2019-2020年高中物理《能量守恒定律與能源》導學案 新人教版必修2.doc
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2019-2020年高中物理《能量守恒定律與能源》導學案 新人教版必修2 【課題】:能量守恒定律與能源 【課型】問題生成解決課 【學習目標】 1. 了解各種不同形式的能,知道能量是一個重要的物理量。 2. 知道能量守恒定律確立的兩類重要事實。 3. 能夠敘述能量守恒定律的內容,會用能量守恒的觀點分析、解釋一些實際問題。 4. 認識建立能量守恒定律的重大意義。 5. 了解能量耗散,了解自然界中宏觀過程中能量守恒以及能量轉化和轉移的方向性,認識提高效率的重要性。 6. 知道能源短缺和環(huán)境惡化是關系到人類社會能否持續(xù)發(fā)展的大問題,增強節(jié)約能源和環(huán)境保護的意識。 【重點】能量守恒定律的內容。 【難點】理解能量守恒定律的確切含義。 【知識回顧】 【自主導學】 1、能量守恒定律的內容是: ____________________________________________________. 能量有多種形式,與機械運動對應的能叫做機械能,與化學反應對應的能叫做化學能,與電荷運動對應的能叫做電能,與熱運動對應的能叫做內能,……,此外還有生物能、磁能、核能等。當只有重力做功時,物體的重力勢能與動能發(fā)生轉化,減少(增加)的重力勢能轉化為增加(減少)的動能,物體的機械能是守恒的,可見機械能守恒定律僅僅是能量守恒定律在機械運動中的特殊體現(xiàn)。涉及機械能與內能發(fā)生轉化時,物體的機械能不再守恒,減少(增加)的機械能將轉化為增加(減少)的內能,這時盡管機械能不再守恒,但包括___________在內的總能量還是守恒的。第一類永動機之所以不能實現(xiàn),其原因是因為_____________________。 2、能量的耗散是指__________________________________,能量耗散并不違背 _________,但反映出自然界中宏觀過程具有_________,能源利用受它的制約,所以能源利用是有________,也是有___________。 【例題解析】 例1 在某密閉隔熱的房間內有一電冰箱,現(xiàn)接通電源使電冰箱開始工作,并打開電冰箱的門,則過段時間后室內的溫度將( ) A、降低 B、不變 C、升高 D、無法判斷 拓展 如圖為化學中電解食鹽(NaCl)水的示意圖,a、b為兩根導體電極,從能量角度看,電解的過程是將電能轉化為化學能的過程,由于食鹽水有一定的電阻,所以有一部分電能將轉化為焦耳熱。設電源電壓為U,a、b間食鹽水的等效電阻為R,電流表的示數為I,不計電極的電阻,下列說法正確的是( ) A、電流表的示數等于U/R B、電源的電壓等于IR C、單位時間產生的焦耳熱等于I2R D、單位時間產生的化學能等于IU-I2R 答案:BC[提示:電解過程中在把電能轉化為化學能的同時,電解液電阻上也要產生焦耳熱,作為電解來講,此部分能量是浪費了] 例2 瀑布從20cm高處以Q=103m3/s的流量豎直落下,流進底部的水輪機后再以2m/s的速度流出,水輪機再帶動發(fā)電機發(fā)電。如果水的機械能轉化為電能的效率是80%,那么發(fā)電機發(fā)出的電功率有多大?(瀑布在山頂的速度可忽略不計,g取10m/s2) 拓展 某地強風速為v=14m/s,設空氣密度為ρ=1.3kg/m3,通過橫截面積為S=400m2的風全部使風力發(fā)電機轉動,其動能有20%轉化為電能,則發(fā)電的功率為多少瓦?(取2位有效數字)(答案:1.4 105)[提示:t秒內到風葉處的空氣包含在以S為底面積,長為L=vt的柱體中] 【夯實基礎】 1.下列關于能源開發(fā)和利用的說法中正確的是( ) A.能源利用的過程是內能轉化為機械能的過程。 B.要合理開發(fā)和節(jié)約使用核能、太陽能、風能、地熱能、海洋能等常規(guī)資源 C.能量利用的過程,是一種形式的能向其他形式的能轉化的過程。 D.能量是守恒的,所以不會出現(xiàn)能源危機。 2.下列說法正確的是( ) A.隨著可記得發(fā)展,永動機是可以制成的 B.太陽照射到地球上的光能轉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”違背了能量轉化和守恒定律,因而是不可能的 D.有種“全自動”手表,不用上發(fā)條,也不用任何形式的電源,卻一直走動,說明能量可以憑空產生 【知能提升】 1、指出下列物理現(xiàn)象中能量轉化的情況: (1)燃料在氣缸內燃燒,氣缸內氣體推動活塞運動,是_______能轉化為_________能。 (2)給盛水的容器內的電阻絲通電,水溫升高,是_________能轉化為_________能。 (3)汽車緊急制動后在地面上滑行直到靜止的過程,是_________能轉化為_________能。 (4)跳傘運動員打開降落傘后,勻速下降階段是_________能轉化為_________能。 2、若無大氣吸收,在垂直照射時地球上每平方米面積的太陽光入射功率為P0=1.8kw,已知太陽到地球的距離為r=1.51011m,試計算太陽一秒鐘總共放出多少能量?(保留一位有效數字) 3、瀑布從10m高處落下,如果下落中減少的機械能有50%轉化為水的內能,水的溫度升高多大?水的比熱容是4.2103J/(kg0C) 4、電動機是把電能轉化為機械能的裝置,某一用直流電動機提升重物的裝置,如圖所示,重物的重力等于500N,電源的電壓恒定為110V,不計摩擦.當電動機以v=1.0m/s的恒定速度向上提升重物時,電流表的讀數為5A:問: (1)把電動機的輸出功率與輸入功率的比值稱為電動機的效率,計算此電動機的效率; (2)電動機的繞線電阻為多大? 答案: 例題解析 例1解析 電冰箱制冷過程中,使冰箱內放出熱量Q放,溫度降低,同時使其外部空氣吸收熱量Q吸,溫度升高,此過程不可能自發(fā)發(fā)生,必須借助壓縮機的工作來完成,由于壓縮機中的線圈有電阻,電流流過電阻要發(fā)熱,此部分焦耳熱將使室內溫度上升,即從整體來看冰箱相當于一個發(fā)熱電阻在使用。故正確答案是C。 例2解析 由能流圖對能量的轉化做出分析可得, 瀑布豎直下落后減少的機械能為mgh-mv2/2 轉化為電能的為P=E/t=( mgh-mv2/2)0.8/t=ρ水Q(gh-v2/2)0.8 =103103(1020-22/2) 0.8W=1.58108W=1.58105kW 拓展 【夯實基礎】1.C 2.C 【知能提升】 1. (1)內,機械;(2)電,內;(3) 機械,內;(4) 機械,內 2. 51026J 3. 0.012℃ 4. (1)90.0%;(2)2Ω 作業(yè)設計: 書面:課本上的練習題 課外活動: 課外思考:- 配套講稿:
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