不同的能量可以互相轉化,能量轉化的過程就是從一種變成的過程

時間 2022-05-03 23:15:25

1樓:宮村瞳

質能方程式的推導 首先要認可狹義相對論的兩個假設:1、任一光源所發之球狀光在一切慣性參照系中的速度都各向同性總為c 2、所有慣性參考系內的物理定律都是相同的。 如果你的行走速度是v,你在一輛以速度u行駛的公車上,那麼你當你與車同相走時,你對地的速度為u+v,反向時為u-v,你在車上過了1分鐘,別人在地上也過了1分鐘——這就是我們腦袋裡的常識。

也是物理學中著名的伽利略變換,整個經典力學的支柱。該理論認為空間是獨立的,與在其中運動的各種物體無關,而時間是均勻流逝的,線性的,在任何觀察者來看都是相同的。 而以上這個變幻恰恰與狹義相對論的假設相矛盾。

事實上,在愛因斯坦提出狹義相對論之前,人們就觀察到許多與常識不符的現象。物理學家洛倫茲為了修正將要傾倒的經典物理學大廈,提出了洛倫茲變換,但他並不能解釋這種現象為何發生,只是根據當時的觀察事實寫出的經驗公式——洛倫茲變換——而它卻可以通過相對論的純理論推匯出來。 然後根據這個公式又可以推倒出質速關係,也就是時間會隨速度增加而變慢,質量變大,長度減小。

一個物體的實際質量為其靜止質量與其通過運動多出來的質量之和。 當外力作用在靜止質量為m0的自由質點上時,質點每經歷位移ds,其動能的增量是dek=f·ds,如果外力與位移同方向,則上式成為dek=fds,設外力作用於質點的時間為dt,則質點在外力衝量fdt作用下,其動量增量是dp=fdt,考慮到v=ds/dt,有上兩式相除,即得質點的速度表示式為v=dek/dp,亦即 dek=vd(mv)=v^2dm+mvdv,把愛因斯坦的質量隨物體速度改變的那個公式平方,得m^2(c^2-v^2)=m0^2c^2,對它微分求出:mvdv=(c^2-v^2)dm,代入上式得dek=c^2dm。

上式說明,當質點的速度v增大時,其質量m和動能ek都在增加,質量的增量dm和動能的增量dek之間始終保持dek=c^2dm所示的量值上的正比關係。當v=0時,質量m=m0,動能ek=0,據此,將上式積分,即得∫ek0dek=∫m0m c^2dm(從m0積分到m)ek=mc^2-m0c^2 上式是相對論中的動能表示式。愛因斯坦在這裡引入了經典力學中從未有過的獨特見解,他把m0c^2叫做物體的靜止能量,把mc^2叫做運動時的能量,我們分別用e0和e表示:

e=mc^2 , e0=m0c^2。 推導:首先是狹義相對論得到 洛倫茲因子γ=1/sqrt(1 - v^2/c^2) 所以,運動物體的質量 m(v) = γm0=m0/(1 - v^2/c^2) 然後利用泰勒 1/sqrt(1 - v^2/c^2)=1+1/2*v^2/c^2+....

得到m(v)c^2 = γm0c^2=m0c^2/(1 - v^2/c^2)=m0c^2+1/2m0v^2+... 其中m0c^2為靜止能,1/2m0v^2就是我們平時見到的在低速情況下的動能,後面的省略號是高階的能量。 單位 e=mc^2 e是能量 單位是焦耳(j) m是質量 單位是千克(kg) c是光速!

c=3*10^8 質能方程:e=mc^2是否違背了質量守恆定律? 質能方程並不違反質量守恆定律,質量守恆定律是指在任何與周圍隔絕的體系中,不論發生何種變化或過程,其總質量始終保持不變。

或者說,化學變化只能改變物質的組成,但不能創造物質,也不能消滅物質,所以該定律又稱物質不滅定律。 而質能方程是表述了質量和能量之間關係,所以不違背質量守恆定律。同時公式說明物質可以轉變為輻射能,輻射能也可以轉變為物質。

這一現象並不意味著物質會被消滅,而是物質的靜質量轉變成另外一種運動形式。(由於當時科學的侷限,這條定律只在微觀世界得到驗證,後來又在核試驗中得到驗證)所以20世紀以後,因此而在原來質量守恆定律和能量守恆定律上發展出質量和能量守恆定律,合稱質能守恆定律。 關於質量和能量的關係:

質量和能量就是一個東西,是一個東西的兩種表述。質量就是內斂的能量,能量就是外顯的質量。 正如愛因斯坦而言:

「質量就是能量,能量就是質量。時間就是空間,空間就是時間。」

2樓:渴侯溪邇

羅為你回答哦!(知道我是是誰了吧) 添 (一種形式) (另一種形式)

在一定的條件下,各種形式的能量是可以互相轉化的.在它們互相轉化的過程中,下面說法正確的是(  )a

3樓:手機使用者

各種能量形式互相轉換是有方向和條件限制的,能量互相轉換時其量值不變,表明能量是不能被創造或消滅的.因此各種形式能的總量一定守恆,單一的某一種形式的能或幾種能不一定守恆,故c選項說法正確.

故選c.

在一定條件下,各種形式的能量是可以互相轉化的,在他們互相轉化的過程中,以下說法正確的是(  )a.

4樓:輕候依然

各種能量形式互相轉換是有方向和條件限制的,能量互相轉換時其量值不變,表明能量是不能被創造或消滅的.因此各種形式能的總量一定守恆,單一的某一種形式的能或幾種能不一定守恆,故d選項說法正確.

故選d.

物質的變化過程中伴隨著能量的變化.化學變化中通常伴隨著能量轉化,這是因為不同的能量之間可以相互轉化

5樓:第三名

(1)再舉此例子時,一定注意的是,舉例子必須是吸熱且屬於物理變化.比如:冰雪融化,乾冰昇華,酒精揮發等均可.

(2)鎂條燃燒時會發出耀眼的白光,所以儲存在鎂中的化學能經過化學反應後,一部分轉變為熱能,另一部分轉變為光能.

(3)根據能量守恆原理,反應前氫氣和氧氣的混合物所包含的化學能應該包括:氫氣在氧氣中燃燒生成水的變化放出熱能+周圍散失的熱能+光能.所以反應前氫氣和氧氣的混合物所包含的化學能高於反應後水包含的化學能.

故答案為:

(1)冰雪融化.

(2)熱;光.

(3)由於此反應放出能量,故反應物具有的化學能高於生成物具有的化學能.

求初二物理複習資料

6樓:濤艾慈

第二章 運動與能量

第4節 能量

一、本節三維目標要求

1.知識與技能

知道一切物體都是有能量,不同運動形式對應不同能量。

初步瞭解光能、機械能、內能、電能、化學能和核能等能量形式。

知道各種能量之間可以轉化,初步懂得利用能量的過程就是不同能量之間進行轉化的過程。

2.過程與方法

通過聯絡生活,觀察教材**,讓學生們自己來認識常見的這些能量形式。

通過觀察、討論分析初步認識不同能量之間的相互轉化。

3. 情感、態度與價值觀

通過物質世界不同運動和能量形式的認識,尤其對能量轉化利用的認識,使學生們對大千世界有一個概括的具體的認識,拉近了物理與學生之間的距離,感到物理學就在身邊,物理學與我們人類生活、生產、社會發展有著十分密切的關係。

二、教學重點與難點

用例項說明能量可以從一個物體轉移到另一個物體,不同形式的能量可以相互轉化是本節的重點,分析能量轉化和轉移現象是難點。

三、 教學器材:

教學掛圖

四、課時安排:1課時

五、教學過程

(一)各種形式的能量

1. 讓學生們閱讀課文,然後討論下列問題

①我們日常生活中經常聯絡著哪些能量?學生們自己說說每天生活中至少應有哪些能量?

②我們日常生活中消耗的能量是怎麼轉化的,即什麼能轉化成什麼能?

③如果世界上突然沒有電能,整個社會將會怎麼樣?沒有光能這個世界又將如何?

④怎樣認識能源技術革命與人類社會進步的關係?

分析歸納:

能量是與物體運動有關的物理量

不同的運動形態對應著不同的能量形式

(二)能量的轉移和轉化

我們生活中的大部分能量都來自於太陽

能量不僅可以從一個地方轉移到另一個地方,不同形式的能量之間還可以互相轉化 。能量既不會消滅,也不會創生,它只會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,而能的總量保持不變。

——能量守恆定律

2.教師小結,並認識能量的轉化

(1)點燃火柴,觀察光能、內能和化學能及其互相轉化。

(2)啟閉教室內電燈、演示電能、光能和能內及互相轉化。

(3)雙手摩擦或手捋鉛筆體驗機械能、內能及互相轉化。

(三)、能量的利用

1. 觀察自己家裡的家用電器的能量轉化,填寫下表

洗衣機 電燈 熱水器 電扇 電視 音響 **

電能變成其他能量形式

2.將一細鐵絲,來回反覆彎折,可以折斷鐵絲,這時發現鐵線是否燙手,分析一下這個過程能量轉化。

3.社會調查:(1)市場有一種新型手電筒,不需要電池,晃幾下就可以照明。(2)一種玩具塑料球,從高空落地彈起就可以閃出彩光。通過這些活動讓同學們感受不同能量之間的轉化。

利用能量的過程就是能量的轉移和轉化過程

(四)、小結:

一)各種形式的能量

1、機械能

2、光能和電能

3、內能

4、原子能

5、化學能

二)能量的轉移和轉化

三)能量的利用

(五)、課堂練習

1.下列物體具有什麼形式的能量:

(1)正在空中飛行的飛機具有______能。 (2)從高處往下流的水具有______能。

(3)正在發光的電燈具有_______能。 (4)乾電池具有_______能。

2.下列各種能的轉化或轉移情況是:

(1)水電站裡水輪機帶動發電機發電____ (2)摩擦生熱的現象_________

(3)燃料燃燒時放熱___________ (4)給蓄電池充電__________

(5)水沸騰時水壺蓋向上頂起來________ (6)用熱水加熱袋裝牛奶__________

(六)、作業

1.小梅同學將能量的轉化及常見的例子連線如下,其中有一組出現了錯誤,請你幫她找出. ( )

a.機械能轉化為內能——用磨刀石磨刀.

b.內能轉化為機械能——暖水瓶瓶蓋蹦起.

c.電能轉化為內能——電爐工作.

d.勢能轉化為動能——向上運動的乒乓球.

2.說明下列物體具有什麼形式的機械能。

(1)、空中飛行的子彈具有 能。 (2)、在斜坡上行駛的自行車具有 能

(3)、被拉長的橡皮筋具有 能。 (4)、被葛州壩擋住的江水具有 能

(5)、正在下落的雨滴 ; (6)、在空中飛行的足球

例6. 甲、乙、丙三人各乘一汽車沿平直公路同向而行,他們各自以自己為參照物,甲看見乙乘坐的汽車靜止不動,乙看見丙乘坐的汽車離自己遠去,丙看見甲乘坐的汽車在後退。若以地面為參照物時,______________汽車運動得最快。

解析:甲、乙、丙三個人各以自己為參照物,即事先假定自己為不動的物體來觀察另外兩輛汽車的運動。從甲看見乙乘坐的汽車靜止不動,可以斷定乙汽車和甲汽車運動得一樣快。

從乙看見丙乘坐的汽車離自己遠去,和丙看見甲乘坐的汽車往後退,可以斷定丙乘坐的汽車行駛在甲乘坐的那輛汽車的前面,所以它運動得最快。上面的兩個判斷都是以地面為參照物進行觀察,得出的結果。

正確答案:丙

考點分析:考查學生對參照物這一概念的理解

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