2010年高一物理学科“能量守恒定律与能源”问题导学案 新人教版必修2.docVIP

2010年高一年级物理学科“能量守恒定律与能源”问题导学案 【课题】：能量守恒定律与能源 【课型】问题生成解决课 【学习目标】 了解各种不同形式的能，知道能量是一个重要的物理量。 知道能量守恒定律确立的两类重要事实。 能够叙述能量守恒定律的内容，会用能量守恒的观点分析、解释一些实际问题。 认识建立能量守恒定律的重大意义。 了解能量耗散，了解自然界中宏观过程中能量守恒以及能量转化和转移的方向性，认识提高效率的重要性。 知道能源短缺和环境恶化是关系到人类社会能否持续发展的大问题，增强节约能源和环境保护的意识。 【重点】能量守恒定律的内容。 【难点】理解能量守恒定律的确切含义。 【知识回顾】 【自主导学】 1、能量守恒定律的内容是： ____________________________________________________. 能量有多种形式，与机械运动对应的能叫做机械能，与化学反应对应的能叫做化学能，与电荷运动对应的能叫做电能，与热运动对应的能叫做内能，……，此外还有生物能、磁能、核能等。当只有重力做功时，物体的重力势能与动能发生转化，减少（增加）的重力势能转化为增加（减少）的动能，物体的机械能是守恒的，可见机械能守恒定律仅仅是能量守恒定律在机械运动中的特殊体现。涉及机械能与内能发生转化时，物体的机械能不再守恒，减少（增加）的机械能将转化为增加（减少）的内能，这时尽管机械能不再守恒，但包括___________在内的总能量还是守恒的。第一类永动机之所以不能实现，其原因是因为_____________________。 2、能量的耗散是指__________________________________，能量耗散并不违背 _________，但反映出自然界中宏观过程具有_________，能源利用受它的制约，所以能源利用是有________，也是有___________。 【例题解析】 例1 在某密闭隔热的房间内有一电冰箱，现接通电源使电冰箱开始工作，并打开电冰箱的门，则过段时间后室内的温度将( ) A、降低　　B、不变　　C、升高　　D、无法判断 拓展 如图为化学中电解食盐（NaCl）水的示意图，a、b为两根导体电极，从能量角度看，电解的过程是将电能转化为化学能的过程，由于食盐水有一定的电阻，所以有一部分电能将转化为焦耳热。设电源电压为U，a、b间食盐水的等效电阻为R，电流表的示数为I，不计电极的电阻，下列说法正确的是( ) A、电流表的示数等于U/R B、电源的电压等于IR C、单位时间产生的焦耳热等于I2R D、单位时间产生的化学能等于IU-I2R 答案：BC[提示：电解过程中在把电能转化为化学能的同时，电解液电阻上也要产生焦耳热，作为电解来讲，此部分能量是浪费了] 例2 瀑布从20cm高处以Q=103m3/s的流量竖直落下，流进底部的水轮机后再以2m/s的速度流出，水轮机再带动发电机发电。如果水的机械能转化为电能的效率是80%，那么发电机发出的电功率有多大？（瀑布在山顶的速度可忽略不计，g取10m/s2） 拓展 某地强风速为v=14m/s，设空气密度为ρ=1.3kg/m3，通过横截面积为S=400m2的风全部使风力发电机转动，其动能有20%转化为电能，则发电的功率为多少瓦？（取2位有效数字）(答案：1.4 ×105)[提示：t秒内到风叶处的空气包含在以S为底面积，长为L=vt的柱体中] 【夯实基础】 1.下列关于能源开发和利用的说法中正确的是（ ） A.能源利用的过程是内能转化为机械能的过程。 B.要合理开发和节约使用核能、太阳能、风能、地热能、海洋能等常规资源 C.能量利用的过程，是一种形式的能向其他形式的能转化的过程。 D.能量是守恒的，所以不会出现能源危机。 2.下列说法正确的是（ ） A.随着可记得发展，永动机是可以制成的 B.太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了 C.“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，因而是不可能的 D.有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却一直走动，说明能量可以凭空产生 【知能提升】 1、指出下列物理现象中能量转化的情况： (1)燃料在气缸内燃烧，气缸内气体推动活塞运动，是_______能转化为_________能。 (2)给盛水的容器内的电阻丝通电，水温升高，是_________能转化为_________能。 (3)汽车紧急制动后在地面上滑行直到静止的过程，是_________能转化为_________能。 (4)跳伞运动员打开降落伞后，匀速下降阶段是_________能转化为_________能。 2、若无大气吸收，在垂直照射时地球上