2019-2020年高中物理 第四章 机械能和能源 第6节 能源的开发与利用教学案 教科版必修2

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1、2019-2020年高中物理第四章机械能和能源第6节能源的开发与利用教学案教科版必修21．功是能量转化的量度，不同形式的能量之间的转化是通过做功来实现的。2．自然界中的能量在转移和转化过程中总量是不变的。3．能源是指能够提供某种形式能量的物质资源。能源与人类生活密切相关，节约能源，恰当地利用能源，以及开发新能源是人类解决能源问题的基本途径。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

2、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物质资源。2．能源的利用(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。(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。3．能源的分类(1)非再生能源：如煤、石油、天然气等常规能源。(2)可再生能源：如风能、水能等。4．常规能源产生的危害(1)煤炭燃烧产生烟尘，且煤烟中含有二氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物等，污染大气，造成酸雨和温室效应，导致两极冰雪融化，海平面上升。(2)煤烟中的致癌物质危

3、害身体。(3)煤炭的开采和生产过程破坏土壤植被，产生的废水污染水源及农田。(4)石油的开采、炼制、处理过程及其使用都对环境产生污染。三、新能源的开发1．非再生能源对人类的要求(1)节约能源。(2)开发和利用新能源。2．新能源(1)种类：风能、海洋能、太阳能、地热能、氢能、生物质能及核聚变能等。(2)特点：多为可再生能源，且污染较小。1．自主思考——判一判(1)机械能守恒定律是能量守恒定律的一种特殊表现形式。(√)(2)人们开发和利用能源的过程中，能量在数量上逐渐减少。(×)(3)能量在开发和利用过程中发生转移或转化，但能的总量是不变的。(√)(4)世上总能量虽然不

4、变，但我们仍需要有节能意识。(√)(5)煤自古至今都是人类的主要能源。(×)(6)化石燃料的利用给人们的生活带来了便利，但同时引起了环境问题。(√)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。你认为这种发电机能造出来吗？并说明原因。图461提示：不能。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462所示是我国能源结构的统计图。图462请根据此图数据完成下面两个问题：

5、(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)能源结构主要以煤为主；能源消耗中不可再生能源占据的比例过大，结构不合理；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)。能量守恒定律的理解和应用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，能量的增加量等于能量的减少量。3．运用能量守恒定律解题的基本思路[典例]　如图463所示，一个粗

6、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(　　)图463A.mgh　　　　　　　　B.mghC.mghD.mgh[思路点拨]　通过题图可知，拿去盖板后，最后两端液面相平。U形管中的右侧h高度的液体重心降低。[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

7、Q＝mg·h＝mgh，故A正确。[答案]　A(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，也可在同一物体的不同部分或不同物体间进行转移。(2)能量在转化与转移过程中，能量的总量保持不变。利用能量守恒定律解题的关键是正确分析有多少种能量变化，分析时避免出现遗漏。　　　　1．(多选)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：选ABC　根据能量

8、守恒定律可