2019-2020年高中物理人教版必修2教学案：第七章 第10节 能量守恒定律与能源(含解析)

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1、2019-2020年高中物理人教版必修2教学案：第七章第10节能量守恒定律与能源(含解析)1．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，能量的总量保持不变，这个规律叫做能量守恒定律。2．能量耗散是指可利用的能源最终变成了周围环境的内能，我们无法把这些散失的能量收集起来重新利用。3．能量耗散反映了能量转化的宏观方向性，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的，自然界的能量虽然守恒，但还是要节约能源。4．功和能量的关系：功是能量转化的量度。一、能量守恒定律1．建立能量守恒定

2、律的两个重要事实(1)确认了永动机的不可能性。(2)发现了各种自然现象之间能量的相互联系与转化。2．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，能量的总量保持不变。3．意义能量守恒定律的建立，是人类认识自然的一次重大飞跃。它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一，而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式。二、能源和能量耗散1．能源与人类社会人类对能源的利用大致经历了三个时期，即柴薪时期、煤炭时期、石油时期。自工业革命以来，煤和石油成为人类的主要能源。2．能量耗散燃料燃烧

3、时一旦把自己的热量释放出去，就不会再次自动聚集起来供人类重新利用。电池中的化学能转化为电能，电能又通过灯泡转化成内能和光能，热和光被其他物体吸收之后变成周围环境的内能，我们无法把这些散失的能量收集起来重新利用。3．能源危机的含义在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上虽未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成不便于利用的了。4．能量转化的方向性与节约能源的必要性能量耗散反映了能量转化的宏观过程具有方向性。所以，能源的利用是有条件的，也是有代价的，所以自然界的能量虽然守恒，但还是很有必要节约能源。1．自主思考——判一判(1)

4、当一个物体的能量减少时，一定有其他物体的能量增多。(√)(2)做功越多，能量的转化也越多。(√)(3)外力对物体不做功，这个物体就没有能量。(×)(4)煤、石油、天然气属于常规能源。(√)(5)电能、焦炭、氢能属于一次能源。(×)(6)冒起的煤烟和散开的炭灰可以重新合成一堆煤炭。(×)2．合作探究——议一议(1)一个叫丹尼斯·李(DennisLee)的美国人在《美国今日》《新闻周刊》等全国性报刊上刊登大幅广告，在全美各地表演，展示其号称无需任何能源的发电机。图7101你认为这种发电机能造出来吗？提示：不能。能量守恒定律是自然界最普遍、最重要、最可

5、靠的规律之一，物体间只能发生能量的转化或转移，但总能量不变，任何事物都不可能违背能量守恒定律。丹尼斯·李发明的发电机不消耗其他能量而源源不断地产生电能，违背了能量守恒，因此这种发电机不能制造出来。(2)如图7102所示是我国能源结构的统计图，图7102请根据此图数据完成下面两个问题：①总结出我国能源结构或能源现状的规律。②试着提出解决这种现状的合理化建议。提示：①我国的能源结构主要以煤为主；我国的能源消耗中不可再生能源占据的比例过大，结构不合理；我国能源消耗中可再生能源的比例过小。②建议：节能降耗；开发新能源；开发可再生能源(如太阳能、风能等)。

6、能量守恒定律的应用1．适用范围能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律，是各种自然现象中普遍适用的一条规律。2．表达式(1)E初＝E末，初状态各种能量的总和等于末状态各种能量的总和。(2)ΔE增＝ΔE减，增加的那些能量的增加量等于减少的那些能量的减少量。3．应用步骤(1)明确研究对象及研究过程。(2)明确该过程中，哪些形式的能量在变化。(3)确定参与转化的能量中，哪些能量增加，哪些能量减少。(4)列出增加的能量和减少的能量之间的守恒式(或初、末状态能量相等的守恒式)。[典例]　如图7103所示，一个粗细均匀的U形管内装有同种液体，液体质量为m。在管口右

7、端用盖板A密闭，两边液面高度差为h，U形管内液体的总长度为4h，先拿去盖板，液体开始运动，由于管壁的阻力作用，最终管内液体停止运动，则该过程中产生的内能为(　　)图7103A.mgh　　　　　　　B.mghC.mghD.mgh[审题指导]　(1)管内液体至最终停止运动时，液体的重力势能减小了。(2)系统机械能的减少量等于系统内能的改变量。[解析]　去掉右侧盖板之后，液体向左侧流动，最终两侧液面相平，液体的重力势能减少，减少的重力势能转化为内能。如图所示，最终状态可等效为右侧h的液柱移到左侧管中，即增加的内能等于该液柱减少的重力势能，则Q＝mg·h

8、＝mgh，故A正确。[答案]　A利用能量转化与转移解题的两点注意(1)能量既可通过做功的方式实现不同形式的能量之间的转化，也可在同一物体