《魯科物理必修2 第2章第3節(jié)《能量守恒定律》第2課時(shí)~第4節(jié)《能源與可持續(xù)發(fā)展》》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《魯科物理必修2 第2章第3節(jié)《能量守恒定律》第2課時(shí)~第4節(jié)《能源與可持續(xù)發(fā)展》（35頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

歡迎進(jìn)入物理課堂 第3節(jié)能量守恒定律第2課時(shí)能量守恒定律第4節(jié)能源與可持續(xù)發(fā)展 核心要點(diǎn)突破 課堂互動(dòng)講練 知能優(yōu)化訓(xùn)練 第3節(jié)第2課時(shí) 第4節(jié) 課前自主學(xué)案 課標(biāo)定位 課標(biāo)定位 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 了解自然界中存在多種形式的能量 知道能量守恒定律是最基本 最普遍的自然規(guī)律之一 2 體會(huì)了解生活和生產(chǎn)實(shí)踐中能的轉(zhuǎn)化現(xiàn)象 并能將能量守恒定律在實(shí)際生活中加以應(yīng)用 3 知道能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性 4 了解能源開發(fā)與可持續(xù)發(fā)展 5 了解能源對人類社會(huì)發(fā)展的重要意義 養(yǎng)成自覺節(jié)約能源的好習(xí)慣 重點(diǎn)難點(diǎn) 熱傳導(dǎo)和能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的方向性 課前自主學(xué)案 一 能量守恒定律1 常見的能量轉(zhuǎn)化只有重力做功時(shí) 物體的 和 相互轉(zhuǎn)化 只有彈力做功時(shí) 物體的動(dòng)能和 相互轉(zhuǎn)化 在我們身體中 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為 和 在風(fēng)力或水力發(fā)電站中 風(fēng)能或水的重力勢能轉(zhuǎn)化為 物質(zhì)燃燒時(shí) 轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能 動(dòng)能 重力勢能 彈性勢能 內(nèi)能 機(jī)械能 電能 電能 化學(xué)能 2 能量守恒定律 能量既不能憑空 也不能憑空 它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式 或從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體 在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量 3 永動(dòng)機(jī) 不消耗任何 卻能持續(xù)不斷地對外 的機(jī)器 二 能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性1 能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性自然界實(shí)際進(jìn)行的與熱現(xiàn)象有關(guān)的一切宏觀過程都是有 性的不可逆的過程 產(chǎn)生 消失 保持不變 能量 做功 方向 1 機(jī)械能與內(nèi)能間轉(zhuǎn)化的方向性 可以完全轉(zhuǎn)化為 反過來 不可能 地 并不引起任何變化地完全變?yōu)闄C(jī)械能 2 熱傳遞過程中的方向性 在熱傳遞的過程中 內(nèi)能總是 地從 物體向 物體轉(zhuǎn)移 而不可能 地從 物體向 物體轉(zhuǎn)移 2 熱機(jī)的效率熱機(jī)是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置 它從高溫?zé)嵩次諢崃?一部分用來做功 同時(shí)向低溫?zé)嵩捶懦鰺崃?它的效率 達(dá)到100 機(jī)械能 內(nèi)能 內(nèi)能 自動(dòng) 自動(dòng) 高溫 低溫 自動(dòng) 低溫 高溫 不可能 思考感悟 既然自然界能量是守恒的 就沒必要節(jié)約能源 這種觀點(diǎn)是否正確 提示 不正確 能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性 三 能源開發(fā)與可持續(xù)發(fā)展1 珍惜能源 能量的利用過程是 的 自然界中的常規(guī)能源 如煤炭 石油等 的儲(chǔ)量是 的 并且是不可再生的 因此我們要珍惜現(xiàn)有的能源 盡力提高能源的 2 認(rèn)識未來的能源 核能 風(fēng)能 水能 地?zé)崮?生物質(zhì)能 海洋能 氫能等 3 人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的意義 發(fā)展不僅是滿足 的需要 還應(yīng)考慮不損害 的需要 不可逆 有限 利用效率 太陽能 當(dāng)代人 后代 核心要點(diǎn)突破 一 能量轉(zhuǎn)化和守恒定律1 能量形式的多樣性 1 能量有多種形式 如化學(xué)能 光能 核能等 由于命名方式的不同 同一種性質(zhì)的能可以有不同的名稱 如風(fēng)能 水流能 實(shí)質(zhì)為機(jī)械能 太陽能 光能 地?zé)崮?內(nèi)能 等 2 能量的多樣性反映了物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式的多樣性 如機(jī)械能與宏觀物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系 內(nèi)能與微觀粒子運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系 2 能量守恒定律的普遍性能量守恒定律是自然界中的一個(gè)重要規(guī)律 它對于宏觀和微觀世界 高速和低速運(yùn)動(dòng)普遍成立 反映了自然現(xiàn)象的普遍聯(lián)系 3 做功與能量的轉(zhuǎn)化由于功是能量轉(zhuǎn)化的量度 因此在做功的過程中必然伴隨著能量的轉(zhuǎn)化 不同的力做功 會(huì)引起不同的能量發(fā)生轉(zhuǎn)化 二 正確理解能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性1 關(guān)于方向性的理解能量守恒定律指明各種形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化 并且在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中總和不變 但是能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移并不是任意的 而是具有方向性的 具體表現(xiàn)在 1 機(jī)械能可以自發(fā)地全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 但內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其他變化 機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能可以不需要專門的設(shè)備 但內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能卻需要很復(fù)雜的設(shè)備 例如蒸汽機(jī) 內(nèi)燃機(jī)等 2 內(nèi)能總是自發(fā)地從高溫物體向低溫物體傳遞 但不能自發(fā)地從低溫物體向高溫物體傳遞 這里所說 自發(fā)地 是指沒有任何外界的影響或幫助 電冰箱工作時(shí)能將冰箱內(nèi) 溫度較低 的熱量 傳給外界空氣 溫度較高 是因?yàn)殡姳湎牧穗娔?對制冷系統(tǒng)做了功 3 散失到周圍環(huán)境中的內(nèi)能不可能重新收集起來重新利用 三 能源與環(huán)境問題1 能源凡是能夠提供可利用能量的物質(zhì)統(tǒng)稱為能源 1 常規(guī)能源 煤 石油 天然氣 常規(guī)能源的儲(chǔ)量是有限的 2 綠色能源 在釋放能量或能量轉(zhuǎn)化的過程中對環(huán)境不造成污染的能源 它包括 風(fēng)能 水能 太陽能 氫能 生物質(zhì)能等 2 環(huán)境問題常規(guī)能源的大量消耗會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染 它會(huì)嚴(yán)重威脅人體健康 同時(shí)又影響動(dòng)植物的生長 破壞經(jīng)濟(jì)資源 損壞建筑物及文物古跡 如果嚴(yán)重時(shí)還會(huì)改變大氣的性質(zhì) 嚴(yán)重破壞自然界的生態(tài)平衡 1 溫室效應(yīng) 是由于大氣中溫室氣體 二氧化碳 甲烷等 含量增大而形成的 主要原因是煤炭和石油的大量消耗而產(chǎn)生的廢氣 2 酸雨 大氣中的酸性物質(zhì) 如二氧化硫 氮氧化物等 在降雨過程中溶入雨水 使其成為酸雨 煤炭中含有較多的硫 燃燒時(shí)產(chǎn)生二氧化硫等物質(zhì) 3 光化學(xué)煙霧 是氮氧化物和碳?xì)浠衔镌诖髿庵惺艿疥柟庵袕?qiáng)烈的紫外線的照射后產(chǎn)生的二次污染物質(zhì) 4 浮塵 常規(guī)能源燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的浮塵 課堂互動(dòng)講練 2010年高考山東卷改編 如圖2 4 1所示 傾角 30 的粗糙斜面固定在地面上 長為l 質(zhì)量為m 粗細(xì)均勻 質(zhì)量分布均勻的軟繩置于斜面上 其上端與斜面頂端齊平 用細(xì)線將物塊與軟繩連接 物塊由靜止釋放后向下運(yùn)動(dòng) 直到軟繩剛好全部離開斜面 此時(shí)物塊未到達(dá)地面 在此過程中 圖2 4 1 思路點(diǎn)撥 除重力 彈力之外的力對物體做功的多少等于機(jī)械能改變的多少 系統(tǒng)中減少的能量之和等于系統(tǒng)中增加的能量之和 答案 D 方法總結(jié) 分析物體的受力 各力做的功以及能量的轉(zhuǎn)化 利用功能關(guān)系 是解決此類問題的關(guān)鍵 變式訓(xùn)練1第26屆深圳大運(yùn)會(huì)比賽項(xiàng)目中 高臺(tái)跳水是我國運(yùn)動(dòng)員的強(qiáng)項(xiàng) 質(zhì)量為m的跳水運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入水中后受到水的阻力而做減速運(yùn)動(dòng) 設(shè)水對他的阻力大小恒為F 那么在他減速下降高度為h的過程中 下列說法正確的是 g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?A 他的動(dòng)能減少了FhB 他的重力勢能增加了mghC 他的機(jī)械能減少了 F mg hD 他的機(jī)械能減少了Fh 解析 選D 運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入水中后 重力和水的阻力做功 由動(dòng)能定理可知?jiǎng)幽艿臏p少量等于合外力所做的功 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 下降過程中 重力勢能減少 選項(xiàng)B錯(cuò)誤 除重力做功外 克服阻力所做的功等于運(yùn)動(dòng)員機(jī)械能的減少量 所以機(jī)械能減少了Fh 選項(xiàng)D正確 C錯(cuò)誤 下列說法正確的是 A 熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體 但不能從低溫物體傳到高溫物體B 只要對熱機(jī)不斷改革 就可使熱機(jī)把它得到的全部內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C 不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功 而不引起其他變化D 凡是不違背能量守恒定律的過程都一定能實(shí)現(xiàn) 思路點(diǎn)撥 解答本題應(yīng)把握以下兩點(diǎn) 1 能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性 2 熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100 精講精析 熱量會(huì)自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體 而不會(huì)自發(fā)地由低溫物體傳給高溫物體 但如果有外界的影響或者幫助 熱量也能從低溫物體傳到高溫物體 例如 電冰箱消耗了電能 對制冷系統(tǒng)做了功 能夠不斷地把冰箱內(nèi) 低溫 的熱量傳給外界的空氣 高溫 熱機(jī)不能把它得到的全部內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 因?yàn)闊釞C(jī)必須有熱源和冷凝器 熱機(jī)工作時(shí)總要向冷凝器散熱 不可避免地要由工作物質(zhì)帶走一部分熱量 根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移的方向性可知機(jī)械能可以完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 但內(nèi)能不能完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 不違背能量守恒定律 但違背能量轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化的方向性的過程 同樣不能實(shí)現(xiàn) 可見 正確選項(xiàng)為C 答案 C 方法總結(jié) 利用能量轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移解題的思路方法 1 能量既可通過做功形式實(shí)現(xiàn)不同能量形式之間的轉(zhuǎn)化 也可在同一物體的不同部分或不同物體間進(jìn)行轉(zhuǎn)移 2 自發(fā)進(jìn)行的能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化都具有方向性 3 熱機(jī)的效率總小于100 4 能量在轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移過程中 能量的總量保持不變 即遵循能量守恒定律 建立模型 是分析解決問題的根本出發(fā)點(diǎn) 變式訓(xùn)練2地球上有大量的海水 若使海水溫度降低0 1 就能釋放出5 8 1023J的熱量 有人設(shè)想一熱機(jī)將海水放出的熱量完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 這種使內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的機(jī)器是不能實(shí)現(xiàn)的 其原因是 A 內(nèi)能不能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能B 內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能不滿足能量守恒定律C 只從單一熱源吸收熱量并完全轉(zhuǎn)化成機(jī)械能而不引起其他變化的機(jī)器不滿足能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性D 上述三種原因都不正確 解析 選C 內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化成機(jī)械能 如熱機(jī) A項(xiàng)錯(cuò)誤 內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的過程滿足能量守恒定律 B項(xiàng)錯(cuò)誤 能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性告訴我們 不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功 而不引起其他變化 C項(xiàng)正確 水能不產(chǎn)生污染物 是一種清潔能源 位于美國和加拿大交界處的尼亞加拉瀑布流量達(dá)到每秒6000m3 而且一年四季流量穩(wěn)定 瀑布落差為50m 若利用這一資源發(fā)電 設(shè)其效率為50 估算發(fā)電機(jī)的輸出功率 g取10m s2 答案 1 5 109W 方法總結(jié) 1 能源的開發(fā)利用是現(xiàn)在全社會(huì)普遍關(guān)注的問題 2 能量守恒定律是普遍適用的定律 在解決有關(guān)能量轉(zhuǎn)化問題時(shí)要經(jīng)常用到能量守恒定律 變式訓(xùn)練3自行車 電動(dòng)自行車 普通汽車所消耗的能量的類型分別是 生物質(zhì)能 核能 電能 太陽能 化學(xué)能A B C D 解析 選B 人騎自行車是將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 電動(dòng)自行車是將蓄電池的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 普通汽車是將汽油的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 所以B選項(xiàng)正確 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全