金版學案13-14物理(人教版)必修2課件：7.10能量守恒定律與能源.教學內容

1、 金品質金品質高追求高追求 我們讓你更放心我們讓你更放心 ！ 金版學案金版學案13-14物理物理(人教版人教版)必修必修2課件：課件：7.10能量守恒定能量守恒定律與能源律與能源.1理解能量的概念，知道各種不同形式的能量2明確能量守恒的含義3知道能源的合理利用及能量耗散的概念課前預習一、能量守恒守律1機械能守恒定律是普遍的_的一種特殊形式2確定能量守恒定律的兩類事實：(1)確認了_的不可能性(2)各種自然現象之間的相互_與_3定律內容：能量既不會消滅，也不會創(chuàng)生，它只會從一種形式能量守恒定律永動機聯系轉化_為其他形式，或者從一個物體_到另一個物體，而在轉化和轉移的過程中，能量的_保持不變二、能

2、源、能量耗散和能源危機1常規(guī)能源：_、_、_，新能源：_能、_能、_能2能量耗散：我們無法把這些散失的能量收集起來重新利用的現象，反映出自然界中宏觀過程的_3能源危機的含義：在能源的利用過程中，即使在能量的轉化過程中，能量在_上并未減小，但在可利用的_上降低了，從便于利用的變成_的了不便于利用轉化轉移總量石油天然氣煤炭太陽風地熱方向性數量品質如何認識功能關系？1功是能量轉化的量度做功的過程就是能量轉化的過程，做了多少功，就有多少能量發(fā)生轉化利用這種關系可以定量地研究能量及其轉化的問題功和能量是有區(qū)別的：功是過程量，能是狀態(tài)量只能說處于某一狀態(tài)的物體(或系統(tǒng))具有多少能，而不能說這個物體(或系統(tǒng)

3、)具有多少功；功是能量轉化的量度，決不能說“功是能的量度”因為功只能用來量度物體狀態(tài)變化時能量變化的多少而不能用來量度物體在某一狀態(tài)所具有的能量2功能關系我們關心的大多是能量的變化量，而不是能量的具體數值，能量的轉化必須通過做功才能實現，某種力做功往往與某一具體的能量變化相聯系，即所謂功能關系3幾種常見的功能關系.功能的變化表達式重力做功正功重力勢能減少重力勢能變化WGEp1Ep2負功重力勢能增加彈力做功正功彈性勢能減少彈性勢能變化W彈Ep1Ep2負功彈性勢能增加名師提示：功和能的關系可以從以下三個層次來理解和把握：(1)能量有多種不同的形式，且不同形式的能量可以相互轉化；(2)不同形式的能量

4、之間的轉化通過做功來實現，即做功的過程就是能量轉化的過程；(3)做了多少功就有多少能量從一種形式轉化為另一種形式，即能量轉化的多少可用做功的多少來量度合力做功正功動能增加動能變化W合E2E1負功動能減少除重力(或系統(tǒng)內彈力)外其他力做功正功機械能增加機械能變化W外E2E1負功機械能減少嘗試應用1下列說法中正確的是()A能就是功，功就是能B做功越多，物體的能量就越大C外力對物體不做功，這個物體就沒有能量D能量轉化的多少可以用做功來量度解析：功和能是兩個不同概念，故A錯；做功的多少只是說明了能量轉化的多少，而不能說明能量的多少，故B錯；外力做功與否不能說明物體能量的有無，故C錯；功是能量轉化的量度

5、，故D正確答案：D如何理解和應用能量守恒定律？1意義普遍性：能量守恒定律是分析解決問題的一個極為重要的方法，它比機械能守恒定律更普遍例如物體在空中下落受到阻力時，物體的機械能不守恒，但包括內能在內的總能量是守恒的能量守恒定律反映了自然現象的普遍聯系能量守恒定律是19世紀自然科學的三大發(fā)現之一2應用能量守恒定律分析問題的基本思路(1)某種形式的能量減少，一定存在其他形式的能量增加，且減少量和增加量一定相等(2)某個物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等3用能量守恒解題的基本步驟(1)分清有多少種形式的能(如機械能、熱能、電能等)在變化(2)分別列出減少的能量E減和增

6、加的能量E增的表示式(3)列式求解用能量觀點去分析、解決物理問題，往往具有簡便、適用范圍廣等優(yōu)點同學們要逐步養(yǎng)成用能量的觀點分析、解決問題的素養(yǎng)名師提示：(1)該定律是貫穿物理學的基本規(guī)律之一，是學習物理學的一條主線(2)要分清系統(tǒng)中有多少種形式的能，發(fā)生了哪些轉化和轉移(3)某種形式的能的減少，一定伴隨著其他形式的能的增加，且增加量一定等于減少量能量的轉化與守恒 行駛中的汽車制動后滑行一段距離，最后停下；流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的光焰；降落傘在空中勻速下降；上述不同現象中所包含的相同的物理過程是()A物體克服阻力做功B物體的動能轉化為其他形式的能量C物體的勢能轉化為其他形式的能量D物體的機

7、械能轉化為其他形式的能量解析：這三個現象中物體運動過程中都受到運動阻力，汽車主要受摩擦阻力，流星、降落傘受空氣阻力，選項A正確；三個物體運動過程中，汽車是動能轉化成了內能，流星、降落傘是重力勢能轉化成其他形式的能，總之是機械能轉化成了其他形式的能，選項D正確答案：AD名師歸納：不同形式的能量可以相互轉化，在轉化過程中能量的總量保持不變，明確能量的轉化形式和利用能量守恒列方程是解題的關鍵變式應用1下列對能量的轉化和守恒定律的認識正確的是()A某種形式的能量減少，一定存在其他形式的能量增加B某個物體的能量減少，必然有其他物體的能量增加C只要科技不斷進步，將會制作出“不消耗任何能源而工作的機械”D石

8、子從空中落下，最后停止在地面上，說明機械能消失了AB功能關系 將一個小滑塊放在如圖所示的凹形斜面上，用力F沿斜面向下拉小滑塊，小滑塊沿斜面運動了一段距離若已知在此過程中，拉力F所做的功的大小(絕對值)為A，斜面對滑塊的作用力所做的功的大小為B，重力做功的大小為C，空氣阻力做功的大小為D.當用這些量表達時，小滑塊的動能的改變(指末態(tài)動能減去初態(tài)動能)等于_，滑塊的重力勢能的改變等于_；滑塊機械能(指動能與重力勢能之和)的改變等于_解析：根據功能關系，動能的改變等于外力做功的代數和，其中做負功的有空氣阻力，斜面對滑塊的作用力(因彈力不做功，實際上為摩擦阻力做的功)，因此EkABCD；重力勢能的減少

9、等于重力做的功，因此EpC；滑塊機械能的改變等于重力之外的其他力做的功，因此EABD.答案：ABCDCABD名師歸納：利用能量守恒定律解題要明確能量的來龍去脈，如果是做功引起能量變化，要對具體能量轉化過程進行具體分析，并注意做功的形式不同，能量轉化的形式不同，最終利用動能定理和能量守恒定律建立方程關系解題變式應用2.如圖所示，用手通過彈簧拉著物體沿光滑斜面上滑，下列說法正確的是（ ）A.物體只受重力和彈簧的彈力作用，物體和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒B.手的拉力做的功，等于物體和彈簧組成的系統(tǒng)機械能的增加量C.彈簧彈力對物體做的功，等于物體機械能的增加量D.手的拉力和物體重力做的總功等于物體動能的

10、增加量解析：解析：對于物體和彈簧組成的系統(tǒng)，當只有重力做功時機械能才守恒，手的拉力對系統(tǒng)做正功，系統(tǒng)的機械能增大，由功能關系可知，A錯，B對；對物體彈簧彈力是外力，物體所受外力中，除重力外只有彈簧彈力做功，因此彈簧彈力做的功等于物體機械能的增加量，C對；手的拉力作用于彈簧，因此引起彈簧的形變而改變彈性勢能，D錯.答案：答案：BC生活中的能量守恒 風能是一種環(huán)保型能源，目前我國風力發(fā)電總裝機容量已達2 640 MW(MW表示兆瓦)風力發(fā)電是將風的動能轉化為電能設空氣的密度為，水平風速為v，風力發(fā)電機每個葉片的長度為L，風力發(fā)電機將風能轉化為電能的效率為.求：(1)該風力發(fā)電機的發(fā)電功率P的數學表

11、達式(2)若某地平均水平風速為v10 m/s，空氣密度 1.3 kg/m3，所用風力發(fā)電機的葉片長度L4 m，效率25%，平均每天發(fā)電20小時，則平均每天能獲得多少電能？名師歸納：能量守恒定律是處理不同形式的能量轉化守恒的一個基本定律，獲取題目信息，建立能量轉化的模型，利用能量守恒定律建立方程是解題的基本方法 變式應用3風力發(fā)電是一種環(huán)保的電能獲取方式設計使每臺風力發(fā)電機的功率為40 kW.實驗測得風的動能轉化為電能的效率約為20%，空氣的密度是1.29 kg/m3，當地水平風速約為 10 m/s，問風力發(fā)電機的葉片長度約為多少才能滿足設計要求？解析：設葉片的長度為L，風速為v，在時間t內流向

12、葉片的空氣質量為mVL2vt空氣的動能Ek mv2由能量關系知：EkPt整理得功率P L2v3解得L10 m.1212答案：10 m基礎練1節(jié)約能源的重要意義在于()A可提高經濟效益，降低成本B能暫緩能源緊張的局面C提高能源的利用率D可減少對化石燃料的開采解析：節(jié)約能源指的是減少總的能源的消耗，重要意義在于緩和能源緊張的局面答案：B2關于功和能，下列說法正確的是()A功和能單位相同，意義相同，功就是能，能就是功B功和能雖然是兩個不同的物理量，但是功和能可以相互轉化C水對水輪機做了8.9106 J的功，表示水的能量減少了8.9106 JD豎直上拋的石子上升過程中克服重力做功5 J，表示石子將5

13、J的功轉化為5 J的重力勢能C3(2012年海南卷)下列關于功和機械能的說法，正確的是()A在有阻力作用的情況下，物體重力勢能的減少不等于重力對物體所做的功B合力對物體所做的功等于物體動能的改變量C物體的重力勢能是物體與地球之間的相互作用能，其大小與勢能零點的選取有關D運動物體動能的減少量一定等于其重力勢能的增加量BC4關于能源的利用和節(jié)能，下列說法正確的是()A根據能量守恒定律，能源的利用率應該是100%B由于能量既不會消滅，也不會創(chuàng)生，總是守恒的，所以節(jié)約能源的意義不大C節(jié)約能源只要提高節(jié)能意識就行，與科學進步無關D在能源的利用中，總會有一部分能源未被利用而損失掉D5有人設想在夏天用電冰箱

14、來降低房間的溫度他的辦法是：關好房間的門窗，然后打開冰箱的所有門讓冰箱運轉，且不考慮房間內外熱量的傳遞，則開機后，室內的溫度將()A升高B保持不變C開機時降低，停機時又升高D開機時升高，停機時降低解析：壓縮機運行時，一部分電能轉化為內能，室溫升高答案：A6如右圖所示，長木板A放在光滑的水平面上，物體B以水平速度沖上A后，由于摩擦力作用，最后停止在木板A上，則從B沖上木板A到相對木板A靜止的過程中，下列說法正確的是()A物體B動能的減少量等于B克服摩擦力做的功B物體B克服摩擦力做的功小于B動能的減少量C物體B損失的機械能等于木板A獲得的動能與系統(tǒng)損失的機械能之和D摩擦力對木板A做的功等于系統(tǒng)機械

15、能的變化量 AC提高練7如圖所示是某類潮汐發(fā)電示意圖漲潮時開閘，水由通道進入海灣水庫蓄水，待水面升至最高點時關閉閘門(如圖甲)，落潮時，開閘放水發(fā)電(如圖乙)設海灣水庫面積為5.0108 m2，平均潮差為3.0 m，一天漲落潮兩次，發(fā)電機的平均能量轉化效率為10%，則一天內發(fā)電的平均功率約為(海水1.0103 kg/m3， g10 m/s2)()A2.6104 kW B5.2104 kWC2.6105 kW D5.2105 kWB8某地平均風速為5 m/s，已知空氣密度是1.2 kg/m3，有一風車，它的車葉轉動時可形成半徑為12 m的圓面如果這個風車能將圓面內10%的氣流動能轉變?yōu)殡娔?，則該風車帶動的發(fā)電機功率是多大？代入數據得P3.4 kW.答案：3.4 kW9為了測量太陽的輻射功率，某人采取如下簡單實驗取一個橫截面積是3102 m2的圓筒，筒內裝水0.6 kg，用來測量射到地面的太陽能某一天中午在太陽光直射2 min后，水的溫度升高了1.(太陽到地球的距離為1.51011 m)求：(1)在陽光直射下，地球表面每平方厘米每分鐘獲得的能量(2)假設射到大氣頂層的太陽能只有43%到達地面，另外57%被大氣吸收和反射而未到達地面你能由此估算