物理沪科版必修2学案：课堂互动44能源与可持续发展含解析

《物理沪科版必修2学案：课堂互动44能源与可持续发展含解析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、课堂互动三点剖析一、机械效率机械效率是表示机械做功或利用机械实现能量转化的有效程度的物理量，它等于机械克服有用阻力所做的功与动力对机械所做的总功的比值，或等于机械克服冇用阻力做功的冇用功率与动力对机械所做功的总功率的比值.机械效率与功、功率是三个不同的物理量，它们之间没有必然的量的联系.功的多少、功率的大小均不能反映机械效率的高低.由于实际情况中WM(或P撷外)必不为零，所以机械效率总是小于1,效率n无单位.【例1］用如图4・4・2所示的滑轮组把重600N的货物匀速提高2m,所用拉力是375N,求整个过程的总功、有用功、额外功和这个滑轮组的机械效率.图4・4・2

2、解析:拉力F对滑轮组所做的功是总功，滑轮组对重物做的功是有用功.根据已知条件，物重600N,被提升2m,滑轮组对货物做的有用功可求.进一步需要知道绳端向下拉的距离，它是货物被提升高度的2倍，s=2h=4m,乂已知拉力是375N,则总功可求.滑轮组的机械效率用公式求解.因为s=2h=4m,所以W总=Fs=375Nx4m=1500JW有=Gh=600Nx2m=1200JW额外=W总一W有=1500J-1200J=300J叫用1200Jn=—二=80%.%1500J二、提髙机械效率的有效方法1•尽量减少额外功，釆取减轻机械本身的重力和加润滑油减小摩擦的办法.2.当额外

3、功一定时，在机械能承受的范围内尽可能增加每次提起重物的重力，充分发挥机械的作用.【例2】由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，把一重为40N的物体匀速提升1m时，人站在地而上所用的向下的拉力为25N.(1)若绳重及摩擦不计，则滑轮机械效为多大?滑轮多重？(2)若提升的重物变为90N,则滑轮组的机械效率又为多大？解析：有两段绳子承受物体和动滑轮的重力.(1)W总=Fs=Fx2h=50J,W有用=Gh=40J所以，尸巴也xi00%=80%%W额外=W4W有用=10J,G动滑轮=」^=102h⑵W有用，=G'h=90JW总'=W额外'+W有用'=100J%答案：⑴80

4、%ION（2）90%三、节约能源与可持续发展1•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.2.节约能源的办法有：采用高效锅炉，节约燃料；采用高温高压蒸汽轮机，提高热机效率；充分利用废气余热，提高燃料利用率；从能源直接得到电能，提高发电效率等等.3.在合理开发和节约使用煤、石油、天然气等常规能源的同时，要大力开发核能、太阳能、风能、地热能、海洋能等新能源.【例3】随着人类能量消耗的迅速增加，如何有效地提高能量利用率是人类所面临的一项重要任务.图4・4・3是上海“明珠线"某轻轨车站的设计方案，将站台抬高了一些，与站台连接的轨道有一个小的坡度.请

5、你从提高能量利用效率的角度，分析这种设计的优点.图4・4・3解答：列车进站时，利用上坡使部分动能转化为重力势能加以储存，减少了因刹车而损耗的机械能；列车出站时，利用下坡把储存的重力势能又转化为动能，起到节能的作用，从而提高了能量的利用率.温馨提示上海“明珠线'‘某轻轨车站的上述设计方案，正是从节约能源的角度提出的.这里，我们看到了物理规律与实际生活的密切联系及其发挥的重要作用.四、能量转化和转移的方向性1•自然界屮自发的能暈的转化和转移具有方向性：（1）热量可以自发地rh尚温物体传递给低温物体，但不能自发地由低温物体传给高温物体；（2）冒起的煤烟和散开的炭灰不可

6、能乂重新组合成一堆煤炭；（3）散失到周围环境中的内能不能回收重新利用.2.在能量的利用过程中，能量在数值上并未减小，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变为不便于利用的了，这是能源危机更深层次的含意.【例4】下列说法正确的是（）A.从甲物体自发传递热量给乙物体，说明甲物体的内能比乙物体多B.热机的效率从原理上可大于100%C.因为能量守恒，所以“能源危机”是不可能的D.以上说法均不正确解析：自发的热传递的条件是必须存在温度差，而不是内能差.甲物体传递能量给乙物体，说明甲物体的温度比乙物体高，故A错误.由热力学第二定律“不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功

7、，而不引起其他变化”可知，任何热机的机械效率都不可能达到100%,因此B错.关于“能源危机”必须清楚：⑴能源是提供能量的资源，如煤、石油等.⑵人们在消耗能源时，放出能量，有的转化为内能，有的转化为机械能等等.但最终基本上都转化成了内能，人们无法把这些内能收集起来再利用（能量耗散），而可供利用的能源是有限的，不可能再生（或短时间内不可再生）.因此“能源危机”并非说明能量不守恒.C错.答案：D各个击破类题演练1用功率为1500W的电动机带动起重机，以0.2m/s的速度匀速提升物体，起重机的效率为80%,求它所提起的物体的重量.解：设起重机提升物体所用的时间为t,则对

8、起重机來说W有用=Gh=