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1、1010能量守恒定律与能源221kxEP重力势能重力势能弹性势弹性势能能动能动能势能势能机械能机械能mghEP221mvEk知识回顾知识回顾一、能量的概念 一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量。太阳能的利用：太阳能的利用：太阳能转化为电能太阳能转化为电能内燃机车：内燃机车：内能转化机械能内能转化机械能水电站：水电站：水的机械能转化为电能水的机械能转化为电能水果电池：水果电池：化学能转化为电能化学能转化为电能17171818世纪许多机械专家就已经论证世纪许多机械专家就已经论证了永动机是不可能的，法国科学院在了永动机是不可能的，法国科学院在17751775年就正式决定，不再研究和试验年就
2、正式决定，不再研究和试验任何永动机任何永动机 滚珠永动机滚珠永动机 软臂永动机软臂永动机 阿基米德螺阿基米德螺旋永动机旋永动机 磁力永动机磁力永动机水塔式永动机水塔式永动机ABC注意：注意：燃料燃烧时燃料燃烧时一旦把自己的热量释放一旦把自己的热量释放出去，它就不会再次自动聚集起来出去，它就不会再次自动聚集起来供人类重新利用供人类重新利用，电池中的化学能，电池中的化学能转化为电能，它又通过灯泡转化成转化为电能，它又通过灯泡转化成内能和光能，热和光被其他物质吸内能和光能，热和光被其他物质吸收后变为周围环境的内能，收后变为周围环境的内能，我们无我们无法把这些内能收集起来法把这些内能收集起来重新重新利
3、利用这种现象用这种现象叫做叫做能量耗散与能量守恒是否矛盾，能量耗散与能量守恒是否矛盾，该怎样理解该怎样理解? ? 能量耗散和能量守恒并不矛盾，能能量耗散和能量守恒并不矛盾，能量耗散表明，在能源利用的过程中，即量耗散表明，在能源利用的过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上并在能量的转化过程中，能量在数量上并没有减少但是可利用的品质上降低了，没有减少但是可利用的品质上降低了，从便于利用变为不便于利用了。从便于利用变为不便于利用了。这是节这是节约能源的根本原因约能源的根本原因 内能总是自发地从内能总是自发地从高温物体向低温物高温物体向低温物体转移体转移而不会自发的由低而不会自发的由低温物体向高温
4、物体温物体向高温物体转移转移机械能可以全部转化为内能而内能不可全部转化为机械能而不引起其他变化热机的效率不可能1000/0（第二类永动机不可能存在）（第二类永动机不可能存在）例如：一辆行驶的小轿车，燃料燃烧产生的内能例如：一辆行驶的小轿车，燃料燃烧产生的内能有有370/0通过发动机散热系统排出，通过发动机散热系统排出，370/0直接由直接由排气管排出，有排气管排出，有260/0变为发动机输出的机械能变为发动机输出的机械能 能量的耗散从能量转化的角能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方度反映出自然界中宏观过程的方向性。向性。 正是因为能量转化的方向性，正是因为能量转化的方向性，能量
5、的利用受这种方向性的制约，能量的利用受这种方向性的制约，所以能量的利用是有条件的，也所以能量的利用是有条件的，也是有代价的是有代价的 通过以上分析我们知道了：通过以上分析我们知道了：【合作共探合作共探1 1】功是能量转化的量度分析常见力做功与能量转化的对应关系：合力的功:_重力做功：_弹力做功：_动能变化 W=Ek2-Ek1=Ek 重力势能和其他能相互转化WG=-Ep=Ep1-Ep2弹性势能和其他能相互转化 WF=-Ep=Ep1-Ep2 【合作共探合作共探1 1】功是能量转化的量度分析常见力做功与能量转化的对应关系：只有重力、弹簧弹力做功: 除重力和弹簧弹力之外的力做的功:一对相互作用的滑动摩
6、擦力的总功:机械能守恒 E=0机械能变化 W=E内能变化 Q=FfL相对1. WG= E重重3. W合合= E动动2. W弹弹= E弹弹 4. 其它力做的功（重力、弹力其它力做的功（重力、弹力以外的力）与机械能的变化之间以外的力）与机械能的变化之间的关系：的关系： EW 其它其它力学领域中功能关系的主要形式有力学领域中功能关系的主要形式有当当W其其0时，时，E0，机械能增加，机械能增加 当当W其其0时，时，E0，机械能减少，机械能减少 5.系统克服摩擦力所做的总功等于系统系统克服摩擦力所做的总功等于系统机械能的减少量，滑动摩擦力与相对距机械能的减少量，滑动摩擦力与相对距离的乘积在数值上等于系统
7、产生的内能，离的乘积在数值上等于系统产生的内能，即即EQFS相相ABCDADA在力学领域中功能关系的主要形式有：在力学领域中功能关系的主要形式有：（1）重力做功等于重力势能变化量的负值，）重力做功等于重力势能变化量的负值，即即 弹簧弹力做的功等于弹性势能变化量的负弹簧弹力做的功等于弹性势能变化量的负值，即值，即（2）外力做的总功等于物体的动能变化）外力做的总功等于物体的动能变化（动能定理），（动能定理）， 即即 kEW总pGEWEW弹（3）只有重力或弹力做功的系统，）只有重力或弹力做功的系统，系统机械能守恒（机械能守恒定律），系统机械能守恒（机械能守恒定律），即即（4）除重力和弹力以外的其它力做）除重力和弹力以外的其它力做的总功，等于系统机械能的变化量的总功，等于系统机械能的变化量（功能原理），即（功能原理），即（5）一对滑动摩擦力对系统做的总）一对滑动摩擦力对系统做的总功等于系统内能的增加，即功等于系统内能的增加，即总总21EE机EWF/QEfs内相对|