1、7.10 7.10 能量守恒定律與能源能量守恒定律與能源221kxEP重力勢(shì)能重力勢(shì)能彈性勢(shì)彈性勢(shì)能能動(dòng)能動(dòng)能勢(shì)能勢(shì)能機(jī)械能機(jī)械能mghEP221mvEk知識(shí)回顧知識(shí)回顧太陽(yáng)能的利用：太陽(yáng)能的利用：太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能內(nèi)燃機(jī)車：內(nèi)燃機(jī)車：內(nèi)能轉(zhuǎn)化機(jī)械能內(nèi)能轉(zhuǎn)化機(jī)械能水電站：水電站：水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能水果電池：水果電池：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能不同形式的能之間可以在一定不同形式的能之間可以在一定條件的情況下相互轉(zhuǎn)化條件的情況下相互轉(zhuǎn)化17171818世紀(jì)許多機(jī)械專家就已經(jīng)論證了永動(dòng)機(jī)是不世紀(jì)許多機(jī)械專家就已經(jīng)論證了永動(dòng)機(jī)是不可能的可能的法國(guó)科學(xué)院在法國(guó)科

2、學(xué)院在17751775年就正式?jīng)Q定，不再研究和試驗(yàn)?zāi)昃驼經(jīng)Q定，不再研究和試驗(yàn)任何永動(dòng)機(jī)任何永動(dòng)機(jī)歷史上有很多人不相信能量守恒定律的人，挖空心思想發(fā)明一種不消耗能量，歷史上有很多人不相信能量守恒定律的人，挖空心思想發(fā)明一種不消耗能量，卻能不斷對(duì)外做功的機(jī)器卻能不斷對(duì)外做功的機(jī)器永動(dòng)機(jī)永動(dòng)機(jī) 滾珠永動(dòng)機(jī)滾珠永動(dòng)機(jī) 軟臂永動(dòng)機(jī)軟臂永動(dòng)機(jī) 阿基米德螺旋永動(dòng)機(jī)阿基米德螺旋永動(dòng)機(jī) 磁力永動(dòng)機(jī)磁力永動(dòng)機(jī)水塔式永動(dòng)機(jī)水塔式永動(dòng)機(jī)ABC注意：注意： 能量守恒定律是指能量的總量不變，但更重要的是指轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中能量守恒定律是指能量的總量不變，但更重要的是指轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中的守恒。在不同形式的能量間發(fā)生轉(zhuǎn)化，在

3、不同的物體間發(fā)生轉(zhuǎn)移。的守恒。在不同形式的能量間發(fā)生轉(zhuǎn)化，在不同的物體間發(fā)生轉(zhuǎn)移。 燃料燃燒時(shí)一旦把自己的熱量釋放出去，它就不會(huì)再次自動(dòng)聚集起來(lái)供人類燃料燃燒時(shí)一旦把自己的熱量釋放出去，它就不會(huì)再次自動(dòng)聚集起來(lái)供人類重新利用，重新利用，電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，它又通過(guò)燈泡轉(zhuǎn)化成內(nèi)能和光能，熱和光被其他物質(zhì)吸收后變?yōu)橹車h(huán)境的內(nèi)能，我們無(wú)法把這些內(nèi)能收集起來(lái)重新利用這種現(xiàn)象叫做能量耗散與能量守恒是否矛盾，該怎樣理解能量耗散與能量守恒是否矛盾，該怎樣理解? ? 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(guò)程中，即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(guò)程中，即在能量的

4、轉(zhuǎn)化過(guò)程中，能量在數(shù)量上并沒(méi)有減少但是可利用的品質(zhì)上降低了，在能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程中，能量在數(shù)量上并沒(méi)有減少但是可利用的品質(zhì)上降低了，從便于利用變?yōu)椴槐阌诶昧恕＿@是節(jié)約能源的根本原因從便于利用變?yōu)椴槐阌诶昧恕＿@是節(jié)約能源的根本原因 內(nèi)能總是自發(fā)地從高溫物體向低溫物內(nèi)能總是自發(fā)地從高溫物體向低溫物體轉(zhuǎn)移體轉(zhuǎn)移而不會(huì)自發(fā)的由低溫物體向高溫物體而不會(huì)自發(fā)的由低溫物體向高溫物體轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能而內(nèi)能不可全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其他變化熱機(jī)的效率不可能1000/0（第二類永動(dòng)機(jī)不可能（第二類永動(dòng)機(jī)不可能存在）存在）例如：一輛行駛的小轎車，燃料燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能有例如：一輛行駛的小轎車，燃料燃燒

5、產(chǎn)生的內(nèi)能有370/0通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)散熱系統(tǒng)排出，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)散熱系統(tǒng)排出，370/0直接由排氣管排出，有直接由排氣管排出，有260/0變?yōu)榘l(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能變?yōu)榘l(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能 能量的耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中宏觀過(guò)程的方能量的耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中宏觀過(guò)程的方向性。向性。 正是因?yàn)槟芰哭D(zhuǎn)化的方向性，能量的利用受這種方向性的制正是因?yàn)槟芰哭D(zhuǎn)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(jià)的約，所以能量的利用是有條件的，也是有代價(jià)的 通過(guò)以上分析我們知道了：通過(guò)以上分析我們知道了：1. WG= E重重3. W合合= E動(dòng)動(dòng)2. W彈彈= E彈彈 4

6、. 其它力做的功（重力、彈力以外的力）與機(jī)械能的變化之間的關(guān)系：其它力做的功（重力、彈力以外的力）與機(jī)械能的變化之間的關(guān)系： EW 其其它它力學(xué)領(lǐng)域中功能關(guān)系的主要形式有力學(xué)領(lǐng)域中功能關(guān)系的主要形式有當(dāng)當(dāng)W其其0時(shí)，時(shí)，E0，機(jī)械能增加，機(jī)械能增加 當(dāng)當(dāng)W其其0時(shí)，時(shí)，E0，機(jī)械能減少，機(jī)械能減少 21EEE w其5.系統(tǒng)克服摩擦力所做的總功等于系統(tǒng)機(jī)械能的減少量，滑動(dòng)摩擦力與系統(tǒng)克服摩擦力所做的總功等于系統(tǒng)機(jī)械能的減少量，滑動(dòng)摩擦力與相對(duì)距離的乘積在數(shù)值上等于系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能，即相對(duì)距離的乘積在數(shù)值上等于系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能，即EQFS相相ABCDADA功和能是緊密聯(lián)系的，功和能的關(guān)系在力學(xué)領(lǐng)域主要

7、有哪幾種表現(xiàn)形式？功和能是緊密聯(lián)系的，功和能的關(guān)系在力學(xué)領(lǐng)域主要有哪幾種表現(xiàn)形式？在力學(xué)領(lǐng)域中功能關(guān)系的主要形式有：在力學(xué)領(lǐng)域中功能關(guān)系的主要形式有：（1）重力做功等于重力勢(shì)能變化量的負(fù)值，即）重力做功等于重力勢(shì)能變化量的負(fù)值，即 彈簧彈力做的功等于彈性勢(shì)能變化量的負(fù)值，即彈簧彈力做的功等于彈性勢(shì)能變化量的負(fù)值，即（2）外力做的總功等于物體的動(dòng)能變化（動(dòng)能定理），）外力做的總功等于物體的動(dòng)能變化（動(dòng)能定理）， 即即 （3）只有重力或彈力做功的系統(tǒng)，系統(tǒng)機(jī)械能守恒（機(jī)械能守恒定律），即）只有重力或彈力做功的系統(tǒng)，系統(tǒng)機(jī)械能守恒（機(jī)械能守恒定律），即（4）除重力和彈力以外的其它力做的總功，等于系統(tǒng)

8、機(jī)械能的變化量（功能原理），）除重力和彈力以外的其它力做的總功，等于系統(tǒng)機(jī)械能的變化量（功能原理），即即（5）一對(duì)滑動(dòng)摩擦力對(duì)系統(tǒng)做的總功等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加，即）一對(duì)滑動(dòng)摩擦力對(duì)系統(tǒng)做的總功等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加，即kEW總pGEWEW彈總總21EE機(jī)EWF/QEfs內(nèi)相對(duì)|質(zhì)質(zhì)量量為為m的物體下落的物體下落過(guò)過(guò)程中，程中，經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)高度高度h1處處速度速度為為v1，下落，下落至高度至高度h2處處速度速度為為v2，空氣阻力恒，空氣阻力恒為為f ，分析由，分析由h1下落到下落到h2過(guò)過(guò)程中機(jī)程中機(jī)械能的械能的變變化。化。分析：根據(jù)動(dòng)能定理，有分析：根據(jù)動(dòng)能定理，有 21222121mvmvWWfG功能原理介紹：功能原理介紹：下落過(guò)程中重力對(duì)物體做功，重力做功在數(shù)值上等于物體重力勢(shì)能的變化量。取地面下落過(guò)