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1、很久很久以前，在印度有一个被地主压迫的可怜人，他每天被迫干好多活，终于有一天， 这个可怜的年轻人厌倦了这种生活，他就想 ：有没有一种机器可以代替我干活呢? 它只干活不休息，也不需要什么能量 ，要是有的话就太好了。 蒸汽机消耗煤炭，内燃机消耗汽油或柴油，电动机消耗电力，有没有一种机器，它不消耗任何燃料或动力，却可以不停地运转，源源不断的对外做功呢？这种机器被称为第一类永动机。 据说这个就是最早的关于永动机的想法 。这个思想的火 花在1200年前从印度出发， 传到了伊斯兰教世界， 并传到了西方。,此外，人们还提出过利用轮子的惯性、细管子的毛细作用、 电磁力、流水等获得有效动力的种种永动机设计方案，
2、但都无一例外地失败了。 1775年，法国科学院宣布“本科学院以后不再审查有关永动机的一切设计”。 制造永动机的美好梦想虽然破灭了，但是，反思这一失败的探索过程，它从反面给人类以启迪：永动机不可能制成，是不是说明自然界存在着一条法则，它使我们不可能无中生有地获得能量？也就是说自然界各种能量之间存在着一定的转化关系。,迈耶(1814-1878),焦耳（1818-1889）,亥姆霍兹（1821-1894）,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别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变 。,一、能量守恒定律：,2.能量守恒定律发现的意义能量守
3、恒定律同生物进化论、细胞学说被恩格斯誉为19世纪的三个最伟大的科学发现。能量守恒定律是在无数实验事实的基础上建立起来的，是自然科学的普遍规律之一。自然界一切已经实现的过程都遵守能量守恒定律。凡是违反能量守恒定律的过程都是不可能实现的。例如“第一类永动机”是不可能制成的。机械能守恒定律是能量守恒定律的特例。,太阳能,内能,机械能,电能,塔式太阳能热电站,电站有一个高塔，塔顶上装有锅炉，塔的周围装有平面反射镜，它把阳光反射后集中在锅炉上，把锅炉内的工作物质水加热成高温高压蒸汽。高温高压蒸汽通过管道输送到汽轮发电机。,雷电是大气中的一种放电现象。雷雨云在形成过程中，一部分积聚起正电荷，另一部分积聚起
4、负电荷，当这些电荷积聚到一定程度时，就产生放电现象。,电能 光能、 声能、 内能,雷电,打雷放电时间极短，但电流异常强大。放电时产生的强光，就是闪电。闪电时释放出的大量热能，能使局部空气温度瞬间升高1万 2万摄氏度。,光能 化学能,光合作用,化学能 电能,水果电池,我们所消耗的能量，无论是食物还是电，大部分是太阳能辐射到地球后转化而来的。,第一类“永动机”不可能成功的事实告诉我们，违反能量的转化和守恒定律的事情是不可能发生的。那么，遵循能量的转化和守恒定律的事件是否就一定会发生呢？ 我们在初中学过，当物体温度升高时，就要吸收热量，当物体温度降低时，就要放出热量。地球上有大量的海水，它的总质量约
5、为1.41018 t，若能设计一种机器使这些海水的温度降低0.1，能释放出多少能量？已知水的比热c=4.2103J/（kg ) 由Q = cmt可得能放出5.81023 J的能量! 这相当于1800万个功率为100万千瓦的核电站一年的发电量，为什么人们不去研究这种新的利用能源的方式呢？,事例1：当一根炙热的的铁块投入水中，将有热量从铁块传递给水，从而使铁块的温度降低，水的温度升高，最后达到相同的温度。 但是，铁块能自发地从同温度的水中吸收热量，使自己变得炙热吗？尽管这一过程并不违背能量的转化和守恒定律。但是，相反的事件并不会自发的发生。【启示】热量不能自发的从低温物体传给高温物体,事例2：树叶
6、缓慢的从树上飘落，最终落在地上，整个过程中树叶由于受到空气阻力作用以及与地面的碰撞，其重力势能全部转化为了内能。 那么，相反的现象会不会自发的发生呢？树叶和周围的空气能自发地降低温度，而使树叶的位置升高吗？【启示】内能不能自发的完全转化为机械能【结论】能量的转化和转移有一定的方向性。这种方向性有着怎样的实际意义？节约能源，合理开发能源,1.下列说法中错误的是( )A.能的转化和守恒定律只适用于物体内能的变化 B.只要有能的转化和转移，就一定遵循能量守恒定律 C.能的转化和守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器 D.任何一种形式的能在转化为其他形式的能的过程中，消耗多少某种形式的能量，就能得
7、到多少其他形式的能量，而能的总量保持不变,A,2.设想在一间与外界绝热的房间内有一台正在工作的电冰箱。如果电冰箱的门是开着的，那么室内的温度将()A.升高 B.降低C.不变 D.都有可能,A,解析：电冰箱工作时，有一部分电能转化为内能，释放到绝热的房间内，使房间的温度升高,3.一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块，并从中穿出。对于这一过程，下列说法正确的是( )A.子弹减少的机械能等于木块增加的机械能B.子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于系统产生的热量C.子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和D.子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块增加的内能之和,B
8、D,解析：子弹射穿木块的过程中，由于相互间摩擦力的作用使得子弹的动能减少，木块获得动能，同时产生热量，且系统产生的热量在数值上等于系统机械能的损失。 A选项没考虑系统增加的内能，C选项应考虑的是系统(子弹、木块)内能的增加，C错。,4.质量为m=2kg的物体下落过程中，经过高度h1=2.3m处速度为v1=1m/s，下落至高度h2=2.0m处速度为v2=2m/s，求物体由h1下落到h2过程中由于空气阻力产生的内能。,解：设产生的内能为Q，根据能量守恒定律，有,解得：Q=3(J),【例】如图所示，质量为M的长木板静止放在光滑的水平面上，质量为m的滑块（可看做质点）以某一速度滑上木板表面。滑块在木板
9、上前进了d，而木板前进了s 。设滑块和木板之间的摩擦力大小为f，求此过程：（1）求摩擦力对滑块、木板各做了多少功？（2）因摩擦而产生的热量Q？,d代表相对位移（路程）,W块=-f(s+d),W板=fs,Q=fd,【小结】一对相互作用的滑动摩擦力做功之和小于零；一对相互作用的静摩擦力做功之和等于零。【特别提醒】 计算摩擦力做功时，对应物体对地的位移，计算摩擦力做功转化的内能时，对应物体间的相对路程,5.如图所示，质量为M，长度为L的小车静止在光滑的水平面上，质量为m的小物块，放在小车的最左端现用一水平力F作用在小物块上，小物块与小车之间的摩擦力为f，经过一段时间小车运动的位移为s，小物块刚好滑到
10、小车的右端，则下列说法中正确的是 ( )A.此时小物块的动能为F(sL)B.此时小车的动能为 fsC.这一过程中，小物块和小车增加的机械能为FsfLD.这一过程中，因摩擦而产生的热量为 fL,BD,6.如图，一质量为m的物块从倾角为60的斜面上的A点由静止释放，下滑到B点时与挡板碰撞，碰撞后物块以碰前的速率反弹沿斜面向上滑动。若物块与斜面间的动摩擦因数是=0.1，SAB=1.73m。（1）试分析物块最终停在何处？（2）求物块在全过程中运动的路程。,B处,30m,D,B,7.如图所示，AB和CD为两个对称斜面，其上部足够长，下部分分别与一个光滑的圆弧面的两端相切，圆弧圆心角为120，半径R2.0
11、，一个质量为m1kg的物体在离弧高度为h3.0处，以初速度4.0m/s开始沿斜面向下运动，若物体与两斜面间的动摩擦因数0.2，重力加速度g10m/s2，则:（1）试描述物体最终的运动情况（2）物体在斜面上（不包括圆弧部分）走过路程的最大值为多少？（3）物体对圆弧最低点的最大压力和最小压力分别为多少？,38m,沿轨道在BC之间往返运动,Nmax=54.4（N）Nmin=20（N）,8.如图所示，是利用电力传送带装运麻袋包的示意图传送带长l20 m，倾角37，麻袋包与传送带间的动摩擦因数0.8，传送带的主动轮和从动轮半径R相等，传送带不打滑，主动轮顶端与货车车箱底板间的高度差为h1.8 m，传送带匀速运动的速度为v2 m/s.现在传送带底端 (传送带与从动轮相切位置)由静止释放一只麻袋包(可视为质点)，其质量为100 kg，麻袋包最终与传送带一起做匀速运动，到达主动轮时随轮一起匀速转动如果麻袋包到达主动轮的最高点时，恰好水平抛出并落在货车车箱底板中心，重力加速度g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，求：（1）主动轮轴与货车车箱底板中心的水平距离s及主动轮的半径R；（2）麻袋包在传送带上运动的时间t；（3）该装运系统每传送一只麻袋包需额外消耗的电能,（1）1.2 m0.4 m,（2）12.5 s,（3）15400 J,
