2018_2019学年高中物理第四章机械能和能源6能源的开发与利用学案教科版

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1、6　能源的开发与利用[学习目标]　1.了解各种不同形式的能，知道不同形式能量之间的相互转化.2.理解能量守恒定律，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，增强节约能源和保护环境的意识.4.理解功能关系及其应用．一、能量守恒定律1．能量守恒定律：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：能量守恒定律是最重要、最普遍的自然规律之一，是大自然普遍和谐性的一种表现形式．二、能源的利用1．人类

2、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．三、新能源的开发1．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．2．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．3．新能源的优点：新能源多为可再生能源，且污染较小．1．判断下列说法的正误．(

3、1)机械能守恒定律是能量守恒定律的一种特殊形式．(√)(2)化石燃料的利用，会引起环境问题．(√)(3)在利用能源的过程中，能量在数量上并未减少．(√)(4)世上总能量不变，所以我们不需要节约能源．(×)(5)人类不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造．(×)2．质量为0.4kg的皮球，从离地面高0.5m处自由落下，与地面碰撞后以2m/s的速度反弹，g取10m/s2，不计空气阻力，碰撞时损失的机械能为________，损失的机械能转化为________能．答案　1.2J　内一、能量守恒定律的理解如图1所示，“神舟十号”飞船返回舱进入地球

4、大气层以后，由于它的高速下落，而与空气发生剧烈摩擦，返回舱的表面温度达到1000摄氏度．图1(1)进入大气层很长一段时间，返回舱加速下落，返回舱表面温度逐渐升高．该过程动能和势能怎么变化？机械能守恒吗？(2)返回舱表面温度越高，内能越大，该过程中什么能向什么能转化？机械能和内能的总量变化吗？答案　(1)返回舱动能增加，势能减少，由于与大气层的摩擦，机械能逐渐转化为内能，故机械能不守恒．(2)减少的势能一部分转化为动能，一部分转化为内能．或者说一部分机械能转化成了内能．机械能和内能的总量不变，即能量守恒．1．适用范围：能量守恒定律是贯穿物理学

5、的基本规律，是各种自然现象中普遍适用的一条规律．2．对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．例1　(多选)从光滑斜面上滚下的物体，最后停止在粗糙的水平面上，则(　　)A．在斜面上滚动时，只有动能和势能的相互转化B．在斜面上滚动时，有部分势能转化为内能C．在水平面上滚动时，总能量正在消失D．在水平面上滚动时，机械能转化为内能，总能量守恒答案　AD解析　在斜面上滚动时，只有重力做功，只发生动能和势能的相互转化；在水平面上滚

6、动时，有摩擦力做功，机械能转化为内能，总能量是守恒的，故选A、D.【考点】对能的转化与守恒的理解【题点】机械能和内能的转化二、能量守恒定律的应用1．能量守恒定律的表达式(1)从不同状态看，E初＝E末．(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．2．能量守恒定律应用的关键步骤(1)明确研究对象和研究过程．(2)找全参与转化或转移的能量，明确哪些能量增加，哪些能量减少．(3)列出增加量和减少量之间的守恒式．例2　如图2所示，皮带的速度是3m/s，两圆心的距离s＝4.5m，现将m＝1kg的小物体轻放在左轮正

7、上方的皮带上，物体与皮带间的动摩擦因数μ＝0.15，电动机带动皮带将物体从左轮运送到右轮正上方时，求：(g取10m/s2)图2(1)小物体获得的动能Ek；(2)这一过程摩擦产生的热量Q；(3)这一过程电动机消耗的电能E.答案　(1)4.5J　(2)4.5J　(3)9J解析　(1)设小物体与皮带达到共同速度时，物体相对地面的位移为x.μmgx＝mv2，解得x＝3m<4.5m，即物体可与皮带达到共同速度，此时Ek＝mv2＝×1×32J＝4.5J.(2)由μmg＝ma得a＝1.5m/s2，由v＝at得t＝2s，则Q＝μmg(vt－x)＝0.15×

8、1×10×(6－3)J＝4.5J.(3)由能量守恒知E＝Ek＋Q＝4.5J＋4.5J＝9J.【考点】能量守恒定律的理解与基本应用【题点】摩擦生热及内能的理解与计算针对训练1　一弹