4.3能量守恒定律與能源能量我們已經知道的能量形式

機械能（重力勢能、彈性勢能、動能）風能、電能、光能、內能、核能、生物能、化學能、太陽能等等能量轉化各種形式的是可以相互轉化的

食物具有化學能，我們的身體把這種化學能轉化成為維持生命所必須的內能和機械能。能量轉化各種形式的是可以相互轉化的風能轉化為電能能量轉化

光合作用

光能化學能各種形式的是可以相互轉化的能量轉化重力勢能轉化為電能各種形式的是可以相互轉化的能量轉化電能轉化為內能發電機機械能電能能量轉化各種形式的是可以相互轉化的能量轉化電能轉化為機械能各種形式的是可以相互轉化的能量轉化

另外，當木材、煤、石油和天然氣等物質燃燒時，它們的化學能就會轉化為內能和光能。綠色植物通過光合作用，將太陽能轉化為化學能……各種能都能夠做功，做功的過程就是能量轉化的過程。能量轉化做功的過程即能量轉化的過程

能量守恒定律

能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉化為另一種形式．或者從一個物體轉移到另一個物體，在轉化和轉移的過程中其總量保持不變．

能量守恒定律的建立過程，是人類認識自然的一次重大的飛躍，是哲學和自然科學長期發展和進步的結果．它是最普遍、最重要、最可靠的自然規律之一，而且是大自然普遍和諧性的一種表現形式．和諧美是科學的魅力所在．恩格斯曾經把能量轉化和守恒定律稱為“偉大的運動基本規律”，認為它的發現是19世紀自然科學的三大發現之一．(另兩個發現是細胞學說，達爾文的生物進化論)通過學習能量守恒定律，你受到了什么啟示?

最普遍最重要最可靠自然規律之一知識窗中微子的發現

20世紀30年代，人們發現在某些原子核反應中能量似乎不守恒，當時有人提出能量守恒并不是普遍規律的觀點。1993年，奧地利物理學家泡利（W.Pauli，1900——1958）猜想，之所以觀察到能量“不守恒”，可能因為存在著一種極其微小的未知粒子，是它帶走了一小部分能量。意大利物理學家費米（E.Fermi，1901——1954）把這種未知的粒子叫做中微子。從此，人們一直在努力尋找中微子。直到1956，人們才在實驗室找到了中微子。因此，可以說是能量的轉化與守恒定律直接導致了中微子的發現泡利和費米能源和能量耗散思考與討論既然能量是守恒的，不可能消滅，為什么我們還要節約能源？能量耗散然料燃燒時一旦把自己的熱量釋放出去，它就不會再次自動聚集起來供人類重新利用，電池中的化學能轉化為電能，它又通過燈泡轉化成內能和光能，熱和光被其他物質吸收后變為周圍環境的內能，我們無法把這些內能收集起來重新利用．這種現象叫做能量的耗散．大家閱讀課本第77頁到78頁有關能量和能量耗散的內容能量耗散

寒冷冬天，由于取暖和使用電器，室內溫度比室外高。熱量散失到室外后，不能回收重新利用。能量耗散與能量守恒是否矛盾，該怎樣理解?

能量耗散

能量耗散和能量守恒并不矛盾，能量耗散表明，在能源利用的過程中，即在能量的轉化過程中，能量在數量上并沒有減少．但是可利用的品質上降低了，從便于利用變為不便于利用了。這是節約能源的根本原因．這說明能量的耗散從能量轉化的角度反映出自然界中宏觀過程的方向性．

能量轉化和轉移的方向性內能總是自發地從高溫物體向低溫物體轉移而不會自發的由低溫物體向高溫物體轉移能量轉化和轉移的方向性機械能可以全部轉化為內能而內能不可全部轉化為機械能而不引起其他變化熱機的效率不可能1000/0例如：一輛行駛的小轎車，燃料燃燒產生的內能有370/0通過發動機散熱系統排除，370/0直接由排氣管排出，有260/0變為發動機輸出的機械能

能量的耗散從能量轉化的角度反映出自然界中宏觀過程的方向性。正是因為能量轉化的方向性，能量的利用受這種方向性的制約，所以能量的利用是有條件的，也是有代價的．

通過以上分析我們知道了：1、指出下列現象中能量的轉化或轉移情況：（1）人在跑步時，身體發熱（）（2）風吹動帆船前進（）（3）放在火爐旁的冷水變熱（）（4）電流通過燈泡，燈泡發光（）（5）植物進行光合作用（）化學能轉化為內能風的機械能轉移到帆船上內能由火爐轉移給水電能轉化為光能光能轉化為化學能能源的分類能源：凡是能夠提供可利用能量的物質統稱為能源能源是人類社會活動的基礎，人類對能源的利用大致經歷了三個時期：柴草時期、煤炭時期、石油時期．能源可分為常規能源和新能源兩類常規能源：煤、石油和天然氣等新能源：太陽能、風能、生物質能、地熱能、海洋能、氫能、核聚變能等太陽能新能源新能源風能新疆達坂風力發電廠水能三峽水電站新能源核能深圳大亞灣核電站新能源一、能量守恒定律

1．內容：能量既不會消滅，也不會創生，它只會從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到另外一個物體，而在轉化和轉移的過程中，能量的總和保持不變．2．建立過程．二、能源和能量耗散

1．內容：能量轉化具有方向性．2．節約能源的重要意義．

小結通過本節課的學習我們知道了5機械能=動能+勢能

一基本知識：能態

1

動能——物體由于運動而具有的能量。大小：EK=mV2/22重力勢能——物體由于被舉高而具有的能。大小：EP=mgh3彈性勢能——物體由于發生彈性形變而具有的能。4因摩擦而產生的熱能Q=fS相（S相代表物體的相對位移）能量守恒定律應用專題二基本方法：

能量轉化守恒定律表達式1守恒式：Ek初

+Ep初=Ek末

+Ep末

+Q2轉化式：ΔE減

=ΔE增技能與技巧:1守恒式中的EP=mgh是相對量,必須規定零勢面.

2轉化式中的ΔEP=mgΔh是絕對量,不須規定零勢面.三基本物理思想：

試求以下三小球沿光滑軌道自由下落相同高度的末速度大小解法二:利用能量守恒定律根據E初

=E末得mgh=mv2/2V1=V2=V3=解法一:利用牛頓定律可求解V1、V2，但不能求解V3。四對單體應用范例：

1如圖所示，質量為m的物體從高為h的斜面頂端A處由靜止滑下到斜面底端B，再沿水平面運動到C點停止。欲使此物體從C沿原路返回到A，則在C點至少應給物體的初速度V0大小為多少?(不計物體在B處的能量損失)由C→A根據能量轉化守恒定律得mv02/2=mgh+QAB+QBC所以V0=2解:由A→C根據能量轉化守恒定律

ΔE減

=ΔE增得mgh=QAB+QBC2.物體在高為h、傾角為30°的粗糙斜面上自靜止開始滑下,它滑到底端的速度是物體由h高處自由落下速度的0.8倍,求物體與斜面間的動摩擦因數μ=_____.(保留2位有效數字)hm300而由例1得V=0.8Q=μmgcos300h/sin300

代入上式得μ=0.20解:物體下滑過程中根據能量轉化守恒定律

ΔE減

=ΔE增得mgh=mV2/2+Q3一物體，以6m/s的初速度沿某一斜面底端上滑后又折回，折回到斜面底端時的速度大小為4m/s。試求物體沿斜面上滑的最大高度。（g取10m/s2）AmV0BC解:由A→B根據能量轉化守恒定律

ΔE減

=ΔE增得mv02/2=mgh+Q由B→C根據能量轉化守恒定律得mgh=mv`2/2+Q聯立得h=2.6m五對物體系應用范例：

1如圖所示，兩小球mAmB通過繩繞過固定的半徑為R的光滑圓柱，現將A球由靜止釋放，若A球能到達圓柱體的最高點，求此時的速度大小。解:B球下落得高度為R+2R/4，A球上升得高度為2R由A→B根據能量轉化守恒定律

ΔE減

=ΔE增得mBg（R+2R/4）=mAg2R+（mA+mB）V2/2則V可解得……。2如圖所示，兩質量為m的環通過長L的繩與另一等質量的小球相連，現使兩環相距L由靜止釋放，求兩環運動后的最大速度大小。解:根據能量轉化守恒定律

ΔE減

=ΔE增得mg（L-Lsin600）=2mV2/2

V=

3如圖所示，已知兩質量分別為m1m2線徑不計的小物塊至于小定滑輪兩端，光滑軌道半徑為R。現將m2由軌道邊緣A點釋放，求其到達最底點B時的速度大小.解:m2下落得高度為R，m1上升得高度為，設此時速度分別為V1V2。由A→B根據能量轉化守恒定律

ΔE減

=ΔE增得m2gR=m1g+m1V12/2+m2V22/2又根據運動合成規律V1=V2COS450聯立可求解V1V2

。4如圖所示，半徑為r質量不計的圓盤豎直放置，圓心O處是一光滑的水平固定軸。在圓盤的最右端固定一個質量為m的小球A,在O點的正下方離O點r/2處固定一個質量為m的小球B。放開圓盤讓其自由轉動則求1)當A轉到最低點時，兩小球的重力勢能之和變化了多少？

2）A球在最底點C速度大小

3）在轉動過程中半徑OA向左偏離豎直方向的最大角度是多少?答案（2）:由A運動到C過程根據能量轉化守恒定律得ΔE減

=ΔE增

mAgR=mBgR/2+mAVA2/2+mBVB2/2又因ωA=ωB則VA=2VB連立可求解VAmgr/2370

5在傾角為θ的斜面體上由質量分別為M,m兩物體和一定滑輪構成如圖所示系統，若物體與斜面間的動摩擦因數為μ，求釋放后m加速下落H時的落地速度aa解:設