能源的开发与利用教案

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1、4.6能源的开发与利用[学习目标定位]1.了解各种不同形式的能，知道能量守恒定律确立的两类重要事实.2.能够叙述能量守恒定律的内容，会用能量守恒的观点分析解释一些实际问题.3.了解能源的开发和利用，知道能源短缺和环境恶化问题，增强节约能源和环境保护意识．一、能量守恒定律1．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另一个物体，在转化或转移的过程中，其总量保持不变．2．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．它是自然界中最重要、最普遍的规律之一．二、能源的利用1．能源：能够提供某种形式能量的

2、物质资源．2．人类对能源的利用大致经历了三个时期，即柴草时期、煤炭时期、石油时期．3．能源的大量使用(特别是化石燃料的利用)引起了环境问题，例如酸雨和温室效应．三、新能源的开发1．目前，正在开发的新能源有风能、海洋能、太阳能、地热能、氢能、生物质能及核聚变能等．2．新能源的优点：新能源多为可再生能源，且污染较小.一、能量守恒定律[问题设计]　1．在验证机械能守恒定律的实验中，重物带着纸带下落时，计算结果发现，减少的重力势能的值大于增加的动能的值，即机械能的总量在减少．原因就是存在纸带和打点计时器之间的摩擦力和空气的阻力等．是不是考虑了各种摩擦和阻力后这部分能

3、量就消失了呢？答案　不是．它转化成了机械能以外的其他形式的能量，除重力或弹力做功外，其他任何力对物体做功使物体的机械能增加或减少的过程，实质上都是其他形式的能与机械能相互转化的过程，在转化的过程中，能的总量是不变的．这是大自然的一条普遍规律，而机械能守恒定律只是这一条普遍规律的一种特殊情况．2．请说明下列现象中能量是如何转化的？(1)植物进行光合作用．(2)放在火炉旁的冰融化变热．(3)电流通过灯泡，灯泡发光．答案　(1)光能转化为化学能．(2)内能由火炉转移到冰．(3)电能转化为光能．[要点提炼]1．能量守恒定律的理解某种形式的能减少，一定存在其他形式的能

4、增加，且减少量和增加量一定相等．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．2．能量守恒定律的表达式(1)从不同状态看，E初＝E终．(2)从能的转化角度看，ΔE增＝ΔE减．(3)从能的转移角度看，ΔEA增＝ΔEB减．二、能源的利用和新能源的开发1．人类对能源的利用大致经历了三个时期，即柴草时期、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．能源利用方式的改进极大地提高了劳动生产率，给人类的生活带来了极大的改善，煤炭的利用和蒸汽机的诞生引起了产业革命．但能源的大量使用引起了环境问题．3．新能源开发(1)正在开

5、发的新能源有风能、海洋能、太阳能、地热能、氢能、生物质能及核聚变能等．(2)在合理开发和节约使用煤、石油、天然气等常规能源的同时，要大力开发核聚变能、太阳能、风能、地热能、海洋能等新能源．三、功能关系的理解1．功和能的关系可以从以下两个方面来理解：(1)不同形式的能量之间的转化通过做功来实现，即做功的过程就是能量转化的过程；(2)做了多少功就有多少能量从一种形式转化为另一种形式，即能量转化的多少可用做功的多少来量度．2．常用的几种功能关系功能的变化表达式重力做功正功重力势能减少重力势能变化WG＝－ΔEp＝Ep1－Ep2负功重力势能增加弹力做功正功弹性势能减少

6、弹性势能变化W弹＝－ΔEp＝Ep1－Ep2负功弹性势能增加合力做功正功动能增加动能变化W合＝ΔEk＝Ek2－Ek1负功动能减少除重力(或系统内弹力)外其他力做功　正功机械能增加机械能变化W其他＝ΔE＝E2－E1负功机械能减少两物体间滑动摩擦力对物体系统做功内能变化Ffx相对＝Q注意　功和能的本质不同，并且功和能也不能相互转化，而只能是通过做功实现能量的转化．一、对能量守恒定律的理解例1　下列关于能量守恒定律的认识正确的是(　　)A．某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加B．某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加C．不需要任何外界的动力而持续对外做功

7、的机械——永动机不可能制成D．石子从空中落下，最后静止在地面上，说明机械能消失了解析　根据能量守恒定律可知，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失．能量只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，A、B对，D错．永动机违背了能量守恒定律，故它不可能制造出来，C对．答案　ABC二、能量守恒定律的应用图1例2　如图1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，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(　　)A.mghB.

8、mghC.mghD.mgh解析　去掉右侧盖板之后，液