和增加量相等，即EA减EB增.(3)初状态和末状态的总能量相等， E总1E总2,一、能量守恒定律,3.说明：（1）该定律是贯穿整个物理学的基本规律之一，是学习物理的一条主线（2）要分清系统中有多少种形式的能量，发生哪些转移和转化（3）滑动摩擦力与相对距离的乘积在数值上等于摩擦产生的
3、内能，即Q=fs相,一、能量守恒定律,二、能源和能量耗散,能源是人类社会活动的物质基础,柴薪时期,煤炭时期,石油时期,人类对能源的利用大致经历了这三个时期。,自工业革命以来，煤和石油成为人类的主要能源。到了20世纪50年代，世界石油和天然气的消耗量超过了煤炭。,一方面，大量煤炭和石油产品在燃烧时排出的气体改变了大气的成分，甚至加剧了气候的变化。能源短缺和环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题。,另一方面，燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，就不会再次自动聚集起来供人类重新利用。,最后耗散在环境中,能量被其他物质吸收之后变成周围环境的内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用。这种现象
4、叫做能量的耗散。,化学能电能,电能内能和光能,二、能源和能量耗散,能量耗散表明，在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上虽未减少，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。这是能源危机的深层次的含意，也是“自然界的能量虽然守恒，但还是要节约能源”的根本原因,能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性。能源的利用受这方向性的制约，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的。,二、能源和能量耗散,功是能量转化的量度，某个力做功往往与某一种具体形式的能量转化相联系,三、功能关系,三、功能关系,【例】如图所示,小球以60 J的初动能从A点出发沿粗糙斜面向上运动。
5、在上升到B点的过程中,小球的动能损失了50 J,机械能损失了10 J,则小球继续向上运动至最高点C再运动至出发点A时的动能为多少?,【小结】1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，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变，这个规律叫做能量守恒定律。2能量耗散是指可利用的能源最终变成了周围环境的内能，我们无法把这些散失的能量收集起来重新利用。3能量耗散反映了能量转化的宏观方向性，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的，自然界的能量虽然守恒，但还是要节约能源。4功和能量的关系：功是能量转化的量度；某个力做功往往与某一种具体形式的能量转化
6、相联系,模型一：传送带模型例1 、电机带动水平传送带以速度v匀速传动，质量为m的小木块由静止轻放在传送带上(传送带足够长),若小木块与传送带之间的动摩擦因数为,如图所示,当小木块与传送带相对静止时,求:(1)小木块的位移？(2)传送带发生的位移？ (3)小木块获得的动能？(4)木块对传送带做的功?(5)摩擦过程产生的摩擦热?(6)传送带因运送木块多消耗的电能是多少？(7)物块在传送带上留下的划痕表示什么？,变式1、如图所示，传送带保持v4 m/s的速度水平匀速运动，将质量为1 kg的物块无初速地放在A端，若物块与皮带间动摩擦因数为0.2，A、B两端相距6 m，则物块从A到B 的过程中，传送带对
7、物块做多少功？物块对传送带做多少功？产生的摩擦热又是多少？,变式2、如图所示，传送带与水平面间的夹角为30o，传送带在电动机的带动下，始终保持v =2m/s的速率运行。现把一质量为m =10kg的工件（可看为质点）轻轻放在传送带的底端，经时间t=1.9s，工件被传送到h =1.5m的高处求：（1）工件与传送带间的动摩擦因数； （2）电动机由于传送工件多消耗的电能.,模型二：滑块、滑板模型例1、 如图所示，在光滑的水平面上，有一质量为M 的长木板以一定的初速度向右匀速运动，将质量为m的小铁块无初速度地轻放到木板右端。小铁块与木板间的动摩擦因数为，当小铁块在木板上相对木板滑动L距离时与木板保持相对
8、静止，此时长木板对地位移为x。求这个过程中：（1）小铁块增加的动能；（2）木板减少的动能；（3）系统机械能的减少量；（4）系统产生的热量。,变式3、 如图所示，有一质量为M 的长木板置于光滑水平地面上，质量为m的小铁块A以水平速度v0冲上木板，小铁块正好不从木板上掉下。已知小铁块与木板间的动摩擦因数为，这一过程中长木板对地位移为x。求：（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；（4）系统产生的热量。,变式4、如图甲所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量为m2 kg的另一物体B(可看成质点)以水平速度v02 m/s滑上原来静止的长木板A的上表面.由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）A.木板获得的动能为2 JB.系统损失的机械能为4 JC.木板A的最小长度为2 mD.A、B间的动摩擦因数为0.1,模型三：子弹、木块模型例3、质量为m、速度为v0的子弹，水平匀速飞行，击中前方悬挂于绳长为L的绳下端的木块(质量为M)；子弹未能穿出木块，使悬绳偏离竖直方向的最大偏角为，设子弹进入木块过程中阻力恒为Ff则子弹进入木块的深度为多少？,
