高中物理4.8能源的開發(fā)與利用學(xué)案粵教版必修

1、4.8 能源的開發(fā)與利用【學(xué)習(xí)目標(biāo)】一、知識(shí)與技能：1、了解能源與人類生存和社會(huì)發(fā)展的關(guān)系2、知道什么是能源及其分類3、知道可持續(xù)發(fā)展的重大意義二、過(guò)程與方法：1、提高信息收集和處理的能力，通過(guò)歷史上的典型事件說(shuō)明能源對(duì)人類生存的意義2、由學(xué)生對(duì)周圍環(huán)境的切身體驗(yàn)，說(shuō)出能源的利用和開發(fā)對(duì)環(huán)境所造成的危害思考怎樣合理利用和開發(fā)能源，怎樣解決日益增加的能源危機(jī)嘗試應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力三、情感態(tài)度與價(jià)值觀： 1、由親身經(jīng)歷，體會(huì)能源對(duì)人類的重要性2、樹立“可持續(xù)發(fā)展”的意識(shí)，培養(yǎng)利用和開發(fā)能源的正確態(tài)度在力所能及的范圍內(nèi)，為社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】能源的分類，未來(lái)能源的開發(fā)與利

2、用，環(huán)境保護(hù)【知識(shí)要點(diǎn)】一、能源及其分類按照基本形態(tài)分類，能源通?？煞譃橐淮文茉春投文茉?。所謂一次能源是指自然界天然存在、不改變其形態(tài)就可直接利用的能源，如煤炭、石油、天然氣、水力、風(fēng)力、太陽(yáng)能等。二次能源是指由一次能源進(jìn)行加工轉(zhuǎn)換而得到的能源產(chǎn)品，如蒸汽、電力、煤氣、石油制品等。一次能源和二次能源的概念實(shí)際上反映了人類對(duì)能源的兩種利用方式。從一次能源到二次能源是人類能源利用方式的飛躍。一次能源經(jīng)過(guò)加工后，實(shí)現(xiàn)了不同能源間的轉(zhuǎn)換，大大提高了能源的利用率和使用范圍。按來(lái)源分類，可將能源分為再生能源和非再生能源。水力、風(fēng)力、太陽(yáng)能等屬于再生能源，煤炭、石油、天然氣等則屬于非再生能源。按目前應(yīng)用廣

3、泛程度，可分為常規(guī)能源和新能源。目前普遍使用的煤、石油、天然氣屬于常規(guī)能源，而太陽(yáng)能、核能等則屬于新能源。能源的開發(fā)利用本質(zhì)上就是改變能源的形態(tài)，把不方便人們利用的能源形式改變?yōu)榉奖闶褂?、清潔、高效的能源形式。二、能源危機(jī)與環(huán)境污染地球上已探明可供開采使用的常規(guī)能源極其有限，按現(xiàn)在的消耗速度，石油只能供開采約40年，煤炭也只能供開采約200年。石油和煤炭的使用導(dǎo)致了巨大的環(huán)境污染。我國(guó)面臨的環(huán)境和能源問題十分嚴(yán)峻。三、未來(lái)能源核能、太陽(yáng)能、地?zé)崮?、生物物質(zhì)能、海洋能、氫氣等等。節(jié)約能源和開發(fā)利用新能源是解決當(dāng)前能源危機(jī)的主要途徑?！镜湫屠}】例1 水在熱電廠的鍋爐中變?yōu)樗魵?，通過(guò)渦輪帶動(dòng)發(fā)電

4、機(jī)發(fā)電。用過(guò)的水蒸氣在液化器中凝結(jié)成水，再到鍋爐，循環(huán)使用，液化器中的冷卻水回流到冷卻塔中降溫，如圖4-35所示，求： （1）夏天，來(lái)自冷卻塔的水溫為16，而回到冷卻塔的水溫為30，若冷卻塔和液化器間水的流量為 15m3/s，試求這個(gè)系統(tǒng)通過(guò)冷卻塔散熱的功率。 （2）如果發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率為56萬(wàn)kw，發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的效率為80%。不計(jì)水蒸氣通過(guò)渦輪機(jī)過(guò)程中由于熱傳遞造成的能量損失及渦輪機(jī)的磨擦，試求水蒸氣的能量轉(zhuǎn)化為電能的效率. 圖4-35精析：本題解決問題的關(guān)鍵是抓住能量轉(zhuǎn)化關(guān)系：（1）水蒸氣的能量主要轉(zhuǎn)化為渦輪機(jī)的機(jī)械能和冷卻水的內(nèi)能。（2）機(jī)械能的80%轉(zhuǎn)化為電能。求出冷卻水每

5、秒吸收的熱量，即可求出系統(tǒng)的散熱功率，再求出機(jī)械功率，就能求出總功率，然后求出電功率與總功率比即為水蒸氣的能量轉(zhuǎn)化為電能的效率。 解（1）1s內(nèi)冷卻水吸熱 （2）P電=80%P機(jī) 【達(dá)標(biāo)訓(xùn)練】1關(guān)于機(jī)械能守恒定律的適用條件，下列說(shuō)法中正確的是A只有重力作用時(shí)，機(jī)械能守恒B當(dāng)有其他力作用時(shí)，只要合外力為零，機(jī)械能守恒C當(dāng)有其他力作用時(shí)，只要合外力的功為零，機(jī)械能守恒D炮彈在空中飛行不計(jì)阻力時(shí)，僅受重力作用，所以爆炸前后機(jī)械能守恒2一個(gè)人站在陽(yáng)臺(tái)上，以相同的速率v分別把三個(gè)球豎直向上拋出、豎直向下拋出、水平拋出，不計(jì)空氣阻力，則三球落地時(shí)的速率A上拋球最大 B下拋球最大 C平拋球最大 D三球一樣大

6、3如圖1所示，小球自a點(diǎn)由靜止自由下落，到b點(diǎn)時(shí)與彈簧接觸，到c點(diǎn)時(shí)彈簧被壓縮到最短，若不計(jì)彈簧質(zhì)量和空氣阻力，在小球由abc的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 A小球和彈簧總機(jī)械能守恒B小球的重力勢(shì)能隨時(shí)間均勻減少C小球在b點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大D到c點(diǎn)時(shí)小球重力勢(shì)能的減少量等于彈簧彈性勢(shì)能的增加量4一物體質(zhì)量為2kg，以4m/s的速度在光滑水平面上向左滑行，從某時(shí)刻起作用一向右的水平力，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，滑塊的速度方向變?yōu)樗较蛴?，大小?m/s，在這段時(shí)間內(nèi)水平做功為A0 B8J C16J D32J5如圖2所示，木塊靜止在光滑水平桌面上，一子彈平射入木塊的深度為d時(shí)，子彈與木塊相對(duì)靜止，在子彈入射的過(guò)程中，木塊沿桌面移動(dòng)

7、的距離為L(zhǎng)，木塊對(duì)子彈的平均阻力為f，那么在這一過(guò)程中A木塊的機(jī)械能增量f L B子彈的機(jī)械能減少量為f（L+d）C系統(tǒng)的機(jī)械能減少量為f d D系統(tǒng)的機(jī)械能減少量為f（L+d）6一個(gè)小孩站在船頭，按圖3兩種情況用同樣大小的力拉繩，經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間（船未碰撞），小孩所做的功、及在時(shí)間內(nèi)小孩拉繩的功率、的關(guān)系為 A， B，C=， D7某消防隊(duì)員從一平臺(tái)上跳下，下落2 m后雙腳觸地，接著他用雙腿彎曲的方法緩沖，使自身重心又降下0.5 m，在著地過(guò)程中地面對(duì)他雙腳的平均作用力為自身重力的A8倍B10倍 C2倍D5倍8一質(zhì)量為m的小球，用長(zhǎng)為l的輕繩懸掛于O點(diǎn)，小球在水平力F作用下，從平衡位置緩慢地移到

8、Q點(diǎn)，如圖4所示，則此過(guò)程中力F所做的功為 Amglcos BFlsinC D9一足球運(yùn)動(dòng)員將質(zhì)量為l kg的足球由靜止以10m/s的速度用力踢出，假設(shè)運(yùn)動(dòng)員踢球瞬間的平均作用力為200N，球在水平方向上運(yùn)動(dòng)了30m停止，則人對(duì)球所做的功為A50JB500J C200JD6000J 10一個(gè)質(zhì)量為的物體以的加速度豎直向下運(yùn)動(dòng)，則在此物體下降高度的過(guò)程中，物體的 A重力勢(shì)能減少了 B動(dòng)能增加了 C機(jī)械能保持不變 D機(jī)械能增加了11如圖所示，斜面傾角=30，另一邊與地面垂直，高為H，斜面頂點(diǎn)有一定滑輪，物塊A和B的質(zhì)量分別為m1和m2，通過(guò)輕而軟的細(xì)繩連結(jié)并跨過(guò)定滑輪，開始時(shí)兩物塊都位于與地面的垂

9、直距離為H的位置上，釋放兩物塊后，A沿斜面無(wú)摩擦地上滑，B沿斜面的豎直邊下落，若物塊A恰好能達(dá)到斜面的頂點(diǎn)，試求m1和m2的比值.（滑輪質(zhì)量、半徑及摩擦均可忽略） 12質(zhì)量是2000kg、額定功率為80kW的汽車，在平直公路上行駛中的最大速度為20m/s。若汽車從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為2m/s2，運(yùn)動(dòng)中的阻力不變。求：汽車所受阻力的大小。3s末汽車的瞬時(shí)功率。汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。汽車在勻加速運(yùn)動(dòng)中牽引力所做的功。 13某人利用如圖9所示的裝置，用100N的恒力F作用于不計(jì)質(zhì)量的細(xì)繩的一端，將物體從水平面上的A點(diǎn)移到B點(diǎn).已知1=30，237，h=1.5m.不計(jì)滑輪質(zhì)量及繩與

10、滑輪間的摩擦.求繩的拉力對(duì)物體所做的功. 【達(dá)標(biāo)訓(xùn)練參考答案】1.A 2.D 3.AD 4.A 5.ABC 6.B 7.D 8.D 9.A 10.BD11.解答 B下落過(guò)程中，對(duì)系統(tǒng)有：m2g=m1gsin+（m1+m2）v2以后對(duì)A上升至頂點(diǎn)過(guò)程：m1v2=m1g（- Hsin） 所以=12解答 所求的是運(yùn)動(dòng)中的阻力，若不注意“運(yùn)動(dòng)中的阻力不變”，則阻力不易求出。以最大速度行駛時(shí)，根據(jù)P=Fv，可求得F=4000N。而此時(shí)牽引力和阻力大小相等。由于3s時(shí)的速度v=at=6m/s，而牽引力由FFf=ma得F=8000N，故此時(shí)的功率為 P= Fv =4.8104W。設(shè)勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，則t時(shí)刻的速度為v=a t=2t，這時(shí)汽車的功率為額定功率。由P=Fv，將F=8000N和v=2 t代入得t=5s。雖然功率在不斷變化，但功率卻與速度成正比，故平均功率為額定功率的一半，從而得牽引力的功為W=Pt=400005J=2105J.說(shuō)明中的時(shí)間，有的學(xué)生用v=at，得t=vm/a=10s，這是錯(cuò)誤的。要注意，汽車不是一直勻加速到最大速度的。13. 解答繩對(duì)物體的拉力雖然大小不變，但方向不斷變化，所以，不能直接根據(jù)W=Fscos求繩的拉力對(duì)物體做的功.由于不計(jì)繩與滑輪的質(zhì)量及摩擦