6.2-6.3 能量的转化与守恒 珍惜大自然 课件-2023-2024学年高二上学期物理鲁科版（2019）必修第三册

第二节　能量的转化与守恒 第六章　 能源与可持续发展 第三节　珍惜大自然 1 知道不同形式的能量可相互转化，能量转化过程中能量总量保持不变。 2 知道第一类永动机不能制成。 3 知道熵的概念，初步了解熵是描述系统无序程度的物理量。 教学目标 4 认识环境污染的危害，具有节约能源和保护环境的意识和行为。 新课引入 机械能守恒定律告诉我们，在一定条件下，系统的动能和势能可相互转化，且机械能守恒。不同形式的能量之间的转化遵循怎样的规律呢？ 光热利用 太阳能发电 光合作用 太阳能有哪些用途？ 太阳能 热能 电能 生物能 一、能量的转化 核能威力巨大，核能发电中，能量怎样转化？有无损失？ 核能 热能 电能 一、能量的转化 一、能量的转化 能量可以从一个物体转移到其他物体，也可以从一种形式转化为其他形式。 水的动能和重力势能 电能 当摩天轮被启动后，它具有的动能和势能可以互相转化。 一、能量的转化 动能 势能 一、能量的转化 在电磁感应中，机械能转化成电能。 机械能 电能 8 8 电路中的能量转化 电能全部转化为电热 电能转化为热能和机械能 W = Q W = Q+E机 思考：你能说一说下面两种用电器中能量转化？ 二、能量守恒定律 9 设电源电动势为 E ，内阻为 r，外电路的用电器都是纯电阻 ,阻值为 R ，闭合电路的电流为 I。 根据闭合电路欧姆定律 ： E=U＋Ir = IR ＋Ir 即 EIt = I 2Rt ＋I 2 rt 从上式可以看出：电源提供的电能一部分消耗在外电路，通过用电器转化成其它形式的能，另一部分消耗在内电路，转化成内能，总能量是守恒的。 二、能量守恒定律 10 能量守恒定律：在一个孤立系统里，能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，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其他物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。闭合电路欧姆定律是能量守恒定律的一种表现形式。 二、能量守恒定律 能量守恒定律意义：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。 有没有一种机器，它不消耗任何燃料或动力，却可以不停地运转，源源不断的对外做功，提供能量呢？ 这种机器被称为永动机。 行不行？ 思考： 二、能量守恒定律 【例1】关于下列现象中的能量转化的说法正确的是(　　) A.在水平公路上行驶的汽车，发动机熄火之后，速度越来越小，最后停止，是机械能转化为内能 B.电风扇通电后开始转动，断电后转动着的风扇又慢慢停下来，是电能转化为机械能 C.火药爆炸产生燃气，子弹在燃气的推动下从枪膛发射出去，射穿一块钢板，速度减小，是化学能转化为内能 D.用柴油机带动发电机发电，供给电动水泵抽水，把水从低处抽到高处，是电能转化为机械能 典例分析 解析　在水平公路上行驶的汽车，发动机熄火之后，速度越来越小，最后停止，这一过程中，汽车所受的阻力做负功，机械能转化为内能，选项A正确；风扇通电后开始转动，电流做功，电能转化为机械能，有一部分转化为内能；断电后转动着的风扇又慢慢停下来，阻力做负功，机械能转化为内能，选项B错误；火药爆炸产生燃气，化学能转化为内能；子弹在燃气的推动下从枪膛发射出去，推力做功，内能转化为机械能；子弹射穿一块钢板，速度减小，阻力做负功，机械能转化为内能，选项C错误；柴油的化学能转化为柴油机的机械能，再转化为发电机的电能，电能又通过电动水泵转化为水的机械能，选项D错误。 答案　A 【例2】 瀑布从20 m高处以103 m3/s的流量竖直落下，流进底部的水轮机后再以2 m/s的速度流出，水轮机再带动发电机发电。如果水的机械能转化为电能的效率是80%，那么发电机发出的电功率有多大？(瀑布在山顶的速度可忽略不计，g取10 m/s2) 答案　1.58×10 5 kW 典例分析 解析　设t 时间内流下的水的质量为m，以m为研究对象，竖直下落后减少的机械能为 转化为电能的功率为 三、自然过程的方向性 大多数情况下，能量转化为内能。例如，自由摆荡的秋千，摆动振幅越来越小，直到停下来。在这个过程中，秋千的机械能最终转化为内能，而这些内能不可能自发的转化成秋千的机械能。 三、自然过程的方向性 把刚煮好的热鸡蛋放在冷水中，过一会几，鸡蛋的温度降低，水的温度什高，最后水和鸡蛋的温度相同。是否可能发生这样的現象：原来温度相同的水和鸡蛋过一会儿水的温度自发的降低而鸡蛋温度自发上升，生蛋变成熟蛋？ 热量自发地由高温物体向低温物体传递的过程是不可逆的。 18 手握冰块，内能从温度较高的手转移到温度较低的冰块。大量实验表明：热量总是自发地