7.10能量守恒定律与能源

10能量守恒定律与能源一、能量1、定义：一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量。2、能量的多样性：机械能，内能，太阳能，化学能，核能，电磁能等。1.汽艇在海上行驶——化学能转化为机械能2.用电照明——电能转化为光能（电磁能）3.篝火燃烧——化学能转化为内能和光能4.原子弹爆炸——核能转化为内能、光能和机械能观察下面的图片，说明下列物理现象中能量的转化情况！二、能量之间的转化三、能量守恒定律1内容：能量既不能创造，也不能消失，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另一个物体，在转化或转移的过程中，其总量不变。2表达式：E初=E终减增EE或【问题】人们为了满足生产对动力日益增多的需要，幻想制造一种机器，它不需要任何动力和燃料，却能不断地对外做功，这种机器称为“永动机”。你认为这样的永动机可以制造成功吗？四、能源和能量耗散1、人类利用能源大致经历了三个时期：柴新时期，煤炭时期，石油时期。2、能量耗散：燃料燃烧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。（能量转化具有方向性）3、节约能源能源短缺；环境恶化；能量耗散。五、功能关系1.功是能量转化的量度，即做了多少功就有多少能量发生了转化．2.做功的过程一定伴随着能量的转化，而且能量的转化必须通过做功来实现．注意：功和能两者有联系，单位一样，但是不能说“功就是能”，也不能说“功变成了能”，只能说功是能量转化的量度。3.常见的几种功能对应关系(1)重力做功等于物体重力势能的减少量，即：WG＝－（Ep2－Ep1）＝－ΔEp(2)弹簧弹力做功等于弹性势能的减少量，即：WF＝－（Ep2－Ep1）＝－ΔEp(3)合外力做功等于物体动能的改变，即：W合＝Ek2－Ek1＝ΔEk(动能定理)(4)除了重力和弹簧弹力之外的其他力所做的总功，等于物体机械能的改变，即：W其他力＝E2－E1＝ΔE(功能原理)5（）摩擦生热Q=内滑（相对路程）EfL1如图所示，质量为m的物体从高为h的斜面顶端A处由静止滑下到斜面底端B，再沿水平面运动到C点停止。欲使此物体从C沿原路返回到A，则在C点至少应给物体的初速度V0大小为多少?(不计物体在B处的能量损失)由C→A根据能量转化守恒定律得mv02/2=mgh+QAB+QBC所以V0=2gh解:由A→C根据能量转化守恒定律ΔE减=ΔE增得mgh=QAB+QBC六、功能关系的应用对单个物体2如图所示，一总长为L的柔软绳对称放在光滑质量不计的定滑轮上，由于受到某种扰动开始运动。求：当绳一末端a加速上升了h到达a时的速度和加速度。解:设绳总质量为M，根据能量转化守恒定律ΔE减=ΔE增得HMghvMvhMgH22h21、如图所示，半径为r质量不计的圆盘竖直放置，圆心O处是一光滑的水平固定轴。在圆盘的最右端固定一个质量为m的小球A,在O点的正下方离O点r/2处固定一个质量为m的小球B。放开圆盘让其自由转动则（1）求A球在最底点C速度大小（2）小球A瞬时静止的位置在哪里？此时0A与竖直方向的夹角的余弦值等于（）AE点1/3BD点1/2CDC之间1/3DAC之间1/3解（1）:由A运动到C过程根据能量转化守恒定律得ΔE减=ΔE增mAgR=mBgR/2+mAVA2/2+mBVB2/2又因ωA=ωB则VA=2VB连立可求解VA=5gr2对物体系（2）应选C2、如图所示，已知两质量分别为2m1=m2线径不计的小物块至于小定滑轮两端，光滑轨道半径为R。现将m2由轨道边缘A点释放，求其到达最底点B时的速度大小.解:m2下落得高度为R，m1上升得高度为，设此时速度分别为V1V2。由A→B根据能量转化守恒定律ΔE减=ΔE增得m2gR=m1g+m1V12/2+m2V22/2又根据运动合成规律V1=V2COS450联立可求解V1V2。R2R2