人教課標實驗版必修二機械能及其守恒定律1 能量守恒定律與能源 市賽一等獎

7.10

能量守恒定律與能源新課導(dǎo)入

在驗證機械能守恒定律實驗中，重錘下落過程中減小的重力勢能總是略大于增加的動能，為什么出現(xiàn)這種現(xiàn)象？滑滑梯時減小的重力勢能又轉(zhuǎn)化為什么能？

除了動能、勢能和內(nèi)能之外，你還知道哪些形式的能？各種形式的能之間有何聯(lián)系？

化學(xué)能、太陽能、光能、電能、風(fēng)能、核能、生物能等等。內(nèi)燃機車水力發(fā)電站火力發(fā)電廠塔式太陽能熱電站電站有一個高塔，塔頂上裝有鍋爐，塔的周圍裝有平面反射鏡，它把陽光反射后集中在鍋爐上，把鍋爐內(nèi)的工作物質(zhì)水加熱成高溫高壓蒸汽。高溫高壓蒸汽通過管道輸送到汽輪發(fā)電機。微波爐電風(fēng)扇光合作用手握冰塊探究一：能量守恒定律（1）能量的概念是人類對物質(zhì)運動規(guī)律進行長期探索中建立的，請你說說人類在建立起能量守恒定律的過程中經(jīng)歷了哪些主要事件？哪些科學(xué)家作出了卓越的貢獻？新課教學(xué)科學(xué)家們一直在關(guān)注自然現(xiàn)象之間的普通聯(lián)系……1801年戴維發(fā)現(xiàn)電流的化學(xué)效應(yīng)（電和化學(xué)的聯(lián)系）1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)（電和磁的聯(lián)系）1821年塞貝克發(fā)現(xiàn)溫差電現(xiàn)象（熱和電的聯(lián)系）1831年法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象（電和磁的聯(lián)系）1840年焦耳發(fā)現(xiàn)電流的熱效應(yīng)（電和熱的聯(lián)系）1842年邁爾表述了能量守恒定律，并計算出了熱功當(dāng)量的數(shù)值（功和熱的聯(lián)系）1843年焦耳測定了熱功當(dāng)量的數(shù)值（功和熱的聯(lián)系）1847年亥姆霍茲在理論上概括和總結(jié)能量守恒定律（2）歷史上曾有人設(shè)想制造一種不需要消耗任何能源就可以不斷做功的機器，即永動機，這樣的機器能不能制成。

制造永動機的美好夢想雖然破滅了，但是卻讓我們明白了能量不可能無中生有，即不能創(chuàng)造能量，也就是說自然界各種能量之間存在著一定的轉(zhuǎn)化關(guān)系。永動機的啟示1.導(dǎo)致能量守恒定律最終確立的重要事實：確認了永動機的不可能性和發(fā)現(xiàn)了各種自然現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化。2．能量守恒定律內(nèi)容：能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量不變。某種形式的能減少，一定有其他形式的能量增加，且減少量和增加量一定相等．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。表達式：

E初＝E終

ΔE增＝ΔE減1．判斷下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的說法是否正確A．舉重運動員把重物舉起來，體內(nèi)的一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為重物的重力勢能；B．電流通過電爐子后電爐絲變熱，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；C．做功過程是能量轉(zhuǎn)化過程，某過程中做了10J的功，一定有10J的能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化；D．石子從空中落下，最后慘止在地面上，說明機械能消失了；E．風(fēng)吹動帆船前進是風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機械能；F．用毛巾反復(fù)擦背，感覺后背熱了，是機械能轉(zhuǎn)化為熱能；G．有種“全自動”手表，不用上發(fā)條，也不用任何形式的電源，卻能一直走動，說明能量可以憑空產(chǎn)生。2．質(zhì)量為m、速度為v0的子彈水平勻速飛行，擊中前方懸掛于繩長為L的繩下端的木塊（質(zhì)量為M），子彈未能穿出木塊,使懸繩偏離豎直方向的最大偏角為θ，則子彈擊中木塊后產(chǎn)生的內(nèi)能為多少？探究二：能源和能量耗散（1）能源是人類社會的物質(zhì)基礎(chǔ)，人類利用能源大致經(jīng)歷了哪幾個過程？現(xiàn)在人類消耗的能源主要有哪些？

既然能量是守恒的，不可能消失，為什么我們還要節(jié)約能源？（2）什么是能量耗散？3.能量耗散：燃料燃燒時一旦把自己的熱量釋放出去，它就不會再次自動聚集起來供人類重新利用，電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，它又通過燈泡轉(zhuǎn)化成內(nèi)能和光能，熱和光被其他物質(zhì)吸收后變?yōu)橹車h(huán)境的內(nèi)能，我們無法把這些內(nèi)能收集起來重新利用。這種現(xiàn)象叫做能量的耗散。（3）請大家查閱資料，了解人類社會生活依賴的主要能源的儲藏量，以及化石能源的利用帶來的環(huán)境污染。談?wù)劰?jié)約能源意義和保護環(huán)境的重要性。石油儲量大約在2050年左右宣告枯竭，天然氣儲備估計將在57~65年內(nèi)枯竭，煤的儲量約可以供應(yīng)169年。事實上，中東及海灣地區(qū)與非洲的戰(zhàn)爭都是由化石能源的重新配置與分配而引發(fā)。這種軍事沖突，今后還將更猛烈、更頻繁；總之，能源危機遲早會爆發(fā)；它的爆發(fā)將具有爆炸性！

環(huán)境惡化大氣污染濃煙滾滾的工廠酸雨毀壞的森林汽車的尾氣溫室效應(yīng)使全球氣候變暖1999年北極拍攝兩極冰山融化人類在利用能源的同時也對環(huán)境造成了嚴重污染，因化石燃料的燃燒，使大氣中的顆粒物和SO2濃度的增高，危及人和其他生物的身體健康，同時還會腐蝕材料，給人類社會造成損失；環(huán)境污染除了給生態(tài)系統(tǒng)造成直接的破壞和影響外，污染物的積累和遷移轉(zhuǎn)化還會引起多種衍生的環(huán)境效應(yīng)，給生態(tài)系統(tǒng)和人類社會造成間接的危害，有時這種間接的環(huán)境效應(yīng)的危害比當(dāng)時造成的直接危害更大，也更難消除。例如，溫室效應(yīng)、酸雨、和臭氧層破壞就是由大氣污染衍生出的環(huán)境效應(yīng)。（4）根據(jù)我國實際情況談?wù)勅绾伍_發(fā)新能源？新能源太陽能新能源新能源三峽水電站新能源核能深圳大亞灣核電站新能源西藏羊八井地?zé)犭娬緶厝責(zé)崮埽?）能源短缺和環(huán)境惡化是當(dāng)今社會存在的重大問題，為了節(jié)約能源和保護環(huán)境，談?wù)勀銓⒃趺醋觯?．“能源危機”是當(dāng)今世界各國共同面臨的問題。對此，以下措施可行的是（）A．人人都要自覺做到節(jié)約用水、節(jié)約用電，不浪費和人為毀壞物品B．關(guān)閉現(xiàn)有的火力發(fā)電站C．各地都要新建水力和風(fēng)力發(fā)電站D．停止使用石油資源，而以核能和太陽能取代4．關(guān)于能量耗散，下列說法中正確的是（）A．能量耗散是指在一定條件下，能量在轉(zhuǎn)化過程中總量減少了B．能量耗散表明，能量守恒定律具有一定的局限性C．能量耗散表明，在能源的利用過程中，能量在數(shù)量上并未減少，但在可利用的品質(zhì)上降低了D．能量耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度，反映出自然界中宏觀過程的方向