高中物理教科版必修二課件：第4章第6節(jié)《能源的開發(fā)與利用》

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第6節(jié)能源的開發(fā)與利用 核心要點(diǎn)突破 課堂互動(dòng)講練 知能優(yōu)化訓(xùn)練 第6節(jié) 課前自主學(xué)案 課標(biāo)定位 課標(biāo)定位 應(yīng)用 1 會(huì)用能量守恒的觀點(diǎn)分析 解釋一些實(shí)際問題 2 增強(qiáng)節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)意識(shí) 理解 能量守恒定律 認(rèn)識(shí) 1 各種不同形式的能量以及能量守恒定律確立的兩類重要事實(shí) 2 能源的利用與新能源的開發(fā) 課前自主學(xué)案 一 能量守恒定律1 內(nèi)容能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生 也不會(huì)憑空消失 它只能從 轉(zhuǎn)化為 或者從一個(gè)物體 到另一個(gè)物體 在 或 的過程中其 保持不變 2 機(jī)械能守恒定律與能量守恒定律的關(guān)系機(jī)械能守恒定律是普遍的 的特種背景下一種特殊表現(xiàn)形式 一種形式 另一種形式 轉(zhuǎn)移 轉(zhuǎn)化 轉(zhuǎn)移 總量 能量守恒定律 二 能源的利用1 能源的定義 能夠提供某種形式能量的 2 人類最先使用的能源 人的體能 畜力 水力等 3 常規(guī)能源 煤 4 能源的分類 1 非再生能源 如煤 石油 天然氣等常規(guī)能源 2 可再生能源 如風(fēng)能 水能等 物質(zhì)資源 風(fēng)力 石油 天然氣 5 能源與環(huán)境 1 溫室效應(yīng)成因 溫室效應(yīng)是人類過多地排放 干擾了地球的熱量平衡造成的 危害 溫室效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致全球變暖 氣候變化 疾病增多等 2 酸雨成因 大氣中酸性污染物質(zhì) 如 二氧化碳 等 在降水過程中溶入雨水 使其成為酸雨 煤炭中含有較多的硫 燃燒時(shí)產(chǎn)生 等物質(zhì) 危害 酸雨影響人的健康 危害生態(tài)系統(tǒng) 使土壤酸化和貧瘠 腐蝕建筑和藝術(shù)品等 二氧化碳 海平面上升 二氧化硫 氮氧化物 二氧化硫 三 新能源的開發(fā)1 非再生能源對(duì)人類的要求 1 2 開發(fā)和利用 2 新能源 1 種類 海洋能 地?zé)崮?氫能 及核聚變能等 2 特點(diǎn) 多為 且污染較小 節(jié)約能源 新能源 太陽能 風(fēng)能 生物質(zhì)能 可再生能源 思考感悟人們?yōu)槭裁茨軌蚶媚芰?能量是守恒的 為什么要節(jié)約能源 提示 利用能源的過程是一個(gè)做功的過程 做功的過程實(shí)現(xiàn)了一種形式的能向另一種形式能的轉(zhuǎn)化 也就是說不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化 為人們利用能源提供了依據(jù) 在能源的利用過程中 即在能量的轉(zhuǎn)化過程中 能量的總量并未減少 但從便于利用的變成不便于利用的了 且常規(guī)能源都是非再生能源 因此 人類一定要節(jié)約能源 核心要點(diǎn)突破 一 對(duì)功能關(guān)系的理解1 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能量之間轉(zhuǎn)化 或轉(zhuǎn)移 的過程 且做了多少功 就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化 或轉(zhuǎn)移 因此 功是能量轉(zhuǎn)化的量度 2 不同形式的能量變化與不同的功對(duì)應(yīng)我們關(guān)心的大多是能量的變化量 而不是能量的具體數(shù)值 能量的轉(zhuǎn)化必須通過做功才能實(shí)現(xiàn) 某種力做功往往與某一具體形式的能量變化相聯(lián)系 即所謂功能關(guān)系 常見的力做功與能量轉(zhuǎn)化的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下 即功能關(guān)系 1 重力做功 重力勢能和其他形式的能相互轉(zhuǎn)化 2 彈力做功 彈性勢能和其他形式的能相互轉(zhuǎn)化 3 合外力做功 動(dòng)能與其他形式的能相互轉(zhuǎn)化 4 除重力 系統(tǒng)內(nèi)彈力外 其他力做的功 機(jī)械能與其他形式的能相互轉(zhuǎn)化 3 應(yīng)用功能關(guān)系需注意的問題搞清力對(duì) 誰 做功 對(duì) 誰 做功就對(duì)應(yīng) 誰 的位移 引起 誰 的能量變化 如子彈物塊模型中 摩擦力對(duì)子彈做的功必須用子彈的位移去求解 這個(gè)功引起子彈動(dòng)能的變化 特別提醒 功與能是兩個(gè)不同概念 功是力在空間上的積累 做功需要一個(gè)過程 能反映了物體對(duì)外做功的本領(lǐng) 兩者有本質(zhì)的區(qū)別 且功與能不能相互轉(zhuǎn)化 但物體的能量轉(zhuǎn)化是通過做功來實(shí)現(xiàn)的 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 圖4 6 11 如圖4 6 1所示 某同學(xué)利用橡皮筋將模型飛機(jī)彈出 在彈出過程中 下列說法正確的是 A 橡皮筋收縮 彈力對(duì)飛機(jī)做功B 飛機(jī)的動(dòng)能增加C 橡皮筋的彈性勢能減少D 飛機(jī)的重力勢能減少 轉(zhuǎn)化為飛機(jī)的動(dòng)能解析 選ABC 彈力對(duì)飛機(jī)做功 橡皮筋的彈性勢能減少 彈性勢能轉(zhuǎn)化為飛機(jī)的動(dòng)能和重力勢能 二 對(duì)能量守恒定律的理解1 表達(dá)式 E1減 E2增2 含義 1 某種形式的能減少 一定存在其他形式的能增加 且減少量一定和增加量相等 2 某個(gè)物體的能量減少 一定存在其他物體的能量增加 且減少量和增加量一定相等 3 應(yīng)用步驟 1 分清哪些形式的能 如機(jī)械能 熱能 電能等 在變化 2 分別列出減少的能量 E減和增加的能量 E增的表達(dá)式 3 依據(jù)能量守恒列式求解 特別提醒 1 能量守恒定律是個(gè)普遍規(guī)律 它不受條件約束 是自然科學(xué)的基本規(guī)律之一 2 應(yīng)用能量守恒規(guī)律解題時(shí) 一定要分清系統(tǒng)中有哪些形式的能 什么能發(fā)生了轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 2 下列對(duì)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的認(rèn)識(shí)中正確的是 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)機(jī)是不可能制成的D 石子從空中落下 最后靜止在地面上 說明機(jī)械能消失了 解析 選ABC A選項(xiàng)是指不同形式的能量間在轉(zhuǎn)化 轉(zhuǎn)化過程中是守恒的 B選項(xiàng)是指能量在不同的物體間發(fā)生轉(zhuǎn)移 轉(zhuǎn)移過程中是守恒的 這正好是能量守恒定律的兩個(gè)方面 轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移 任何永動(dòng)機(jī)都是不可能制成的 它違背了能量守恒定律 所以ABC正確 D選項(xiàng)中石子的機(jī)械能在變化 比如受空氣阻力作用 機(jī)械能可能要減少 但機(jī)械能并沒有消失 能量守恒定律表明能量既不能創(chuàng)生 也不能消失 故D是錯(cuò)的 課堂互動(dòng)講練 質(zhì)量為m 速度為v0的子彈 水平勻速飛行 擊中前方懸掛于繩長為L的下端的木塊 質(zhì)量為M 子彈未能穿出木塊 使懸繩偏離豎直方向的最大偏角為 則子彈擊中木塊后產(chǎn)生的內(nèi)能為多少 圖4 6 2 思路點(diǎn)撥 子彈擊中木塊后 克服摩擦阻力做功 使子彈與木塊組成系統(tǒng)的機(jī)械能減少 內(nèi)能增加 精講精析 取子彈與木塊組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象 規(guī)定開始時(shí)M位置的勢能為零 子彈擊中木塊前系統(tǒng)的機(jī)械能 方法總結(jié) 運(yùn)用能量守恒定律解題的關(guān)鍵是確定研究的系統(tǒng)內(nèi)有哪些形式的能參與了轉(zhuǎn)化 什么形式的能增加了 增加了多少 什么形式的能減少了 減少了多少 分別由功能關(guān)系列出表達(dá)式 最后列能量守恒方程求解 變式訓(xùn)練1如圖4 6 3所示 質(zhì)量為1kg的木塊m在水平面上運(yùn)動(dòng) 經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)速度v0 2m s 已知A B之間距離L 0 5m 且粗糙 其他部分均光滑 m與A B間的動(dòng)摩擦因數(shù) 0 2 木塊經(jīng)過B點(diǎn)后將壓縮右端固定的勁度系數(shù)較大的彈簧 g取10m s2 求 圖4 6 3 1 彈簧能夠具有的最大彈性勢能 2 木塊m是否還能到達(dá)A點(diǎn) 答案 1 1J 2 見解析 如圖4 6 4所示 質(zhì)量為m的小鐵塊A以水平速度v0沖上質(zhì)量為M 長為l置于光滑水平面C上的木板B 正好不從木板上掉下 已知A B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 此時(shí)木板對(duì)地位移為x 求這一過程中 圖4 6 4 1 木板增加的動(dòng)能 2 小鐵塊減少的動(dòng)能 3 系統(tǒng)機(jī)械能的減少量 4 系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量 思路點(diǎn)撥 在此過程中摩擦力做功的情況是 A和B所受摩擦力分別為f1 f2 且f1 f2 mg A在f1的作用下勻減速運(yùn)動(dòng) B在f2的作用下勻加速運(yùn)動(dòng) 當(dāng)A滑動(dòng)到B的右端時(shí) A B達(dá)到相同的速度v 正好不掉下 答案 見自主解答 方法總結(jié) 通過本題可以看出摩擦力做功可從以下兩個(gè)方面理解 1 相互作用的靜摩擦力 如果一個(gè)力做正功 另一個(gè)力一定做負(fù)功 并且量值相等 即一對(duì)靜摩擦力做功不會(huì)產(chǎn)生熱量 2 相互作用的一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功的代數(shù)和一定為負(fù)值 即一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功的結(jié)果總是使系統(tǒng)的機(jī)械能減少 減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 Q f滑 s相 其中f滑必須是滑動(dòng)摩擦力 s相必須是兩個(gè)接觸面相對(duì)滑動(dòng)的距離 或相對(duì)路程 變式訓(xùn)練2足夠長的水平傳送帶以速度v勻速傳動(dòng) 質(zhì)量為m的小物塊A由靜止輕放在傳送帶上 若小物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 如圖4 6 5所示 從開始作用到小木塊與傳送帶相對(duì)靜止時(shí) 系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的能量為 圖4 6 5 知能優(yōu)化訓(xùn)練 本部分內(nèi)容講解結(jié)束 點(diǎn)此進(jìn)入課件目錄 按ESC鍵退出全屏播放 謝謝使用 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全