第20讲 能量的转化与守恒-【帮课堂】2021-2022学年高二物理同步精品讲义（粤教2019必修第三册）

第20讲 能量的转化与守恒 课程标准 课标解读 知道自然界各种形式的能量可以相互转化，知道能量转化(转移)的方向性. 理解能量守恒定律. SHAPE \* MERGEFORMAT 知识点01各种各样的能量　能量的转化和转移 1．各种各样的能量 能量形式 含义 示例 机械能 机械能是与物体的运动或位置高度、形变相关的能量，可以表现为动能，也可以表现为势能 行驶的汽车、被拉开的弓、声音等 内能 物质中分子的动能和势能总和 自然界的一切物质 电能 电能是与电有关的能量 工作中的发电机、电池等 电磁能 电磁场所具有的能量 无线电波、可见光、紫外线、红外线等 核能 通过核反应(裂变或聚变)由原子核释放的能量 原子弹、氢弹等 化学能 发生化学变化时释放出来的能量 石油、煤、天然气等 2.能量的转化和转移 不同形式的能量可以相互转化： ①水力发电→水的机械能转化为电能． ②化学电池充电→电能转化为化学能；化学电池使用→化学能转化为电能． ③光合作用→光能转化为化学能；木材燃烧→化学能转化为光能和内能． 【知识拓展1】能量的存在形式及相互转化 (1)各种运动形式都有对应的能：机械运动有机械能，分子的热运动有内能，还有诸如电磁辐射能、化学能、核能等． (2)各种形式的能，通过某种力做功可以相互转化．例如，利用电炉取暖或烧水，电能转化为内能；煤燃烧，化学能转化为内能；列车刹车后，轮子温度升高，机械能转化为内能． 知识点02 能量守恒定律 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其他形式，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． 【知识拓展2】能量守恒的两种表达 (1)某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加，且减少量和增加量一定相等． (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． 【知识拓展3】应用能量转化与守恒解题的步骤 (1)首先分析研究对象的受力情况、做功情况、能量的转化方向及初、末状态能量的具体形式． (2)分别列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式． (3)依据ΔE减＝ΔE增列式求解． 知识点03 能量转化(转移)的方向性 1．热传导过程是有方向性的．热量从高温物体向低温物体的热传导过程能自发进行，而相反方向的过程不能自发进行． 2．机械能全部转化为内能的过程能自发进行，而内能全部转化为机械能的过程不能自发进行． 3．在自然界的一切自发过程中，能量的转化(转移)都是有方向性的，但都遵守能量守恒定律． 【知识拓展4】能量转化(转移)的方向性 SHAPE \* MERGEFORMAT 考法 能量守恒定律 【典例1】 1．守恒定律是自然界中某种物理量的值恒定不变的规律，它为我们解决许多实际问题提供了依据．在实际生活中经常看到这种现象，从水龙头中流出的水柱越来越细，如图所示．若垂直于水柱的横截面可视为圆，在水柱上分别取A、B 两个直径为d1、d2的横截面，已知 d1: d2 = 3 : 2 ，经过A、B 处水流的速度大小之比为 A．3 : 2 B．2 : 3 C．9 : 4 D．4 : 9 【典例2】 2．下列说法中正确的是（　　） A．能源开发和利用的过程是内能转化成机械能的过程 B．在能源的利用过程中，能量可利用的品质不会降低 C．石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了 D．能源的利用受方向性的制约，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的 【典例3】 3．关于能量和能源，下列表正确的是（　　） A．能量可以从一种形式转化为另一种形式 B．能量不能从一个物体转移到另一个物体 C．自然界的能量是守恒的，所以人类可以利用的能源永不枯竭 D．能源在利用过程中存在能量耗散现象，这表明自然界的能量不守恒 SHAPE \* MERGEFORMAT 题组A 基础过关练 1．以下说法中正确的是（　　） A．只有摩擦才能使物体的内能增加 B．由于能量守恒，所以物体的能量总是不变的 C．任何系统无法依靠自身的作用自动回到原先的能量状态 D．内能是一种较高品质的能 2．由能量守恒定律可知 A．能量可以被消灭，也可以被创生 B．因为能量是守恒的，所以不可能发生能源危机 C．因为能量是守恒的，所以不需要节约能源 D．不同形式的能量之间可以相互转化 3．下列说法正确的是（　　） A．在无人自助加油站给汽车加油时，由于没有人员看管，可接打手机 B．发电厂的变压器发生火灾时，应先断开电源再灭火 C．随着科技的发展，电荷是可以消灭的 D．太阳发出的能量射到地球上转化为其他能量射到宇宙中的能量则会消失 4．一个质子( )和一个α粒子( )原来相隔一定距离，若同时从静止释放它们，它们仅在相互间的电场力作