7.10能量守恒定律与能源学案 学习目标 1、理解能量守恒定律 2、知道能源和能量耗散 学习重点能量守恒定律 知识点梳理 1.能量守恒定律 (1)导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是:确认了 的不可能性和发 现了各种 之间的相互联系和转化 (2)内容:能量既不会凭空 也不会凭空 它只能从一种形式 为另一种形式,或者从一个物体 到别的物体,在转化或转移的过程中,能量的总量 这就是能量守恒定律 2.能源和能量耗散 (1)人类对能源的利用大致经历了三个时期,即 时期 时期、 时期.自工业革命以来, 和 成为人类的主要能源 和 已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题 3)燃料燃烧时,一旦把自己的热量释放出去,就不会再次 聚集起来供人类重 新利用.电池中的化学能转化为电能,电能又通过灯泡转化为内能和光能,热和光被其他物 质吸收之后变成周围环境的内能,我们无法把这些内能收集起来重新利用,这种现象叫做能 量的耗散 4)能量耗散表明,在能源的利用过程中,即在能量的转化过程中,能量在数量 但在可利用的品质上 了,从便于利用的变成 的了.这是能源危机 的深层次的含意,也是“自然界的能量虽然守恒,但还是要节约能源”的根本原因 (5)能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的 答案: 1.(1)永动机自然现象(②2)产生消失转化转移保持不变 2.(1)柴薪煤炭石油煤石油(②)能源短缺环境恶化(3)自动(4)没有减 低不便于利用(5)方向性 课堂探究 探究一能量守恒定律 例题1下列说法正确的是() A.随着科技的发展,永动机是可以制成的 B.太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量,但照射到宇宙空间的能量都消 C.“既要马儿跑,又让马儿不吃草”违背了能量守恒定律,因而是不可能的 D.有种“全自动”手表,不用上发条,也不用任何形式的电源,却能一直走动,说明 能量可以凭空产生 解析:永动机是指不消耗能量,而可以大量对外做功的装置,历史上曾出现过各式各样 的所谓永动机的发明,结果都以失败告终,原因就是违背了能量守恒定律.人类只能发现规 律、利用规律.违背规律行事,即使以后科技再发达,也要受自然规律的制约,所以永动机 是永远不可能制成的,A错. 太阳辐射大量的能量,地球只吸收了极小的一部分,就形成了风云雨雪,使万物生长 但辐射到星际空间的能量也没有消失,一定是转化成了别的能量,B错. 马和其他动物,包括人要运动,必须消耗能量,动物的能量来源是食物中储存的生物质 能,C对 所谓“全自动”手表其内部还是有能量转化装置的,一般是一个摆锤,当人戴着手表活 时,使摆锤不停摆动,给游丝弹簧补充能量,才会维持手表的走动,D错 1/4
1 / 4 7.10 能量守恒定律与能源 学案 学习目标 1、理解能量守恒定律 2、知道能源和能量耗散 学习重点能量守恒定律 知识点梳理 1．能量守恒定律 (1)导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是：确认了__________的不可能性和发 现了各种____________之间的相互联系和转化． (2)内容：能量既不会凭空________，也不会凭空________，它只能从一种形式________ 为另一种形式，或者从一个物体________到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量 ____________，这就是能量守恒定律． 2．能源和能量耗散 (1)人类对能源的利用大致经历了三个时期，即________时期、________时期、________ 时期．自工业革命以来，______和________成为人类的主要能源． (2)____________和____________已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题． (3)燃料燃烧时，一旦把自己的热量释放出去，就不会再次________聚集起来供人类重 新利用．电池中的化学能转化为电能，电能又通过灯泡转化为内能和光能，热和光被其他物 质吸收之后变成周围环境的内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用，这种现象叫做能 量的耗散． (4)能量耗散表明，在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上____， 但在可利用的品质上________了，从便于利用的变成________________的了．这是能源危机 的深层次的含意，也是“自然界的能量虽然守恒，但还是要节约能源”的根本原因． (5)能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的____________． 答案： 1．(1)永动机 自然现象 (2)产生 消失 转化 转移 保持不变 2．(1)柴薪 煤炭 石油 煤 石油 (2)能源短缺 环境恶化 (3)自动 (4)没有减 少 降低 不便于利用 (5)方向性 课堂探究 探究一 能量守恒定律 例题 1 下列说法正确的是( ) A．随着科技的发展，永动机是可以制成的 B．太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消 失了 C．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量守恒定律，因而是不可能的 D．有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明 能量可以凭空产生 解析：永动机是指不消耗能量，而可以大量对外做功的装置，历史上曾出现过各式各样 的所谓永动机的发明，结果都以失败告终，原因就是违背了能量守恒定律．人类只能发现规 律、利用规律．违背规律行事，即使以后科技再发达，也要受自然规律的制约，所以永动机 是永远不可能制成的，A 错． 太阳辐射大量的能量，地球只吸收了极小的一部分，就形成了风云雨雪，使万物生长， 但辐射到星际空间的能量也没有消失，一定是转化成了别的能量，B 错． 马和其他动物，包括人要运动，必须消耗能量，动物的能量来源是食物中储存的生物质 能，C 对． 所谓“全自动”手表其内部还是有能量转化装置的，一般是一个摆锤，当人戴着手表活 动时，使摆锤不停摆动，给游丝弹簧补充能量，才会维持手表的走动，D 错．
变式练习1历史上曾有许多人试图发明一种机器,它可以不消耗能量而连续不断地对 外做功,或者消耗少量能量而做大量的功.如图1所示为一种永动机的设计模型.人们把这 种设想中的不消耗能量的机器叫做第一类永动机.这样的机器能制造出来吗?请你谈谈你的 看法 图1 答案:永动机是不可能制成的,因为它违背了能量守恒定律,机器只能转化能量,不能 创造和消灭能量.实验证明,一切永动机的设想和制造都以失败而告终. 探究二能量耗散 例题2.下列说法正确的是() A.某种形式的能减少,一定存在其他形式能的增加 B.因为能量守恒,所以“能源危机”是不可能的 C.能量耗散表明,在能源的利用过程中,能量在数量上并未减少,但在可利用的品质 上降低了 D.能源的利用受能量耗散的制约,所以能源的利用是有条件的,也是有代价的 解析:本题考査对能量守恒定律及能量耗散的理解,能量只能转化或转移,在转化或转 移过程中总量不变;能量耗散表明能量在数量上并未减少,只是在可利用的品质上降低了 4.关于“能量耗散”的下列说法中,正确的是() A.能量在转化过程中,有一部分能量转化为内能,我们无法把这些内能收集起来重新 利用,这种现象叫做能量的耗散 B.能量在转化过程中变少的现象叫能量的耗散 C.能量耗散表明,在能源的利用过程中,即在能量的转化过程中,能量的数量并未减 少,但在可利用的品质上降低了,从便于利用的变成不便于利用的了,而自然界的能量是守 恒的 D.能量耗散表明,各种能量在不转化时是守恒的,但在转化时是不守恒的 答案:AC 探究三应用能量守恒定律解题的方法 7.某地平均风速为5m/s,已知空气密度是1.2kg/m,有一风车,它的车叶转动时可 形成半径为12m的圆面.如果这个风车能将圆面内10%的气流动能转变为电能,则该风车 带动的发电机功率是多大? 解析在△t时间内作用于风车的气流质量 这些气流的动能为二m 转变成的电能E=m2×10% 所以风车带动的发电机功率为 E △t2xr2pp3×10% 代入数据得P=3.4kW 方法总结用能量守恒定律解题的一般步骤 (1)首先分析系统的能量,弄清哪种形式的能量在增加,哪种形式的能量在减少 (2)分别列出减少的能量和增加的能量. (3)根据能量守恒定律列方程△E减=△E增求解 6.水从20m高处落下,如果水的重力势能的20%用来使水的温度升高,则水落下后的 2/4
2 / 4 变式练习 1 历史上曾有许多人试图发明一种机器，它可以不消耗能量而连续不断地对 外做功，或者消耗少量能量而做大量的功．如图 1 所示为一种永动机的设计模型．人们把这 种设想中的不消耗能量的机器叫做第一类永动机．这样的机器能制造出来吗？请你谈谈你的 看法． 图 1 答案：永动机是不可能制成的，因为它违背了能量守恒定律，机器只能转化能量，不能 创造和消灭能量．实验证明，一切永动机的设想和制造都以失败而告终． 探究二 能量耗散 例题 2． 下列说法正确的是( ) A．某种形式的能减少，一定存在其他形式能的增加 B．因为能量守恒，所以“能源危机”是不可能的 C．能量耗散表明，在能源的利用过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质 上降低了 D．能源的利用受能量耗散的制约，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的 解析：本题考查对能量守恒定律及能量耗散的理解，能量只能转化或转移，在转化或转 移过程中总量不变；能量耗散表明能量在数量上并未减少，只是在可利用的品质上降低了． 4．关于“能量耗散”的下列说法中，正确的是( ) A．能量在转化过程中，有一部分能量转化为内能，我们无法把这些内能收集起来重新 利用，这种现象叫做能量的耗散 B．能量在转化过程中变少的现象叫能量的耗散 C．能量耗散表明，在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量的数量并未减 少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成不便于利用的了，而自然界的能量是守 恒的 D．能量耗散表明，各种能量在不转化时是守恒的，但在转化时是不守恒的 答案：AC 探究三 应用能量守恒定律解题的方法 7．某地平均风速为 5 m/s，已知空气密度是 1.2 kg/m 3，有一风车，它的车叶转动时可 形成半径为 12 m 的圆面．如果这个风车能将圆面内 10%的气流动能转变为电能，则该风车 带动的发电机功率是多大？ 解析 在Δt 时间内作用于风车的气流质量 m＝πr 2 v·Δtρ 这些气流的动能为1 2 mv 2， 转变成的电能 E＝ 1 2 mv 2×10% 所以风车带动的发电机功率为 P＝ E Δt ＝ 1 2 πr 2ρv 3×10% 代入数据得 P＝3.4 kW. 方法总结 用能量守恒定律解题的一般步骤 (1)首先分析系统的能量，弄清哪种形式的能量在增加，哪种形式的能量在减少． (2)分别列出减少的能量和增加的能量． (3)根据能量守恒定律列方程ΔE 减＝ΔE 增求解． 6．水从 20 m 高处落下，如果水的重力势能的 20%用来使水的温度升高，则水落下后的
温度将升高多少?(g取10m/s2) 解析质量为m的水从高h处落下,使水的温度升高了Δt,水的比热容为c,由能量 守恒定律有:mgh×20%=cm△t,代入数据,解得△t=9.5×10-3°C 【反思】 收获题 课堂反馈 1.关于能量守恒定律,下列说法错误的是() A.能量能从一种形式转化为另一种形式,但不能从一个物体转移到另一物体 B.能量的形式多种多样,它们之间可以相互转化 C.一个物体能量增加了,必然伴随着别的物体能量减少 D.能量守恒定律说明了能量既不会凭空产生也不会凭空消失 答案:BCD 2.利用下列哪种能源时给人类带来的污染较小() B.石油 C.天然气 D.核能 答案:D 3.关于“节约能源”,下面的说法中正确的是() A.浪费能源,只是浪费个人的金钱,所以节约能源是毫无意义的 B.浪费能源,只是浪费个人的金钱,对整个社会和自然界来讲,反正能量是守恒的,所 以就社会而言,节约能源毫无意义 C.从能量转化的角度看,自然界中宏观过程是有方向性的,能源的利用受这种方向性的 制约,且能源的利用过程对环境有污染,所以“节约能源”对人类社会发展有很大的影响 D.上述说法都是错误的 答案:C 4质量为m的物体,从距地面h高出由静止开始以加速度a=g竖直下落到地面,在此 过程() A.物体的重力势能减少mg/ B.物体的动能增加mgh C.物体的机械能减少mgh D.物体的机械能保持不变 答案:B 5.关于能量转化的说法中正确的是 A.举重运动员把重物举起来,体内的一部分化学能转化为重力势能 B.电流通过电阻丝使电能转化为内能 C.内燃机做功的过程是内能转化为机械能的过程 3/4
3 / 4 温度将升高多少？(g 取 10 m/s 2 ) 解析 质量为 m 的水从高 h 处落下，使水的温度升高了Δt，水的比热容为 c，由能量 守恒定律有：mgh×20%＝cmΔt，代入数据，解得Δt＝9.5×10－3 °C. 【反思】 收 获 疑 问 课堂反馈 1．关于能量守恒定律，下列说法错误的是( ) A．能量能从一种形式转化为另一种形式，但不能从一个物体转移到另一物体 B．能量的形式多种多样，它们之间可以相互转化 C．一个物体能量增加了，必然伴随着别的物体能量减少 D．能量守恒定律说明了能量既不会凭空产生也不会凭空消失 答案：BCD 2.利用下列哪种能源时给人类带来的污染较小（ ） A.煤 B.石油 C.天然气 D.核能 答案：D 3.关于“节约能源”，下面的说法中正确的是（ ） A.浪费能源，只是浪费个人的金钱，所以节约能源是毫无意义的 B.浪费能源，只是浪费个人的金钱，对整个社会和自然界来讲，反正能量是守恒的，所 以就社会而言，节约能源毫无意义 C.从能量转化的角度看，自然界中宏观过程是有方向性的，能源的利用受这种方向性的 制约，且能源的利用过程对环境有污染，所以“节约能源”对人类社会发展有很大的影响 D.上述说法都是错误的 答案：C 4.质量为 m 的物体，从距地面 h 高出由静止开始以加速度 a= g 3 1 竖直下落到地面，在此 过程( ) A．物体的重力势能减少 mgh 3 1 B．物体的动能增加 mgh 3 1 C．物体的机械能减少 mgh 3 1 D．物体的机械能保持不变 答案：B 5. 关于能量转化的说法中正确的是 A．举重运动员把重物举起来,体内的一部分化学能转化为重力势能 B．电流通过电阻丝使电能转化为内能 C．内燃机做功的过程是内能转化为机械能的过程
D.做功的过程是能量转化的过程,做了10J功,就有10J能量发生转化 答案:ABCD 6.一小物体以50J的初动能滑上斜面,当动能为25J时,机械能减少2J,则当物体滑回 原出发点时动能 答案:42J 4/4
4 / 4 D．做功的过程是能量转化的过程，做了 10J 功,就有 10J 能量发生转化 答案：ABCD 6. 一小物体以 50J 的初动能滑上斜面,当动能为 25J 时,机械能减少 2J,则当物体滑回 原出发点时动能= J 答案：42J