高中物理教科版必修二課件：第4章第6節(jié)《能源的開發(fā)與利用》

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歡迎進入物理課堂 第6節(jié)能源的開發(fā)與利用 核心要點突破 課堂互動講練 知能優(yōu)化訓練 第6節(jié) 課前自主學案 課標定位 課標定位 應用 1 會用能量守恒的觀點分析 解釋一些實際問題 2 增強節(jié)約能源和環(huán)境保護意識 理解 能量守恒定律 認識 1 各種不同形式的能量以及能量守恒定律確立的兩類重要事實 2 能源的利用與新能源的開發(fā) 課前自主學案 一 能量守恒定律1 內容能量既不會憑空產生 也不會憑空消失 它只能從 轉化為 或者從一個物體 到另一個物體 在 或 的過程中其 保持不變 2 機械能守恒定律與能量守恒定律的關系機械能守恒定律是普遍的 的特種背景下一種特殊表現形式 一種形式 另一種形式 轉移 轉化 轉移 總量 能量守恒定律 二 能源的利用1 能源的定義 能夠提供某種形式能量的 2 人類最先使用的能源 人的體能 畜力 水力等 3 常規(guī)能源 煤 4 能源的分類 1 非再生能源 如煤 石油 天然氣等常規(guī)能源 2 可再生能源 如風能 水能等 物質資源 風力 石油 天然氣 5 能源與環(huán)境 1 溫室效應成因 溫室效應是人類過多地排放 干擾了地球的熱量平衡造成的 危害 溫室效應會導致全球變暖 氣候變化 疾病增多等 2 酸雨成因 大氣中酸性污染物質 如 二氧化碳 等 在降水過程中溶入雨水 使其成為酸雨 煤炭中含有較多的硫 燃燒時產生 等物質 危害 酸雨影響人的健康 危害生態(tài)系統(tǒng) 使土壤酸化和貧瘠 腐蝕建筑和藝術品等 二氧化碳 海平面上升 二氧化硫 氮氧化物 二氧化硫 三 新能源的開發(fā)1 非再生能源對人類的要求 1 2 開發(fā)和利用 2 新能源 1 種類 海洋能 地熱能 氫能 及核聚變能等 2 特點 多為 且污染較小 節(jié)約能源 新能源 太陽能 風能 生物質能 可再生能源 思考感悟人們?yōu)槭裁茨軌蚶媚芰?能量是守恒的 為什么要節(jié)約能源 提示 利用能源的過程是一個做功的過程 做功的過程實現了一種形式的能向另一種形式能的轉化 也就是說不同形式的能量可以相互轉化 為人們利用能源提供了依據 在能源的利用過程中 即在能量的轉化過程中 能量的總量并未減少 但從便于利用的變成不便于利用的了 且常規(guī)能源都是非再生能源 因此 人類一定要節(jié)約能源 核心要點突破 一 對功能關系的理解1 功是能量轉化的量度不同形式的能量之間的轉化是通過做功實現的 做功的過程就是各種形式的能量之間轉化 或轉移 的過程 且做了多少功 就有多少能量發(fā)生轉化 或轉移 因此 功是能量轉化的量度 2 不同形式的能量變化與不同的功對應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形式的能量變化相聯系 即所謂功能關系 常見的力做功與能量轉化的對應關系如下 即功能關系 1 重力做功 重力勢能和其他形式的能相互轉化 2 彈力做功 彈性勢能和其他形式的能相互轉化 3 合外力做功 動能與其他形式的能相互轉化 4 除重力 系統(tǒng)內彈力外 其他力做的功 機械能與其他形式的能相互轉化 3 應用功能關系需注意的問題搞清力對 誰 做功 對 誰 做功就對應 誰 的位移 引起 誰 的能量變化 如子彈物塊模型中 摩擦力對子彈做的功必須用子彈的位移去求解 這個功引起子彈動能的變化 特別提醒 功與能是兩個不同概念 功是力在空間上的積累 做功需要一個過程 能反映了物體對外做功的本領 兩者有本質的區(qū)別 且功與能不能相互轉化 但物體的能量轉化是通過做功來實現的 即時應用 即時突破 小試牛刀 圖4 6 11 如圖4 6 1所示 某同學利用橡皮筋將模型飛機彈出 在彈出過程中 下列說法正確的是 A 橡皮筋收縮 彈力對飛機做功B 飛機的動能增加C 橡皮筋的彈性勢能減少D 飛機的重力勢能減少 轉化為飛機的動能解析 選ABC 彈力對飛機做功 橡皮筋的彈性勢能減少 彈性勢能轉化為飛機的動能和重力勢能 二 對能量守恒定律的理解1 表達式 E1減 E2增2 含義 1 某種形式的能減少 一定存在其他形式的能增加 且減少量一定和增加量相等 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 應用步驟 1 分清哪些形式的能 如機械能 熱能 電能等 在變化 2 分別列出減少的能量 E減和增加的能量 E增的表達式 3 依據能量守恒列式求解 特別提醒 1 能量守恒定律是個普遍規(guī)律 它不受條件約束 是自然科學的基本規(guī)律之一 2 應用能量守恒規(guī)律解題時 一定要分清系統(tǒng)中有哪些形式的能 什么能發(fā)生了轉化或轉移 即時應用 即時突破 小試牛刀 2 下列對能的轉化和守恒定律的認識中正確的是 A 某種形式的能減少 一定存在其他形式的能增加B 某個物體的能減少 必然有其他物體的能增加C 不需要任何外界的動力而持續(xù)對外做功的機器 永動機是不可能制成的D 石子從空中落下 最后靜止在地面上 說明機械能消失了 解析 選ABC A選項是指不同形式的能量間在轉化 轉化過程中是守恒的 B選項是指能量在不同的物體間發(fā)生轉移 轉移過程中是守恒的 這正好是能量守恒定律的兩個方面 轉化與轉移 任何永動機都是不可能制成的 它違背了能量守恒定律 所以ABC正確 D選項中石子的機械能在變化 比如受空氣阻力作用 機械能可能要減少 但機械能并沒有消失 能量守恒定律表明能量既不能創(chuàng)生 也不能消失 故D是錯的 課堂互動講練 質量為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的下端的木塊 質量為M 子彈未能穿出木塊 使懸繩偏離豎直方向的最大偏角為 則子彈擊中木塊后產生的內能為多少 圖4 6 2 思路點撥 子彈擊中木塊后 克服摩擦阻力做功 使子彈與木塊組成系統(tǒng)的機械能減少 內能增加 精講精析 取子彈與木塊組成的系統(tǒng)為研究對象 規(guī)定開始時M位置的勢能為零 子彈擊中木塊前系統(tǒng)的機械能 方法總結 運用能量守恒定律解題的關鍵是確定研究的系統(tǒng)內有哪些形式的能參與了轉化 什么形式的能增加了 增加了多少 什么形式的能減少了 減少了多少 分別由功能關系列出表達式 最后列能量守恒方程求解 變式訓練1如圖4 6 3所示 質量為1kg的木塊m在水平面上運動 經過A點時速度v0 2m s 已知A B之間距離L 0 5m 且粗糙 其他部分均光滑 m與A B間的動摩擦因數 0 2 木塊經過B點后將壓縮右端固定的勁度系數較大的彈簧 g取10m s2 求 圖4 6 3 1 彈簧能夠具有的最大彈性勢能 2 木塊m是否還能到達A點 答案 1 1J 2 見解析 如圖4 6 4所示 質量為m的小鐵塊A以水平速度v0沖上質量為M 長為l置于光滑水平面C上的木板B 正好不從木板上掉下 已知A B間的動摩擦因數為 此時木板對地位移為x 求這一過程中 圖4 6 4 1 木板增加的動能 2 小鐵塊減少的動能 3 系統(tǒng)機械能的減少量 4 系統(tǒng)產生的熱量 思路點撥 在此過程中摩擦力做功的情況是 A和B所受摩擦力分別為f1 f2 且f1 f2 mg A在f1的作用下勻減速運動 B在f2的作用下勻加速運動 當A滑動到B的右端時 A B達到相同的速度v 正好不掉下 答案 見自主解答 方法總結 通過本題可以看出摩擦力做功可從以下兩個方面理解 1 相互作用的靜摩擦力 如果一個力做正功 另一個力一定做負功 并且量值相等 即一對靜摩擦力做功不會產生熱量 2 相互作用的一對滑動摩擦力做功的代數和一定為負值 即一對滑動摩擦力做功的結果總是使系統(tǒng)的機械能減少 減少的機械能轉化為內能 Q f滑 s相 其中f滑必須是滑動摩擦力 s相必須是兩個接觸面相對滑動的距離 或相對路程 變式訓練2足夠長的水平傳送帶以速度v勻速傳動 質量為m的小物塊A由靜止輕放在傳送帶上 若小物塊與傳送帶間的動摩擦因數為 如圖4 6 5所示 從開始作用到小木塊與傳送帶相對靜止時 系統(tǒng)轉化為內能的能量為 圖4 6 5 知能優(yōu)化訓練 本部分內容講解結束 點此進入課件目錄 按ESC鍵退出全屏播放 謝謝使用 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全