2018版高中物理沪科版必修2学案：第4章+能量守恒与可持续发展+43-44 能量的转化与守

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1、4.3能量的转化与守恒4.4能源与可持续发展［学习目标］1.掌握能量守恒定律.知道能量守恒定律是最基本、最普遍的口然规律之一2了解能量转化和转移的方向性，认识人类珍惜和保护能源和资源的必要性.3.了解我国能源状况，认识能源与环境协调发展的必要性4掌握各种功能关系，会应用功能关系和能量守恒定律解决问题.n自主预习梳理一、能量的转化与守恒1.能量的多样性：自然界中能量的形式有多种，如：机械能、、电磁能、、化学能、核能、生物能等，各种不同形式的能量可以相互.2.能量守恒定律：（1）内容：能量既不能凭空产生，也不能

2、凭空消失，它只能从一种形式为另一种形式，或者从一个物体到另一个物体，在转化或转移的过程屮其.（2）能量守恒定律是自然界屮最基本、最普遍的规律，它宣布第一类永动机（不消耗能量而连续不断地对外做功，或者消耗少量能量而做大量的功的机器）是（填“可能”或“不可能”）制成的.二、能源与可持续发展1.能量的转化效率（1）任何机器都（填“可能”或“不可能”）将输入的能量全部转化为有用的能量.⑵能量的转化效率=.（3）机器的能量转化效率（填“一定小于”或“可以等于”）100%.2.能量转化和转移的方向性研究和事实都表明：能

3、量的转化和转移具有性，或者说，能量的转化和转移具有性.3.第二类永动机（填“违反”或“不违反”）能量守恒定律，但（填“违反”或“不违反”）能量转化和转移的不可逆性，因此不可能制成.1.能源开发、利用与环境保护⑴煤、、天然气等化石燃料是目前所用的主要能源，是（填“可以”或“不可”）再生的.(2)能源的可持续发展战略：尽可能地开发和利用各种,千方百计地提高不可再生能源的合理和转化效率，并且厉行节约，避免浪费.［即学即用］1.判断下列说法的正误.(1)任何能量之间的转化都遵循能量守恒定律.()(2)因为能量守恒，

4、所以我们不需要节能.()(3)能量的转化和转移具有不可逆性.()(4)任何机器的能量转化效率都低于100%.()(5)第一类永动机不能制成是因为违反了能量守恒定律.()(6)第二类永动机不可能制成是因为违反了能量守恒定律.()2.一个质量为60kg的登山运动员，他登山时平均每小时登高500m(竖直高度)，已知人体内将化学能转化为机械能的效率为25%,那么他在3h内消耗的化学能为_J.(g取lOm/s2)［J重点知识探究一、能量守恒定律的理解［导学探究］(1)在验证机械能守恒定律的实验中，计算结果发现，重物减

5、少的重力势能的值总大于增加的动能的值，即机械能的总量在减少.机械能减少的原因是什么？减少的部分机械能是消失了吗？(2)请说明下列现彖中能量是如何转化或转移的？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.［知识深化］1.适用范围：能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律，是各种口然现彖中普遍适用的一条规律.2.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

6、光滑斜面上滚下的物体，最后停止在粗糙的水平面上，说明()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，NEl'E札(3)从能的转移角度看，Ea^=Eb^.2.能量守恒定律应用的关键步骤：(1)明确研究对彖和研究过程.(2)找全参与转化或转移的能址，明确哪些能量增加，哪些能量减少.(

7、3)列出增加量和减少量之间的守恒式.【例2】如图1所示，皮带的速度是3m/s,两圆心的距离5=4.5m，现将加=lkg的小物体轻放在左轮正上方的皮带上，物体与皮带间的动摩擦因数“=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収10m/s2)(1)小物体获得的动能Ek；(2)这一过程摩擦产生的热量0⑶这一过程电动机消耗的电能E.三、功能关系的理解与应用1.功能关系概述(1)不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的，做功的过程就是能量之间转化的过程.(2)功是能量转化的量度•做了多少功，就有

8、多少能量发生转化.2.功与能的关系：由于功是能量转化的量度，某种力做功往往与某一种具体形式的能量转化相联系，具体功能关系如下：功能量转化关系式重力做功重力势能的改变忙一AEp弹力做功弹性势能的改变WF=fEp合外力做功动能的改变炉合=耳除重力、系统内弹力以外的其他力做功机械能的改变W=E机两物体间滑动摩擦力对物体系统做功内能的改变f'S相对=0【例3】如图2所示，在竖直平面内有一半径为的圆弧轨道，半径04水平、