2019_2020学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学案教科版必.doc

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1、第6节　能源的开发与利用　1．理解能量的概念，知道各种不同形式的能量．　2．明确能量守恒的含义．3．会用能量守恒的观点分析、解释一些实际问题．(重点＋难点)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．机械能守恒定律与能量守恒定律的关系机械能守恒定律是普遍的能量守恒定律的特种背景下的一种特殊表现形式．二、能源的利用1．能源的定义：能够提供某种形式能量的物质资源．2．人类最先使用的能源：人的体能、畜力、风力、水力等．3．人类利用能源经历了柴草时期、煤

2、炭时期和石油时期．4．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．5．能源与环境(1)温室效应成因：温室效应是人类过多地排放二氧化碳，干扰了地球的热量平衡造成的．危害：温室效应会导致全球变暖，海平面上升，气候变化，疾病增多等．(2)酸雨成因：大气中酸性污染物质，如二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物等，在降水过程中溶入雨水，使其成为酸雨，煤炭中含有较多的硫，燃烧时产生二氧化硫等物质．危害：酸雨影响人的健康，危害生态系统，使土壤酸化和贫瘠，腐蚀建筑和艺术品等．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

3、利用新能源．2．新能源(1)种类：太阳能、海洋能、风能、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．15能量是守恒的，为什么还要节约能源？提示：在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量的总量并未减少，但从便于利用的变成不便于利用的了，且常规能源都是非再生能源，因此，人类一定要节约能源．　对功能关系的理解1．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实现的，做功的过程就是各种形式的能量之间转化(或转移)的过程，且做了多少功，就有多少能量发生转化(或转移)，因此，功是能量转化的量度．2．功与对应能量的变化关系3．应用功能关

4、系需注意的问题搞清力对“谁”做功，对“谁”做功就对应“谁”的位移，引起“谁”的能量变化．如子弹物块模型中，摩擦力对子弹做的功必须用子弹的位移去求解，这个功引起子弹动能的变化．　功与能是两个不同的概念，功是力在空间上的积累，做功需要一个过程，能反映物体对外做功的本领．两者有本质的区别，且功与能不能相互转化，但物体的能量转化是通过做功来实现的．命题视角1　做功与能量变化的对应关系如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A点的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B15时恰好对轨道没有压力．已知AP＝2R，重力

5、加速度为g，则小球从P到B的运动过程中()A．重力做功2mgRB．机械能减少mgRC．合外力做功mgRD．克服摩擦力做功mgR[思路点拨]解答本题时应把握以下两点：(1)小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力，说明此时只有重力提供向心力；(2)合外力对小球做的功等于小球动能的变化．[解析]　小球从A点正上方由静止释放，通过轨道最高点B时恰好对轨道没有压力，此时只有重力提供向心力，根据牛顿第二定律有mg＝m，解得v2＝gR，小球从P点运动到B点，重力做的功为mgR，设摩擦力做的功为W，根据动能定理有mgR＋W＝mv2＝mgR，故合外力做的功为mgR，摩擦力做的功为

6、W＝－mgR，由功能关系知小球的机械能减少mgR．故选项D正确．[答案]　D命题视角2　传送带模型中的功能关系如图所示，电动机带动传送带以速度v匀速传动，一质量为m的小木块静止放在传送带上(传送带足够长)，若小木块与传送带之间的动摩擦因数为μ，当小木块与传送带相对静止时，求：(1)小木块获得的动能；(2)摩擦过程产生的热量；(3)传送带克服摩擦力所做的功；(4)电动机输出的总能量．[思路点拨]当木块的初速度为零时，木块的位移和木块相对皮带的位移恰好相等，从而小木块获得的动能和产生的热量相等；传送带克服摩擦力所做的功与电动机输出的总能量相等．[解析]　木块刚放上时速度

7、为零，必然受到传送带的滑动摩擦力作用做匀加速直线运动，达到与传送带相同速度后不再有相对运动，整个过程中木块获得一定的动能，系统要产生摩擦热．对木块：相对滑动时，a＝μg，达到相对静止所用的时间为t＝，木块的位移l1＝15vt＝，传送带的位移l2＝vt＝，木块相对传送带的位移Δl＝l2－l1＝．(1)小木块获得的动能Ek＝mv2．(2)产生的热量Q＝FfΔl＝Ff(l2－l1)＝μmg(l2－l1)＝mv2．(3)传送带克服摩擦力所做的功W＝μmgl2＝mv2．(4)电动机输出的总能量转化为小木块的动能和系统产生的热量E＝Ek＋Q＝mv2．[答案]　(1)mv2