高一物理第四章 第五节 第六节能源教科版知识精讲.docVIP

高一物理第四章 第五节 第六节能源教科版 【本讲教育信息】 一. 教学内容 第四章 第五节 机械能守恒定律 第六节 能源 二. 知识点分析 知识点1 机械能 1. 机械能的概念 物体的动能和势能（包括重力势能和弹性势能）的总和叫做机械能. 即，物体的动能和势能都具有相对性，并且重力势能是由于物体和地球的相互作用且由其相对位置决定的，重力势能属于物体和地球系统共有，可以推得机械能也是物体系统共有，机械能具有相对性. 2. 机械能的变化 系统在只有重力做功时，重力势能与动能相互转化，在转化的过程中总的机械能保持不变，若重力以外的力做功（包括内力做功）系统的机械能就要变化，如炸弹在空中爆炸时（爆炸力属于内力），爆炸力做功将化学能转化为炸弹弹片的机械能，炸弹系统的机械能则增加；若物体运动时受到摩擦力作用，摩擦力做功机械能可能转化为物体的内能，则机械能就会减少. 知识点2 机械能守恒定律 1. 机械能守恒的条件 系统只有重力和弹力做功，其他任何内力与外力都不做功或者做功的代数和为零，则该物体的机械能守恒. 2. 机械能守恒的判断 （1）根据做功判断：分析物体受力（包括内力和外力），明确各力做功情况，若物体或者系统只有重力和弹力做功，其他任何内力和外力都不做功或做功的代数和为零，系统的机械能守恒. （2）用能量转化判断：若系统只有势能（包括重力势能和弹性势能）和动能的转化，而无机械能与其他能量转化，则系统机械能守恒. 3. 机械能守恒定律的表达式 机械能守恒定律揭示了物体动能和势能在相互转化时遵循的一种规律，没有确定的公式形式. （1）利用动能和势能的总和保持不变列出方程. 确定了参考系和零势面后，物体在位置1处的动能和势能分别表示为、 ，物体在位置2处的动能和势能分别表示为，机械能守恒表达式可表示为 或. （2）可以利用能的转化和守恒的观点列出方程. 在动能和势能相互转化时，若机械能守恒，则可以断定势能减小时，动能增加；势能增加时，动能减小，即势能的变化量等于动能的变化量，则有或. 知识点3 能量守恒定律 1. 能量守恒定律的内容 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另一种形式，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保持不变. 2. 对能量守恒定律的理解 对于能量守恒定律，可以从以下两个方面理解：（）： （）列出方程. 3. 第一类永动机是永远无法实现的 能的转化与守恒定律是自然界中最普遍的规律，任何违背这一规律的现象都是不能发生的，所以第一类永动机永远不能实现. 三. 重点、难点分析 1. 机械能守恒条件的理解 （1）从能量转化的角度看，只有系统内动能和势能相互转化，无其他形式能量之间（如内能）的转化. （2）从系统做功的角度看，只有重力和系统内的弹力做功，具体表现在： ①只受重力（和弹簧弹力）如：所有做抛体运动的物体（不计空气阻力）机械能守恒. ②只有重力和系统内的弹力做功，例如：如图、、所示. （a）图中小球在摆动过程中线的拉力不做功，如不计空气阻力，只有重力做功，小球的机械能守恒. （b）图中A、B间，B与地面间摩擦不计，A自B上自由下滑过程中，只有重力和A、B间的弹力做功，A、B组成系统的机械能守恒，但对B来说，A对B的弹力做功，这个力对B来说是外力，B的机械能不守恒. （c）图中不计空气阻力，球在摆动过程中，只有重力和弹簧与球间的弹力做功，球与弹簧组成的系统机械能守恒，但对球来说，机械能不守恒. （3）受其他力作用时 ①还受其他力，但其他力不做功，如：物体沿光滑的曲面下滑，尽管受到支持力，但支持力不做功. ②其他力做功，但做功的代数和为零. 如图所示，A、B构成的系统，忽略绳的质量和绳与滑轮间摩擦，在A向下、B向上运动过程中，和都做功，但，不存在机械能与其他形式能量的转化，则A、B系统机械能守恒. ③对一些如绳子突然绷紧、物品爆炸、物体间非弹性碰撞等，除非题目特别说明，否则机械能必定不守恒，完全非弹性碰撞机械能必定不守恒. 2. 应用机械能守恒定律解决问题的基本方法 （1）根据题意选取研究对象； （2）分析研究对象在运动过程中的受力情况以及各力做功的情况，判断机械能是否守恒； （3）确定运动的始末状态，选取零势能面，确定研究对象在始、末状态时的机械能； （4）根据机械能守恒定律列出方程进行求解 知识点4 能源的分类 （1）能源：凡是能够提供可利用能量的物质统称为能源. （2）化石能源：煤、石油、天然气是埋在地下的动植物经过数亿年的地质演变而形成的，这些能源统称为化石能源. （3）一次能源：直接取之于自然界，未经人类加工转换的能源称之为一次能源. 如：煤、石油、天然气