《能量守恒定律與能源》學(xué)案（新人教版必修2

1、7.10 能量守恒定律與能源 學(xué)案【教學(xué)目標(biāo)】知識(shí)與技能理解能量守恒定律，知道能源和能量耗散。過程與方法通過對(duì)生活中能量轉(zhuǎn)化的實(shí)例分析，理解能量守恒定律的確切含義情感、態(tài)度與價(jià)值觀感知我們周圍能源的耗散，樹立節(jié)能意識(shí)?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】能量守恒定律的內(nèi)容。【教學(xué)難點(diǎn)】理解能量守恒定律的確切含義?！咀灾鲗W(xué)習(xí)】1能量(1)概念.一個(gè)物體能夠?qū)ν?,我們就說這個(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 ;

2、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)化過程中 保持不變。也就是說當(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)化是通過做功實(shí)現(xiàn)的。做功的過程就是各種形式的 的過程。且做了多少功,就有 能量發(fā)生轉(zhuǎn)化(或轉(zhuǎn)移

3、),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)能源是人類社會(huì)活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ).人類利用能源大致經(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)化為內(nèi)能和光能,熱和光被其他物質(zhì)吸收之后變成周圍環(huán)境的內(nèi)能,我們也無法把這些內(nèi)能起來這種現(xiàn)象叫做能量的耗散?！緟⒖即鸢浮?做功 能量、動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、內(nèi)能 機(jī)

4、械運(yùn)動(dòng) 熱運(yùn)動(dòng) 總量 減少 增加 等于某種形式 等于 能量之間轉(zhuǎn)化(或轉(zhuǎn)移) 多少 量度 消滅 創(chuàng)生 轉(zhuǎn)化 轉(zhuǎn)移 保持不變E初= E終E增= E減柴薪時(shí)期、煤炭時(shí)期、石油時(shí)期自動(dòng)聚集收集重新利用例1分析常見力做功與能量轉(zhuǎn)化的對(duì)應(yīng)關(guān)系： 重力做功： 彈力做功：電場(chǎng)力做功： 電流做功：解答：重力做功：重力勢(shì)能和其他能相互轉(zhuǎn)化；彈力做功:彈性勢(shì)能和其他能相互轉(zhuǎn)化； 電場(chǎng)力做功:電勢(shì)能與其他能相互轉(zhuǎn)化； 電流做功:電能和機(jī)械能等其他形式的能相互轉(zhuǎn)化例2如圖2-10-1所示，在水平桌面的邊角處有一輕質(zhì)光滑的定滑輪K，一條不可伸長(zhǎng)的輕繩繞過K分別與物塊A、B相連，A、B的質(zhì)量分別為mA、mB。開始時(shí)系統(tǒng)處

5、于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)用一水平恒力F拉物塊A，使物塊B上升。已知當(dāng)B上升距離為h時(shí)，B的速度為v。求此過程中物塊A克服摩擦力所做的功。重力加速度為g。 解答：由于連結(jié)AB繩子在運(yùn)動(dòng)過程中未松，故AB有一樣的速度大小，對(duì)AB系統(tǒng)，由功能關(guān)系有：FhWmBgh=(mA+mB)v2 求得：W=FhmBgh(mA+mB)v2ABKF2-10-12-10-2例3一小滑塊放在如圖2-10-2所示的凹形斜面上，用力F沿斜面向下拉小滑塊，小滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)了一段距離。若已知在這過程中，拉力F所做的功的大?。ń^對(duì)值）為A，斜面對(duì)滑塊的作用力所做的功的大小為B，重力做功的大小為G，空氣阻力做功的大小為D。當(dāng)用這些量表達(dá)時(shí)，

6、小滑塊的動(dòng)能的改變（指末態(tài)動(dòng)能減去初態(tài)動(dòng)能）等于多少？，滑塊的重力勢(shì)能的改變等于多少？滑塊機(jī)械能（指動(dòng)能與重力勢(shì)能之和）的改變等于多少？解析：根據(jù)動(dòng)能定理，動(dòng)能的改變等于外力做功的代數(shù)和，其中做負(fù)功的有空氣阻力，斜面對(duì)滑塊的作用力的功（因彈力不做功，實(shí)際上為摩擦阻力的功），因此Ek=A - B+C - D；根據(jù)重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系，重力勢(shì)能的減少等于重力做的功，因此Ep= - C；滑塊機(jī)械能的改變等于重力之外的其他力做的功，因此E = A B D例4太陽能的儲(chǔ)存一直是個(gè)難題.科學(xué)家發(fā)現(xiàn),鹽水湖被太陽曬久了,湖底的濕度會(huì)越來越高,并難以通過湖水的對(duì)流將熱散發(fā)出去，而淡水湖不具備這一特點(diǎn).根據(jù)

7、這一特點(diǎn),可以利用鹽水湖來儲(chǔ)存太陽能.你能分析這是為什么嗎?你能根據(jù)這規(guī)律設(shè)計(jì)出一種儲(chǔ)存太陽能的具體方案嗎？（提示:鹽水湖中含鹽量高的湖水密度大,總是留存湖底不會(huì)上浮)解答:在含鹽量高的湖水的表面吸收了太陽能之后,部分水分被蒸發(fā),使湖水表面水層含鹽量變大且溫度也隨之升高.由于含鹽量高的湖水密度大,所以這部分密度大、溫度高的表層湖水就會(huì)在重力作用下下沉,將所吸收的郜分太陽能帶到湖底,使湖底溫度越來越高.由于湖底鹽水密度大于上部湖水密度,因此湖底的鹽水不會(huì)再向上運(yùn)動(dòng),將熱量散失,這就使得太陽能得到儲(chǔ)存.【基礎(chǔ)訓(xùn)練】1下列燃料中不屬于化石燃料的是( )A煤 B木柴 C石油 D天然氣2下列關(guān)于對(duì)能的轉(zhuǎn)

8、化和守恒定律的認(rèn)識(shí)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(gè)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(dòng)力而持續(xù)對(duì)外做功的機(jī)器永動(dòng)不可能制成D石子從空中落下,最后停止在地面上,說明機(jī)械能消失了3利用下列哪種能源時(shí),給人類帶來的污染較?。?）A煤 B石油 C天然氣 D核能4關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的說法中正確的是A舉重運(yùn)動(dòng)員把重物舉起來,體內(nèi)的一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能B電流通過電阻絲使電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C內(nèi)燃機(jī)做功的過程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程D做功的過程是能量轉(zhuǎn)化的過程，做了10J功,就有10J能量發(fā)生轉(zhuǎn)化2-10-45（00上海）如圖2-10-4所示，長(zhǎng)度相同的三根輕桿

9、構(gòu)成一個(gè)正三角形支架，在A處固定質(zhì)量為2的小球，B處固定質(zhì)量為的小球，支架懸掛在O點(diǎn)，可繞過O點(diǎn)并與支架所在平面相垂直的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，開始時(shí)OB與地面相垂直，放手后開始運(yùn)動(dòng)，在不計(jì)任何阻力的情況下，下列說法正確的是（ ）AA球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)速度為零。BA球機(jī)械能減少量等于B球機(jī)械能增加量。CB球向左擺動(dòng)所能達(dá)到的最高位置應(yīng)高于A球開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的高度。D當(dāng)支架從左向右回?cái)[動(dòng)時(shí)，A球一定能回到起始高度。 2-10-56（05江蘇）10如圖2-10-5所示，固定的光滑豎直桿上套著一個(gè)滑塊，用輕繩系著滑塊繞過光滑的定滑輪，以大小恒定的拉力F拉繩，使滑塊從A點(diǎn)起由靜止開始上升若從A點(diǎn)上升至B點(diǎn)和從B點(diǎn)上升至C

10、點(diǎn)的過程中拉力F做的功分別為W1、W2，滑塊經(jīng)B、C兩點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為EKB、EKc，圖中AB=BC，則一定有（ ）(A)WlW2 (B)W1EKC (D)EKBEKC7在水平地面上平鋪n塊磚,每塊磚的質(zhì)量為m,厚度為h.如將磚一塊一塊地疊放在一起,至少需要做 功。8一小物體以50J的初動(dòng)能滑上斜面,當(dāng)動(dòng)能為25J時(shí),機(jī)械能減少2J,則當(dāng)物體滑回原出發(fā)點(diǎn)時(shí)動(dòng)能= Jv2-10-69如圖2-10-6所示，物體在光滑水平面勻速向左運(yùn)動(dòng)時(shí)具有的動(dòng)能為100J，后來碰到一輕彈簧，當(dāng)彈簧壓縮到最短時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為 J，在物體壓縮彈簧的過程中，彈簧的彈力做了 J功。10（05北京）是豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧軌道，在下端B與水平直軌道相切，如圖2-10-7所示。一小球自A點(diǎn)起由靜止開始沿軌道下滑。已知圓軌道半徑為R，小球的質(zhì)量為m，不計(jì)各處摩擦。求（1）小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能（2）小球下滑到距水平軌道的高度為R/2時(shí)