2020-2021学年10.能量守恒定律与能源学案

这是一份2020-2021学年10.能量守恒定律与能源学案，共3页。

知识与技能
理解能量守恒定律，知道能源和能量耗散．
过程与方法
通过对生活中能量转化的实例分析，理解能量守恒定律的确切含义．
情感，态度与价值观
1．用能量的观点分析问题应该深入学生的心中，因为这是最本质的分析方法．
2．感知我们周围能源的耗散，树立节能意识．
◇课前导学◇
1、本节学习能量守恒定律与能源问题，能量守恒定律是自然界中最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一，尽管我们在必修模块中学习这一定律，但实际上它通着领整个物理学，运用能量守恒定律的思想来思考和处理问题是通用的。能源危机是当今世界发展中存在的严重问题，通过学习应该了解能量守恒定律与能源危机这对矛盾的对立与统一性。
2、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。永动机之所以不能实现，其原因是因为它_____________________。
3、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___________。
◇例题精析◇
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
解析
拓展如图为化学中电解食盐（）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
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）
解析
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）
◇学习小结◇
一、能量守恒定律
1．内容：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另外一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总和保持不变．
2．建立过程．
二、能源和能量耗散
1．内容：能量转化具有方向性．
2．节约能源的重要意义．
◇自我评价◇
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每平方米面积的太阳光入射功率为P0=1.8kw，已知太阳到地球的距离为r=1.5×1011m，试计算太阳一秒钟总共放出多少能量？（保留一位有效数字）
3、瀑布从10m高处落下，如果下落中减少的机械能有50％转化为水的内能，水的温度升高多大?水的比热容是4.2×103J/(kg×0C)
4、如图所示，容器A、B各有一个可自由移动的轻活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压恒定．A、B的底部由带有阀门S的管道相连，整个装置与外界绝热．原先A中水面比B中的高h，打开阀门使A中水逐渐流向B中最后达到平衡。设A和B的横截面分别为SA和SB，水的密度为ρ。求：①大气压力对水做的功；②水的内能变化量。（忽略活塞和容器内能的变化）
5、电动机是把电能转化为机械能的装置，某一用直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的重力等于500N，电源的电压恒定为110V，不计摩擦．当电动机以v=1.0m/s的恒定速度向上提升重物时，电流表的读数为5A：问：
(1)把电动机的输出功率与输入功率的比值称为电动机的效率，计算此电动机的效率；
(2)电动机的绕线电阻为多大？