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高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十二章 电能 能量守恒定律4 能源与可持续发展学案
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这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十二章 电能 能量守恒定律4 能源与可持续发展学案，共4页。学案主要包含了自学感知，探究解惑 ，课堂小结等内容，欢迎下载使用。
1．知道能量守恒定律的具体内容。
2．了解能量耗散，知道能量转移或转化的方向性。
3．知道能源的分类与应用，知道能源的利用与社会发展的关系。
重点：
1、知道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；
2、知道能量耗散，认识自然界中能量转化的方向性。
难点：了解能量耗散，了解自然界宏观过程中能量转化和转移的方向性。
学习过程：
【自学感知】
一、能量守恒定律
能量守恒定律的内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式________为其他形式，或者从一个物体________到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持________。
二、能量转移或转化的方向性
1．能量转化的方向性：科学家研究发现，一切与热现象有关的宏观自然过程都是_______的。
2．能量的耗散：把能量释放出去，就不会再次自动聚集起来供人类重新____的现象，它反映出自然界中的宏观过程具有____性。
3．节约能源的根本原因：在能源的利用过程中，能量在数量上虽未_____，但在可利用的品质上______了，从便于利用的能源变成不便于利用的能源。
三、能源的分类与应用
1．不可再生能源：煤炭、石油和天然气是目前人类生产、生活中使用的主要能源，又叫________能源。
2．可再生能源：水能、风能、潮汐能等来源于__________的这些能源。
3．我国能源的开发：太阳能发电、________发电、风能发电、________发电。
四、能源与社会发展
1．人类对能源的利用经历的三个时期：____时期、煤炭时期、石油时期。
2．能源的开发和利用对环境造成的影响：
(1)石油和煤炭的燃烧增加了大气中二氧化碳的含量，加剧了________效应，使得两极的冰雪融化，海平面上升。
(2)石油和煤炭的燃烧形成的二氧化硫等物质使雨水的酸度升高，形成“酸雨”，腐蚀建筑物，酸化________。
(3)内燃机工作时产生氮的氧化物和碳氢化合物，这些化合物在大气中受紫外线的照射，产生光化学________。燃烧时产生的________也是主要的污染物。
3．可持续发展的核心是追求发展与资源、环境的平衡：
既满足______的需求，又不损害________的需求。这就需要树立新的能源________，并转变能源的供需模式。
一方面要大力提倡____，另一方面要发展___________以及天然气、______和核能等在生产及消费过程中对生态环境的污染程度低的清洁能源。
【探究解惑 】
探究一：能量与能源有什么区别？能量耗散的本质是什么？
(1)能量是守恒的，既不会增加也不会减少．
(2)能源是可以提供可利用能量的物质．
(3)能量耗散的本质是可利用能源减少。即能量总量不变，但能量品质下降了．
【例1】下列对能量耗散的理解正确的有( )
A．能量耗散说明能量在不断减少
B．能量耗散遵守能量守恒定律
C．能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失
D．能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性
【例2】下列哪些现象属于能量耗散( )
A．利用水流能发电转化为电能
B．电能通过灯泡中的电阻丝转化为光能
C．电池的化学能转化为电能
D．火炉把房子烤暖
探究二：应用能量守恒定律的解题步骤：
(1)首先分析研究对象的受力情况、做功情况、能量的转化方向及初、末状态能量的具体形式。
(2)分别列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式。
(3)依据ΔE减＝ΔE增列式求解。
【例3】如图所示，一个粗细均匀的U形管内装有同种液体，液体质量为m。在管口右端用盖板A密闭，两边液面高度差为h，U形管内液体的总长度为4 h，先拿去盖板，液体开始运动，由于管壁的阻力作用，最终管内液体停止运动，则该过程中产生的内能为( )
A. 116mgh B. 18mgh
C. 14mgh D. 12mgh
【例4】某市有20万台空调机,每台空调机在夏季平均使用60天,每天耗电8 kW·h。为了节约能源,该市政府建议大家都把室内设定温度提高1 ℃,这样每台空调机每天可节省6%的电能。那么这样做能使该市在夏季节省多少电能?已知标准烧煤的热值是2.92×107 J/kg。发电厂的发电效率是30%。请计算一下,这项节能建议的实现能为我们后辈留下多少吨标准煤?
【课堂小结】
12.4《能源与可持续发展 》学案 答案
【自学感知】
一、能量守恒定律 转化 转移 不变
二、能量转移或转化的方向性1．不可逆 2．利用 方向性 3．减少 降低
三、能源的分类与应用1．化石 2．太阳能 3．风力 核能
四、能源与社会发展1．柴薪2．(1)温室 (2)土壤 (3)烟雾 浮沉
3．当代人 子孙后代 安全观 节能 可再生能源 清洁煤
【探究解惑 】
【例1】答案： BD
【例2】答案： D
【例3】答案： A
【例4】解析:设可节省的电能为E,则E=8×6%×60×20×104kW·h=5.76×106 kW·h≈2.1×1013 J,
设可为后辈留下标准煤质量为m,则由能量守恒定律有2.92×107 J/kg×m×30%=E,
解得m≈2.4×106 kg=2.4×103 t。
答案:2.1×1013 J 2.4×103 t
【课堂小结】
1．知道能量守恒定律的具体内容。
2．了解能量耗散，知道能量转移或转化的方向性。
3．知道能源的分类与应用，知道能源的利用与社会发展的关系。
重点：
1、知道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；
2、知道能量耗散，认识自然界中能量转化的方向性。
难点：了解能量耗散，了解自然界宏观过程中能量转化和转移的方向性。
学习过程：
【自学感知】
一、能量守恒定律
能量守恒定律的内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式________为其他形式，或者从一个物体________到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持________。
二、能量转移或转化的方向性
1．能量转化的方向性：科学家研究发现，一切与热现象有关的宏观自然过程都是_______的。
2．能量的耗散：把能量释放出去，就不会再次自动聚集起来供人类重新____的现象，它反映出自然界中的宏观过程具有____性。
3．节约能源的根本原因：在能源的利用过程中，能量在数量上虽未_____，但在可利用的品质上______了，从便于利用的能源变成不便于利用的能源。
三、能源的分类与应用
1．不可再生能源：煤炭、石油和天然气是目前人类生产、生活中使用的主要能源，又叫________能源。
2．可再生能源：水能、风能、潮汐能等来源于__________的这些能源。
3．我国能源的开发：太阳能发电、________发电、风能发电、________发电。
四、能源与社会发展
1．人类对能源的利用经历的三个时期：____时期、煤炭时期、石油时期。
2．能源的开发和利用对环境造成的影响：
(1)石油和煤炭的燃烧增加了大气中二氧化碳的含量，加剧了________效应，使得两极的冰雪融化，海平面上升。
(2)石油和煤炭的燃烧形成的二氧化硫等物质使雨水的酸度升高，形成“酸雨”，腐蚀建筑物，酸化________。
(3)内燃机工作时产生氮的氧化物和碳氢化合物，这些化合物在大气中受紫外线的照射，产生光化学________。燃烧时产生的________也是主要的污染物。
3．可持续发展的核心是追求发展与资源、环境的平衡：
既满足______的需求，又不损害________的需求。这就需要树立新的能源________，并转变能源的供需模式。
一方面要大力提倡____，另一方面要发展___________以及天然气、______和核能等在生产及消费过程中对生态环境的污染程度低的清洁能源。
【探究解惑 】
探究一：能量与能源有什么区别？能量耗散的本质是什么？
(1)能量是守恒的，既不会增加也不会减少．
(2)能源是可以提供可利用能量的物质．
(3)能量耗散的本质是可利用能源减少。即能量总量不变，但能量品质下降了．
【例1】下列对能量耗散的理解正确的有( )
A．能量耗散说明能量在不断减少
B．能量耗散遵守能量守恒定律
C．能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失
D．能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性
【例2】下列哪些现象属于能量耗散( )
A．利用水流能发电转化为电能
B．电能通过灯泡中的电阻丝转化为光能
C．电池的化学能转化为电能
D．火炉把房子烤暖
探究二：应用能量守恒定律的解题步骤：
(1)首先分析研究对象的受力情况、做功情况、能量的转化方向及初、末状态能量的具体形式。
(2)分别列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式。
(3)依据ΔE减＝ΔE增列式求解。
【例3】如图所示，一个粗细均匀的U形管内装有同种液体，液体质量为m。在管口右端用盖板A密闭，两边液面高度差为h，U形管内液体的总长度为4 h，先拿去盖板，液体开始运动，由于管壁的阻力作用，最终管内液体停止运动，则该过程中产生的内能为( )
A. 116mgh B. 18mgh
C. 14mgh D. 12mgh
【例4】某市有20万台空调机,每台空调机在夏季平均使用60天,每天耗电8 kW·h。为了节约能源,该市政府建议大家都把室内设定温度提高1 ℃,这样每台空调机每天可节省6%的电能。那么这样做能使该市在夏季节省多少电能?已知标准烧煤的热值是2.92×107 J/kg。发电厂的发电效率是30%。请计算一下,这项节能建议的实现能为我们后辈留下多少吨标准煤?
【课堂小结】
12.4《能源与可持续发展 》学案 答案
【自学感知】
一、能量守恒定律 转化 转移 不变
二、能量转移或转化的方向性1．不可逆 2．利用 方向性 3．减少 降低
三、能源的分类与应用1．化石 2．太阳能 3．风力 核能
四、能源与社会发展1．柴薪2．(1)温室 (2)土壤 (3)烟雾 浮沉
3．当代人 子孙后代 安全观 节能 可再生能源 清洁煤
【探究解惑 】
【例1】答案： BD
【例2】答案： D
【例3】答案： A
【例4】解析:设可节省的电能为E,则E=8×6%×60×20×104kW·h=5.76×106 kW·h≈2.1×1013 J,
设可为后辈留下标准煤质量为m,则由能量守恒定律有2.92×107 J/kg×m×30%=E,
解得m≈2.4×106 kg=2.4×103 t。
答案:2.1×1013 J 2.4×103 t
【课堂小结】
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