追尋守恒量能量

追尋守恒量能量第一頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)１．知識(shí)與技能:

理解能量、勢(shì)能及動(dòng)能的概念與意義.

２．過(guò)程與方法:a、會(huì)分析動(dòng)能與勢(shì)能間的相互轉(zhuǎn)化.b、通過(guò)各種能量相互轉(zhuǎn)化分析培養(yǎng)學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力.

３．情感、態(tài)度與價(jià)值觀:

通過(guò)了解人類追尋“能”這一守恒量的過(guò)程，體驗(yàn)守恒思想的重要意義.第二頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日

現(xiàn)代化地生活離不開電能，現(xiàn)代交通離不開燃料釋放的化學(xué)能，核電站要利用原子核裂變釋放的核能，人類生活需要攝入食物中的化學(xué)能，植物的生長(zhǎng)依賴太陽(yáng)能。。。。。?！澳芰俊痹谌祟惿钪械闹匾缘谌?yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日理想斜面.exe1、什么是能量呢？2、能量在不同的情況下有不同的表現(xiàn)形式，本實(shí)驗(yàn)中共涉及哪幾種不同的能量呢？第四頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日針對(duì)訓(xùn)練１：關(guān)于伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn),以下說(shuō)法正確的是（

）A．無(wú)論斜面是否光滑,小球滾上的高度一定與釋放的高度相同.B．實(shí)際上,小球滾上的高度會(huì)比釋放的高度要小一些.C．只有在斜面絕對(duì)光滑的理想條件下,小球滾上的高度才與釋放的高度相同.D．伽利略的斜面理想實(shí)驗(yàn)反映了在小球的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中存在某個(gè)守恒量.BCD第五頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日勢(shì)能：相互作用的物體憑借其位置而具有的能量。第六頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日動(dòng)能：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量。第七頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日試分析小女孩蕩秋千過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化第八頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日ABhh分析在伽利略實(shí)驗(yàn)中，小球從斜面A上離斜面底端h高處自由滾下，通過(guò)最低點(diǎn)后繼續(xù)滾上另一個(gè)斜面B，小球會(huì)在斜面B上某點(diǎn)速度為零，這點(diǎn)距斜面底端的豎直高度仍為h，在這個(gè)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()Ａ、小球在A斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，離斜面底端的豎直高度越來(lái)越小，小球的運(yùn)動(dòng)速度越來(lái)越大。Ｂ．小球在A斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能越來(lái)越小，勢(shì)能越來(lái)越大Ｃ．小球在B斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度越來(lái)越大，離斜面底端的高度越來(lái)越?。模∏蛟贐斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能越來(lái)越小，勢(shì)能越來(lái)越大,且動(dòng)能與勢(shì)能總和是不變的。AD第九頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日探究—機(jī)械能的互相轉(zhuǎn)化

豎直上拋的小球，勢(shì)能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)化情況，小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，是否存在著能的總量保持不變？（不計(jì)空氣阻力）第十頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日知識(shí)鏈接在全球能源短缺的今天，科學(xué)家也在絞盡腦汁，設(shè)想了許多非同尋常的發(fā)電招數(shù)。道路發(fā)電、綠葉發(fā)電、體溫發(fā)電，這些發(fā)電方式您可能聽都沒有聽過(guò)，但它們卻正悄悄走向我們的生活。第十一頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日

“巨蟒”不是真正的莽，它因像蛇一樣的外形而得名，它在巨浪中沉浮，可以大量收集能量，并將其轉(zhuǎn)化為電能。首先充分發(fā)揮一下你的想像力，一根巨大的橡膠管———因其像蛇一樣的外形而得名“巨蟒”，被安放在遼闊的海面上，一個(gè)巨浪打來(lái)，它被吞沒，但過(guò)不一會(huì)，它又出現(xiàn)了，短暫的起伏瞬間，連接這根管子的特殊裝置已經(jīng)收集到了可觀的電能。

“巨蟒”裝置的兩端都是密封的，里面裝滿了水。這種設(shè)計(jì)可以使其固定在海水表面以下，一端朝向海浪襲來(lái)的方向。每次海浪拍打到管子的一端使之受到擠壓，在內(nèi)部形成“激突波”，即內(nèi)部壓力波。激突波在管子里面?zhèn)鲃?dòng)，而引起激突波的海浪則在管外以同樣的速度流動(dòng)，這樣就對(duì)管子形成了越來(lái)越大的擠壓，于是激突波也會(huì)越來(lái)越大。隨之，激突波使得固定在裝置另一端的渦輪啟動(dòng)，于是電能產(chǎn)生，并通過(guò)一根電纜傳送到海岸上。一直以來(lái)，人們知道海浪能制造巨大的能量但苦于沒有途徑收集，現(xiàn)在，“巨蟒”就可以解決這個(gè)問(wèn)題?！熬掾卑l(fā)電--------向海浪要能量

第十二頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日

道路發(fā)電-------1公里發(fā)電400千瓦

這條神奇的路是以色列技術(shù)研究院下屬公司的一個(gè)項(xiàng)目，它在普通路面的瀝青中植入大量的壓電晶體，通過(guò)汽車駛過(guò)時(shí)的壓電轉(zhuǎn)換來(lái)發(fā)電，1公里的路面能產(chǎn)生約100—400千瓦的電力?？茖W(xué)家表示，理論上，這些植入瀝青的壓電晶體能使用至少30年，因此，該技術(shù)可以用于任何大流量的道路，包括鐵路和公路。目前，其路面改造成本約為每公里65萬(wàn)美元，但在大規(guī)模生產(chǎn)啟動(dòng)后，造價(jià)還能降低2/3。該發(fā)電方法的遠(yuǎn)期目標(biāo)是，由該系統(tǒng)產(chǎn)生的電力價(jià)格能降到每度3—10美分(約合人民幣0.2元—0.7元)———非常接近目前的民用電價(jià)了，甚至還更低，而且由此帶來(lái)的減碳效應(yīng)不可估量，尤其是對(duì)我國(guó)這種嚴(yán)重依賴煤電的國(guó)家而言，更是具有相當(dāng)?shù)囊饬x：截至2008年底，我國(guó)共有高速公路4.1萬(wàn)公里，如果全部應(yīng)用了此種技術(shù)，那么它們一年最多將發(fā)電1436億度。目前，這種技術(shù)已進(jìn)行了小規(guī)模的試驗(yàn)，而大范圍的試驗(yàn)已在2010年開始。

第十三頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日綠葉發(fā)電-----樹木也能成電廠

綠葉具有光合作用，這是眾所周知的，但綠葉還具有光電效應(yīng)這個(gè)奇特功能，恐怕很少有人知道?？茖W(xué)家們深入研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)太陽(yáng)光照射到綠葉上時(shí)，綠葉就能吸收光能，并且從水分中奪取電子，這些奪取來(lái)的電子不斷地自由活動(dòng)并漸漸聚集起來(lái)。如果在這些電子自由活動(dòng)前就用固定的電流場(chǎng)使他們定向移動(dòng)，就能形成電子流，這就是綠葉電流。一棵大樟樹或梧桐樹約有20多萬(wàn)片樹葉，每片樹葉細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)中有許許多多的葉綠體。如果將這些葉片攤開來(lái)計(jì)算，其葉綠體的總面積可達(dá)2300平方米，按能量換算，相當(dāng)于覆蓋36畝土地的巨型太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換站，這畢竟還是一棵樹，要是一片茂密的樹林呢？顯然，綠葉的發(fā)電能力十分可觀?？茖W(xué)家正嘗試把這樣的“發(fā)電廠”從實(shí)驗(yàn)室里搬出來(lái)，比如在房屋周圍廣泛植樹，在墻邊種植青蘿、紫藤、爬山虎等植物，以構(gòu)成厚厚的多層覆蓋的疊式植物群。這樣一來(lái)，不僅房屋周圍綠樹成蔭，環(huán)境大改善，而且每戶人家還可以自成體系地建立一個(gè)個(gè)小型發(fā)電廠，這將是世界上真正的無(wú)灰、無(wú)塵、無(wú)污染、無(wú)噪音的最富有生命力的新型綠葉發(fā)電廠。葉綠體的優(yōu)點(diǎn)還在于不論春夏秋冬或陰晴雨雪，它都能吸收光能并把它轉(zhuǎn)化為電能。這種奇妙的發(fā)電方式無(wú)疑將受到城鄉(xiāng)居民的普遍歡迎，對(duì)于居住在交通不便的深山密林中的人們來(lái)說(shuō)，“綠葉發(fā)電”就更是方便實(shí)用了。第十四頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日體溫發(fā)電------辦公樓會(huì)“吸熱”

美國(guó)新澤西州電信電話公司不久前設(shè)計(jì)建造了一座新穎的辦公大樓，利用裝在樓內(nèi)的能量收集置換裝置將在大樓工作的3000多名員工所散發(fā)的熱量收集起來(lái)并置換為電能，用于照明、電腦辦公，甚至調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，使之保持在18—29攝氏度之間，只有當(dāng)室外溫度降到零下9攝氏度以下時(shí)，才需開暖氣供熱?？茖W(xué)家們還發(fā)明了一種袖珍溫差電池，可以將人體的熱能(體溫)直接轉(zhuǎn)化為電能，繼而為小型助聽器、微型收音機(jī)、迷你電視機(jī)供電。這些袖珍家用電器體積小、重量輕、攜帶方便，不必為其供電而犯愁，因此非常受歡迎。體溫供電手表也在受歡迎之列。手表的表底蓋就是一塊微型溫差電池，手的溫度能產(chǎn)生電能推動(dòng)手表準(zhǔn)確地運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)。您的運(yùn)動(dòng)也可以轉(zhuǎn)化為電能，這種通過(guò)走路振動(dòng)發(fā)電的系統(tǒng)可以安裝到人流擁擠的公共場(chǎng)所。第十五頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日

運(yùn)動(dòng)發(fā)電-----走三萬(wàn)步驅(qū)動(dòng)火車

美國(guó)麻省理工學(xué)院的兩名學(xué)生設(shè)計(jì)了一種地板系統(tǒng)，可以在火車站、舞廳、商場(chǎng)等人流集中的地方收集人們走路、跳舞以及跳躍等運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械能，并將其轉(zhuǎn)化成電能。他們稱這種“發(fā)電”形式為“人群電場(chǎng)”。這種所謂的“人群電場(chǎng)”是由麻省理工學(xué)院的兩名研究生詹姆斯·拉雷姆和賽迪斯·朱斯楚克設(shè)計(jì)的，他們計(jì)劃將這樣一種通過(guò)走路振動(dòng)來(lái)發(fā)電的地板系統(tǒng)安裝到人流擁擠的公共場(chǎng)所，利用這里密集的人流所產(chǎn)生的振動(dòng)來(lái)產(chǎn)生電力。這種地板系統(tǒng)是由很多木塊交錯(cuò)組成的，人們走路時(shí)會(huì)對(duì)地板產(chǎn)生壓力，使與木塊相連的搖桿也被壓下。搖桿從一個(gè)方向帶動(dòng)中心軸旋轉(zhuǎn)，從而將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電流。當(dāng)眾多行人連續(xù)在地板上行走時(shí)，搖桿不斷被壓下，使中心軸不停地轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電。這種裝置安裝在大街、商場(chǎng)、火車站等處，所發(fā)出的電可以用來(lái)照明和驅(qū)動(dòng)電風(fēng)扇。根據(jù)格拉雷姆和朱斯楚克的實(shí)驗(yàn)，通過(guò)這樣一套系統(tǒng)，每個(gè)人行走一步所產(chǎn)生的電力大約只能支持一個(gè)60瓦的燈泡閃一下，但是如果收集28527步產(chǎn)生的能量，就足以推動(dòng)一輛火車移動(dòng)一秒。第十六頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日核電站不會(huì)像原子彈那樣發(fā)生爆炸

核燃料中有效成分是鈾-235，鈾-235同樣也是原子彈中的核炸藥，那么核電站會(huì)不會(huì)像原子彈那樣爆炸呢？不必?fù)?dān)心，絕沒有這種可能性！核燃料中鈾-235的含量約為3％，而核炸藥中的鈾-235含量高達(dá)90％以上，正像啤酒和白酒都含有酒精，白酒因酒精含量高可以點(diǎn)燃