能量守恒定律與能源導(dǎo)學(xué)案

7.10 能量守恒定律與能源導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、理解能量守恒定律2、知道能源和能量耗散【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】 1、能量守恒定律的內(nèi)容 2、應(yīng)用能量守恒定律解決問(wèn)題【教學(xué)難點(diǎn)】1、理解能量守恒定律的確切含義 2、能量轉(zhuǎn)化的方向性一、自主學(xué)習(xí)1、能量(1)概念.一個(gè)物體能夠?qū)ν?,我們就說(shuō)這個(gè)物體具有 。如:運(yùn)動(dòng)的物體可以推動(dòng)與其接觸的另一個(gè)物體一起向前運(yùn)動(dòng),對(duì)被推動(dòng)的物體做功,說(shuō)明運(yùn)動(dòng)的物體具有能量。又如流動(dòng)的河水、被舉高的重物、被壓縮的彈簧、高溫高壓氣體都能對(duì)外做功.因此都具有能量。(2形式：能量有各種不同的形式。運(yùn)動(dòng)的物體具有 ;被舉高的重物具有 ;發(fā)生彈性形變的物體具有 ;由大量粒子構(gòu)成的系統(tǒng)具有 。另外自然界中還存在化學(xué)能、電能、光能、太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能、原子能等等不同形式的能。不同的能與物體的不同運(yùn)動(dòng)形式相對(duì)應(yīng),如機(jī)械能對(duì)應(yīng) ;內(nèi)能與大量微觀粒子的 相對(duì)應(yīng)(3)能量的轉(zhuǎn)化：各種不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化,而且在轉(zhuǎn)化過(guò)程中 保持不變。也就是說(shuō)當(dāng)某個(gè)物體的能量 時(shí),一定存在其他物體的能量 且減少量一定 增加量;當(dāng) 的能量減少時(shí),一定存在其他形式的能量增加,且減少量一定 增加量。（4）功是能量轉(zhuǎn)化的量度不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化是通過(guò)做功實(shí)現(xiàn)的。做功的過(guò)程就是各種形式的 的過(guò)程。且做了多少功,就有 能量發(fā)生轉(zhuǎn)化(或轉(zhuǎn)移),因此,功是能量轉(zhuǎn)化的 。2、能量守恒定律(1)內(nèi)容:能量既不會(huì) ，也不會(huì) ,它只會(huì)從一種形式 為其地形式,或者從一個(gè)物體 另一個(gè)物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中.能量的總量 ,這個(gè)規(guī)律叫做能量守恒定律.(2)定律的表達(dá)式： 3、能源和能量耗散(1)能源是人類(lèi)社會(huì)活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ).人類(lèi)利用能源大致經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)期,即，。(2)能量耗散:燃料燃燒時(shí)一旦把自己的熱量釋放出去,它就不會(huì)起來(lái)供人類(lèi)重新利用;電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,它又通過(guò)燈泡轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能,熱和光被其他物質(zhì)吸收之后變成周?chē)h(huán)境的內(nèi)能,我們也無(wú)法把這些內(nèi)能起來(lái)這種現(xiàn)象叫做能量的耗散。二、問(wèn)題探究問(wèn)題1、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(jī)器，即永動(dòng)機(jī)，這樣的機(jī)器能不能制成？為什么？ 問(wèn)題2、如何理解能理守恒？ 問(wèn)題3、什么是能量耗散？能量耗散與能量守恒是否矛盾，該怎樣理解？ 三、精講精練知識(shí)點(diǎn)1 能量轉(zhuǎn)化和守恒定律的理解例1 在某密閉隔熱的房間內(nèi)有一電冰箱，現(xiàn)接通電源使電冰箱開(kāi)始工作，并打開(kāi)電冰箱的門(mén)，則過(guò)一段時(shí)間后室內(nèi)的溫度將 ( )A降低 B不變C升高 D無(wú)法判斷知識(shí)點(diǎn)2 “功是能量轉(zhuǎn)化的量度”的理解物體動(dòng)能的增量由外力做的總功來(lái)量度：W外=Ek，這就是動(dòng)能定理。物體重力勢(shì)能的增量由重力做的功來(lái)量度：WG= -EP，這就是勢(shì)能定理。物體機(jī)械能的增量由重力以外的其他力做的功來(lái)量度：W其它=E機(jī)，（W其它表示除重力以外的其它力做的功），這就是機(jī)械能定理。當(dāng)W其它=0時(shí)，說(shuō)明只有重力做功，所以系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。一對(duì)互為作用力反作用力的摩擦力做的總功，用來(lái)量度該過(guò)程系統(tǒng)由于摩擦而減小的機(jī)械能，也就是系統(tǒng)增加的內(nèi)能。f d=Q（d為這兩個(gè)物體間相對(duì)移動(dòng)的路程）。例2 某人用手將原來(lái)放在地面上，質(zhì)量為2 kg的物體向上提起1 m，這時(shí)物體的速度為1 m/s，則在這個(gè)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是 （ ） A手對(duì)物體做功為21 J B合外力做功20 J C合外力做功為21 J D物體克服重力做功21 J四、課堂訓(xùn)練1、指出下列物理現(xiàn)象中能量轉(zhuǎn)化的情況：(1)燃料在氣缸內(nèi)燃燒，氣缸內(nèi)氣體推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，是_能轉(zhuǎn)化為_(kāi)能。(2)給盛水的容器內(nèi)的電阻絲通電，水溫升高，是_能轉(zhuǎn)化為_(kāi)能。(3)汽車(chē)緊急制動(dòng)后在地面上滑行直到靜止的過(guò)程，是_能轉(zhuǎn)化為_(kāi)能。(4)跳傘運(yùn)動(dòng)員打開(kāi)降落傘后，勻速下降階段是_能轉(zhuǎn)化為_(kāi)能。v圖4m3002、如圖4所示，物體沿傾角為300的固定斜面以g/2的加速度勻減速上升，則在此過(guò)程中，物體的機(jī)械能是（ ）A不變的 B減小的 C增加的 D不能判斷的3、質(zhì)量為m的物體，從距地面h高出由靜止開(kāi)始以加速度a=豎直下落到地面，在此過(guò)程( )A物體的重力勢(shì)能減少 B物體的動(dòng)能增加C物體的機(jī)械能減少 D物體的機(jī)械能保持不變4、下列說(shuō)法正確的是 ( )A能源的利用過(guò)程，實(shí)質(zhì)上是能的轉(zhuǎn)化和傳遞的過(guò)程B太陽(yáng)照射到地球上的光能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空間的能量都消失了C“既要馬兒跑，又讓馬兒不吃草”違背了能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，因而是不可能的D有種“全自動(dòng)”手表，不用上發(fā)條，也不用任何形式的電源，卻能一直走動(dòng)，說(shuō)明能量可以憑空產(chǎn)生5、關(guān)于能量耗散，下列說(shuō)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(guò)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(guò)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(guò)程的方向性6、關(guān)于能的轉(zhuǎn)化與守恒定律的下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 （ ）A能量能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，但不能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一物體B能量的形式多種多樣，它們之間可以相互轉(zhuǎn)化C一個(gè)物體能量增加了，必然伴隨著別的物體能量減少D能的轉(zhuǎn)化與守恒定律證明了第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)是不可能存在的a圖5q7、如圖5所示，一個(gè)人站在自動(dòng)扶梯的水平踏板上，隨扶梯向上加速運(yùn)動(dòng)，則（ ）A人只受重力和踏板的支持力作用B人對(duì)踏板的壓力大小等于人受到的重力大小C踏板對(duì)人做的功等于人的機(jī)械能增量D人所受合力做的功等于人的機(jī)械能的增加量8、自由擺動(dòng)的秋千擺動(dòng)的幅度越來(lái)越小下列說(shuō)法正確的是 （ ） A機(jī)械能守恒B能量正在消失C只有動(dòng)能和重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化D減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但總能量保持不變9、在地球上空，一個(gè)質(zhì)量為m的火箭，靠向后噴的氣體的反沖力，使火箭停在空中不動(dòng)，從火箭中噴出氣體的速度等于v，則火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率為：（設(shè)火箭質(zhì)量不變）A0 Bmgv Cmgv/2 D2mgv 10、質(zhì)量為m的子彈，以速度v0水平射人放在光滑水平面上的質(zhì)量為M的木塊中(未穿出)，從子彈射進(jìn)木塊到子彈剛相對(duì)于木塊靜止，下列結(jié)論錯(cuò)誤的是 ( )A子彈動(dòng)能的減少量與子彈克服摩擦力做功的數(shù)值相等B子彈克服摩擦力做的功等于系統(tǒng)增加的內(nèi)能C子彈對(duì)木塊的摩擦力做正功，其功的數(shù)值等于木塊增加的動(dòng)能D子彈損失的機(jī)械能等于木塊增加的動(dòng)能和系統(tǒng)增加的內(nèi)能之和11、如圖7所示，AB與CD為兩個(gè)對(duì)稱(chēng)斜面，其上部足夠長(zhǎng)