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一、能量守恒定律
(1)确认了永动机的不可能性。
(2)发现了各种自然现象之间能量的相互联系与转化。
: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。
:迈尔、焦耳、亥姆霍兹。
:能量守恒定律的建立是人类认识自然的一次重大飞跃。它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一,而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式。
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二、能源和能量耗散
:能源是人类社会活动的物质基础。人类对能源的利用大致经历了三个时期,即柴薪时期、煤炭时期、石油时期。
: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。如电池中的化学能转化为电能,电能又通过灯泡转化成内能和光能,热和光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。
: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。
: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。
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(1)在利用能源的过程中,能量在数量上并未减少。( )
答案:√
(2)人类在不断地开发和利用新能源,所以能量可以被创造。( )
解析:根据能量守恒定律可得,能量既不能被创造,也不能被消灭,只能产生转移或转化。
答案:×
(3)世上总能量虽然不变,但我们仍需要有节能意识。( )
答案:√
(4)能量耗散说明能量在转化过程中具有方向性。( )
答案:√
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2.(多选)下列对能量守恒定律的认识,正确的是( )
,一定存在其他形式的能量增加
,必然有其他物体的能量增加
——永动机是不可能制成的
,最后静止在地面上,说明机械能消失了
解析:A选项是指不同形式的能量在转化,转化过程中能量是守恒的,B选项是指能量在不同的物体间发生转移,转移过程中能量是守恒的,这正好是能量守恒定律的两个方面——转化与转移,选项A、B正确;任何永动机都是不可能制成的,选项C正确;D选项中石子的机械能发生了变化,比如受空气阻力作用,机械能减少,但机械能并没有消失,能量守恒定律表明能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,故选项D错误。
答案:ABC
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( )
,我们无法将分散在环境中的内能重新收集起来加以利用的现象
答案:BCD
探究一
探究二
探究三
情景导引
有一种自发电电动车,基本原理是将一小型发电机紧靠车轮处,车轮转动时,带动发电机运转,发出的电又继续供给电动车,你认为仅靠这种方式,电动车能持续运动下去吗
要点提示仅靠这种方式,不能使电动车持续运动下去。因为靠这种方式,只能将电动车的一部分能量收集起来,但电动车运动时受到的阻力做负功,不断把电动车的机械能转化为内能,根据能量守恒定律,要想使电动车持续运动下去,必须不断地给电动车补充新的能量,如用脚蹬电动车或给电动车的电源充电。
能量守恒定律的理解及应用
探究一
探究二
探究三
知识归纳
(1)某种形式的能量减少,一定存在另外形式的能量增加,且减少量和增加量相等。
(2)某个物体的能量减少,一定存在别的物体的能量增加,且减少量和增加量相等。
(1)从不同状态看,E初=E终。
(2)从能的转化角度看,ΔE增=ΔE减。
(3)从能的转移角度看,ΔEA增=ΔEB减。
探究一
探究二
探究三
(1)明确研究对象及研究过程。
(2)明确该过程中,哪些形式的能量在变化。
(3)确定参与转化的能量中,哪些能量增加,哪些能量减少。
(4)列出增加的能量和减少的能量之间的守恒式(或初、末状态能量相等的守恒式)。
画龙点睛 应用能量守恒定律解决有关问题,关键是准确分析有多少种形式的能在变化,求出减小的总能量和增加的总能量,然后再依据能量守恒列式求解。
探究一
探究二
探究三
典例剖析
【例1】 某地平均风速为5 m/s, kg/m3,有一风车,它的风叶转动时可形成半径为12 m的圆面。如果这个风车能将圆面内10%的气流动能转变为电能,则该风车带动的发电机功率是多大
答案:3 W