7.10《能量守恒定律与能》学案导学（新人教版必修2） doc--高中物理 .doc

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1、http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网新人教版高中物理必修二新人教版高中物理必修二 同步学案同步学案第七章机械能守恒定律第十节能量守恒定律与能源【自主学习】【自主学习】1 能量(1)概念.一个物体能够对外,我们就说这个物体具有。如:运动的物体可以推动与其接触的另一个物体一起向前运动,对被推动的物体做功,说明运动的物体具有能量。又如流动的河水、被举高的重物、被压缩的弹簧、高温高压气体都能对外做功.因此都具有能量。(2形式：能量有各种不同的形式。运动的物体具有;被举高的重物具有;发生弹性形变的物体具有;由大量粒子构成的系统具有。另外自然界中还存在化学能、电能、光能、太阳能

2、、风能、潮汐能、原子能等等不同形式的能。不同的能与物体的不同运动形式相对应,如机械能对应;内能与大量微观粒子的相对应(3)能量的转化：各种不同形式的能量可以相互转化,而且在转化过程中保持不变。也就是说当某个物体的能量时,一定存在其他物体的能量且减少量一定增加量;当的能量减少时,一定存在其他形式的能量增加,且减少量一定增加量。（4）功是能量转化的量度不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的。做功的过程就是各种形式的的过程。且做了多少功,就有能量发生转化(或转移),因此,功是能量转化的。2 能量守恒定律(1)内容:能量既不会，也不会,它只会从一种形式为其地形式,或者从一个物体另一个物体,而在转化和

3、转移过程中.能量的总量,这个规律叫做能量守恒定律.(2)定律的表达式：3.能源和能量耗散(1)能源是人类社会活动的物质基础.人类利用能源大致经历了三个时期,http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网即，。(2)能量耗散:燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去,它就不会起来供人类重新利用;电池中的化学能转化为电能,它又通过灯泡转化为内能和光能,热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能,我们也无法把这些内能起来这种现象叫做能量的耗散。【探究学习】【探究学习】引入新课引入新课教师活动：提出问题：我们已学习了多种形式的能，请同学们说出你所知道的能量形式。我们还知道不同能量之间是可以

4、相互转化的，请你举几个能量转化的例子。学生活动：思考并回答问题，列举实例。教师活动：演示实验 1：在一个玻璃容器内放入沙子，拿一个小铁球分别从某一高度释放，使其落到沙子中。思考：小球运动过程中机械能是否守恒？请说出小球运动过程中能量的转化情况。演示实验 2：在盛有水的玻璃容器中放一小木块，让小木块在水中上下浮动，过一段时间，小木块停止运动。思考：小木块运动过程中机械能是否守恒？请说出小球运动过程中能量的转化情况。学生活动：观察实验并积极思考。讨论后，选出代表发表见解。教师活动：听取学生汇报，总结点评。回答学生可能提出的问题。点评：通过学生举例和演示实验，说明各种形式的能量可以相互转化，增强学生

5、的感性认识，并激发学生的学习兴趣，唤起学生强烈的求知欲。教师活动：引入课题：以上实验表明，各种形式的能量可以相互转化，一种能量减少，必有其他能量增加，一个物体的能量减少，必定其他物体能量增加，能量的总和并没有不化。这就是我们今天要学习的能量守恒定律。进行新课进行新课1、能量守恒定律、能量守恒定律教师活动：引导学生阅读教材，说出能量守恒定律的内容，并引用教材上的话，说明能量守恒定律的建立有何重大意义？http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网历史上曾有人设想制造一种不需要消耗任何能源就可以不断做功的机器，即永动机，这样的机器能不能制成？为什么？学生活动：认真阅读教材，思考并

6、回答问题教师活动：提出问题，引出下一课题：既然能量是守恒的，不可能消灭，为什么我们还要节约能源？2、能源和能量耗散、能源和能量耗散教师活动：引导学生阅读教材，了解人类应用能源的历程，能源对人类社会发展所起的作用；人类在利用能源的同时也对环境造成了严重污染。什么是能量耗散？能量耗散与能量守恒是否矛盾，该怎样理解？学生活动：认真阅读教材，思考并回答问题。教师活动：听取学生汇报，总结点评。回答学生可能提出的问题。【学习要点】【学习要点】1功与能能是状态量，功是过程量。不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的。做功的过程就是各种形式的能量之间转化(或转移)的过程。且做了多少功,就有多少能量发生转化(或

7、转移),因此,功是能量转化的量度。如举重运动员把重物举起来,对重物做了功这一过程中,运动员通过做功消耗了体内的化学能,转化为重物的重力势能.并且,运动员做了多少功,就有多少化学能转化为重力势能。能量的具体值往往无多大意义,我们关心的大多是能量的变化量,能量的变化必须通过做功才能实现,某种力做功往往与某一具体的能量变化相联系。2 能量守恒定律能量守恒定律是贯穿整个物理学的基本规律之一,是学习物理学的一条主线。要分清系统中有多少种形式的能,发生了哪些转化和转移.滑动摩擦力与相对距离的乘积在数值上等于系产生的内能、即 Q=FL相注意:(1)某种形式的能减少,一定存在其他形式的能增加,且减少量一定和增

8、加量相等(2)某个物体的能量减少,一定存在其他物体的能量增加,且减少量和增加量一定相等。这也是我们列能量守恒表达式时的两条基本思路。3能源和能量耗散能量耗散表明,在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中,能量在数量上并未减少,但在利用的品质上降低了,从便于利用的变成不便于利用的了。是能源危机更深层次的含意,也是“自然界的能量虽然守恒,但还是要节约能源”的根本原因。能量和能源是两回事；非http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网再生能源和可再生能源是两回事。作为常规能源的煤炭、石油、天然气等面临枯竭.节能和开发新的能源已是人类必须面对的实际问题.能源对造福人类具有极重要的意

9、义,节约每一份能源,不仅能提高能源的利用价值,对于维护人类赖以生存的环境也有不可忽视的作用新的能源有待于人类去开发.有待开发和利用的新能源主要指:太阳能、地热能、风能、水、能、核能。由于煤、石油和天然气都是几亿年以前的生物遗体形成的,所以人们也称它们为化石燃料.由于这些能源是不能再次生产,也不可能重复使用的,所以称为非再生能源【范例精析】【范例精析】例例1 1在某密闭隔热的房间内有一电冰箱，现接通电源使电冰箱开始工作，并打开电冰箱的门，则过段时间后室内的温度将()A、降低B、不变C、升高D、无法判断解析解析电冰箱制冷过程中，使冰箱内放出热量 Q放，温度降低，同时使其外部空气吸收热量 Q吸，温度

10、升高，此过程不可能自发发生，必须借助压缩机的工作来完成，由于压缩机中的线圈有电阻，电流流过电阻要发热，此部分焦耳热将使室内温度上升，即从整体来看冰箱相当于一个发热电阻在使用。故正确答案是 C。拓展拓展如图为化学中电解食盐（NaCl）水的示意图，a、b 为两根导体电极，从能量角度看，电解的过程是将电能转化为化学能的过程，由于食盐水有一定的电阻，所以有一部分电能将转化为焦耳热。设电源电压为 U，a、b 间食盐水的等效电阻为 R，电流表的示数为 I，不计电极的电阻，下列说法正确的是()A、电流表的示数等于 U/RB、电源的电压等于 IRC、单位时间产生的焦耳热等于 I2RD、单位时间产生的化学能等于

11、 IU-I2R答案：BC提示：电解过程中在把电能转化为化学能的同时，电解液电阻上也要产生焦耳热，作为电解来讲，此部分能量是浪费了http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网例例2 2瀑布从20cm 高处以 Q=103m3/s 的流量竖直落下，流进底部的水轮机后再以2m/s 的速度流出，水轮机再带动发电机发电。如果水的机械能转化为电能的效率是80%，那么发电机发出的电功率有多大？（瀑布在山顶的速度可忽略不计，g 取10m/s2）解析解析 由能流图对能量的转化做出分析可得，瀑布竖直下落后减少的机械能为 mghmv2/2转化为电能的为 P=E/t=(mghmv2/2)0.8/t=

12、水Q（ghv2/2）0.8=103103(102022/2)0.8W=1.58108W=1.58105kW拓展拓展某地强风速为 v=14m/s，设空气密度为=1.3kg/m3，通过横截面积为 S=400m2的风全部使风力发电机转动，其动能有20%转化为电能，则发电的功率为多少瓦？（取2位有效数字）(答案：1.4 105)提示：t 秒内到风叶处的空气包含在以 S 为底面积，长为 L=vt的柱体中【能力训练】【能力训练】1、指出下列物理现象中能量转化的情况：(1)燃料在气缸内燃烧，气缸内气体推动活塞运动，是_能转化为_能。(2)给盛水的容器内的电阻丝通电，水温升高，是_能转化为_能。(3)汽车紧急

13、制动后在地面上滑行直到静止的过程，是_能转化为_能。(4)跳伞运动员打开降落伞后，匀速下降阶段是_能转化为_能。(1)内，机械；(2)电，内；(3)机械，内；(4)机械，内2、若无大气吸收，在垂直照射时地球上每平方米面积的太阳光入射功率为 P0=1.8kw，已知太阳到地球的距离为 r=1.51011m，试计算太阳一秒钟总共放出多少能量？（保留一位有效数字）51026J3、瀑布从10m 高处落下，如果下落中减少的机械能有50转化为水的内能，水的温度升高多大?水的比热容是4.2103J/(kg0C)0.0124、如图所示，容器 A、B 各有一个可自由移动的轻活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压恒

14、定A、B 的底部由带有阀门 S 的管道相连，整个装置与外界绝热原先 A 中水面比B 中的高 h，打开阀门使 A 中水逐渐流向 B 中最后达到平衡。设 A 和 B 的横截面分别为 SA和 SB，水的密度为。求：大气压力对水做的功；水的内能变化量。（忽略活塞和容器http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网内能的变化）5、电动机是把电能转化为机械能的装置，某一用直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的重力等于500N，电源的电压恒定为110V，不计摩擦当电动机以 v=1.0m/s 的恒定速度向上提升重物时，电流表的读数为5A：问：(1)把电动机的输出功率与输入功率的比值称为电动机的效率，计算此电动机的效率；(2)电动机的绕线电阻为多大？(1)90.0%；(2)2【课后思考】【课后思考】有人设计了这样一台“永动机”：距地面一定高度架设一个水槽，水从槽底的管中流出，冲击一个水轮机，水轮机的轴上安装一个抽水机和一个砂轮他指望抽水机把地面水槽里的水抽上去，这样循环不已，机器不停地转动，就可以永久地用砂轮磨制工件做功了（下图）请你分析一下，高处水槽中水的势能共转变成哪几种形式的能，说明这个机器是否能够永远运动下去