2016-2017学年人教版必修2能量守恒定律与能源学案.doc
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10.能量守恒定律与能源
学 习 目 标知 识 脉 络1.知道能量守恒定律的内容.(重点)
2.理解能量守恒定律的确切含义.(难点)
3.掌握应用能量守恒定律解决问题的方法.(重点)
4.知道能量转化的方向性.(难点)
能量守恒定律
eq \a\vs4\al([先填空])
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,在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变.
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.
eq \a\vs4\al([再判断])
1.当一个物体的能量减少时,一定有其他???体的能量增多.(√)
2.做功越多,能量的转化也越多.(√)
3.物体做了多少功,就有多少能量消失.(×)
eq \a\vs4\al([后思考])
一个叫丹尼斯·李(Dennis Lee)的美国人在《美国今日》《新闻周刊》等全国性报刊上刊登大幅广告,在全美各地表演,展示其号称无需任何能源的发电机.
你认为这种发电机能造出来吗?并说明原因.
Dennis Lee和他的永动机
图7-10-1
【提示】 不能.丹尼斯·李发明的发电机不消耗其他能量而源源不断地产生电能,违背了能量守恒定律,因此这种发电机不能制造出来.
eq \a\vs4\al([合作探讨])
“神舟十号”飞船返回舱进入地球大气层以后,由于它的高速下落,而与空气发生剧烈摩擦,返回舱的表面温度达到1 000摄氏度.
图7-10-2
探讨1:进入大气层很长一段时间,返回舱加速下落,返回舱表面温度逐渐升高.该过程动能和势能怎么变化?机械能守恒吗?
【提示】 该过程动能增加,势能减少,机械能不守恒.
探讨2:返回舱表面温度越高,内能越大.该过程中什么能向什么能转化?机械能和内能的总量变化吗?
【提示】 该过程机械能向内能转化.根据能量守恒定律,机械能和内能的总量不变.
eq \a\vs4\al([核心点击])
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.
2.功与能的关系
由于功是能量转化的量度,某种力做功往往与某一种具体形式的能量转化相联系,具体功能关系如下:
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
1.(多选)在体育比赛项目中,高台跳水是我国运动员的强项.质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动,设水对他的阻力大小恒为F,那么在他减速下降高度为h的过程中,下列说法正确的是(g为当地的重力加速度)( )
【导学号
图7-10-3
A.他的动能减少了Fh-mgh
B.他的重力势能增加了mgh
C.他的机械能减少了(F-mg)h
D.他的机械能减少了Fh
【解析】 由动能定理,ΔEk=mgh-Fh,动能减少了Fh-mgh,A选项正确;他的重力势能减少了mgh,B选项错误;他的机械能减少了ΔE=Fh,C选项错误,D选项正确.
【答案】 AD
2.如图7-10-4所示,某人乘雪橇从雪坡经A点滑至B点,接着沿水平路面滑至C点停止.人与雪橇的总质量为70 kg.表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据,请根据图表中的数据解决下列问题:
图7-10-4
(1)人与雪橇从A到B的过程中,产生的热量是多少?
(2)设人与雪橇在BC段所受阻力恒定,求阻力大小.(g取10 m/s2)
位置ABC速度(m/s)2.012.00时刻(s)0410【解析】 (1)从A到B的过程中,人与雪橇损失的机械能为ΔE=mgh+eq \f(1,2)mveq \o\al(2,A)-eq \f(1,2)mveq \o\al(2,B)
损失的机械能转化为热量
Q=ΔE=(70×10×20+eq \f(1,2)×70×22-eq \f(1,2)×70×122)J=9 100 J
(2)人与雪橇在BC段
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