能量守恒定律与能源 【学习目标】 1.理解能量的概念,知道各种不同形式的能量. 2.明确能量守恒的含义. 3.知道能源的合理利用及能量耗散的概念. 【要点梳理】 要点一、能量 要点诠释: (1)概念:一个物体能够对外做功,我们就说这个物体具有能量.如:运动的物体可以推动与其接触的另一个物体一起向前运动,对被推动的物体做功,说明运动的物体具有能量.又如流动的河水、被举高的重物、被压缩的弹簧、高温高压气体等都能对外做功,因此都具有能量. (2)形式:能量有各种不同的形式.运动的物体具有动能;被举高的重物具有重力势能;发生弹性形变的物体具有弹性势能;由大量粒子构成的系统具有内能.另外自然界中还存在如化学能、电能、光能、太阳能、风能、潮汐能、原子能等不同形式的能. 不同形式的能与物体的不同运动形式相对应,如机械能对应机械运动;内能与大量微观粒子的热运动相对应. (3)能量的转化:各种不同形式的能量可以相互转化,而且在转化过程中总量保持不变也就是说当某个物体的能量减少时,一定存在其他物体的能量增加,且减少量一定等于增加量;当某种形式的能量减少时,一定存在其他形式的能量增加,且减少量一定等于增加量. (4)功是能量转化的量度. 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. 如举重运动员把重物举起来,对重物做了功.这一过程中,运动员通过做功消耗了体内的化学能,转化为重物的重力势能.并且,运动员做了多少功,就有多少化学能转化为重力势能. 能量的具体值往往无多大意义,我们关心的大多是能量的变化量,能量的变化必须通过做功才能实现,某种力做功往往与某一具体的能量变化相联系,即所谓功能关系.力学中常见力做功与能量转化的对应关系如下: 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 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 负功 弹性势能增加 合力做功 正功 动能增加 动能变化 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 负功 机械能减少 要点二、能量守恒定律 要点诠释: (1)内容:能量既不会消灭,也不会产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移过程中,能量的总量保持不变,这个规律叫做能量守恒定律. (2)表达式:;. (3)利用能量守恒定律解题的基本思路. ①某种形式的能量减少,一定存在其他形式的能量增加,且减少量一定和增加量相等. ②某个物体的能量减少,一定存在其他物体的能量增加,且减少量和增加量一定相等. (4)利用能量守恒定律解题应注意的问题: 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产生的内能,即. 要点三、能源 要点诠释: 指能够提供可利用能量的物质,它是人类社会活动的物质基础. (1)分类: ①从人类开发能源的历史划分: 常规能源:已被广泛应用的能源,如煤、石油、天然气、水力等. 新能源:指目前尚未被人类大规模利用而有待进一步研究、开发和利用的能源,如核能、太阳能、风能、地热能、海洋能等. ②从使用分类: 一次能源:未经人工加工的能源,如煤、石油、天然气、水能、风能、生物质能、海洋能等. 二次能源:从一次能源直接或间接转化来的能源.如:电能、氢能、焦炭. ③从能否再生分类: 可再生能源:水流能、风能等. 不可再生能源:石油、煤等. ④从对环境的影响分类: 清洁能源(也称“绿色环保”能源):太阳能、风能等 ... ...
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