教科版必修26 能源的开发与利用图片ppt课件

这是一份教科版必修26 能源的开发与利用图片ppt课件，共46页。PPT课件主要包含了必备知识·自主学习，能量守恒定律，物质资源，劳动生产率，产业革命，非再生，可再生，太阳能，核聚变能，关键能力·合作学习等内容，欢迎下载使用。
一、能量守恒定律【情境思考】 “神舟十号”飞船返回舱进入大气层很长时间,加速下落,返回舱表面温度升高。问题1:返回舱的动能和势能如何变化?提示:动能增加,势能减少,有内能产生。
问题2:机械能还守恒吗?提示:不守恒。
1.能量的相互转化:自然界任何形式的能量在转移和_____的过程中,都要遵循具有普遍意义的能量守恒定律。2.定律内容:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式_____为另一种形式,或者从一个物体_____到另一个物体,在转化或转移的过程中其_____保持不变。3.物理意义:(1)能量守恒定律是自然界最_____、最_____、最可靠的自然规律之一,是大自然普遍和谐性的一种表现形式。(2)机械能守恒定律是普遍的_____________的一种特殊形式。
二、能源分类和新能源开发1.能源:指能够提供某种形式能量的_________。2.能源利用:(1)时期:人类利用能源的历史时期有_____、_____、_____时期等。(2)意义。①能源利用方式的改进极大地提高了___________。②新能源的利用引起人类社会经济_____和_________。③能源消耗的多少成为一个国家和地区经济发展水平的重要_____之一。
(3)分类。①煤、石油和天然气为化石燃料,这些能源不可再生,也不可重复利用,所以又称为_______能源。②新能源多为_______能源。3.新能源:目前,正在开发的新能源有风能、海洋能、_______、地热能、氢能、生物质能及_________等。
知识点一　能量守恒定律的理解和应用1.适用范围:能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律,是各种自然现象中普遍适用的一条规律。2.表达式:(1)E初=E末,初状态各种能量的总和等于末状态各种能量的总和。(2)ΔE增=ΔE减,能量的增加量等于能量的减少量。
3.应用步骤:(1)明确研究对象及研究过程。(2)明确该过程中,哪些形式的能量在变化。(3)确定参与转化的能量中,哪些能量增加,哪些能量减少。(4)列出增加的能量和减少的能量之间的守恒式(或初、末状态能量相等的守恒式)。
【问题探究】有人说:热传递的方向可以从低温物体向高温物体。讨论该说法是否正确?提示:该说法不严密、不全面,正确的应是:热传递中,内能不能自动地从低温物体向高温物体转移。
【典例示范】【典例】电动机带动水平传送带以速度v匀速传动,一质量为m的小木块由静止轻放在传送带上,若小木块与传送带之间的动摩擦因数为μ,如图所示。传送带足够长,当小木块与传送带相对静止时,求:(1)小木块的位移和传送带转过的路程。(2)小木块获得的动能。(3)摩擦过程中产生的内能。(4)因传送小木块电动机多消耗的电能。
【解析】(1)由牛顿第二定律:μmg=ma,得a=μg,由公式v=at得t= ,小木块的位移 传送带始终匀速运动,路程x2=vt= (2)小木块获得的动能Ek= (3)小木块在和传送带达到共同速度的过程中,相对传送带移动的距离x相对=x2-x1= 产生的内能Q=μmg·x相对= mv2(4)根据能量守恒定律,因传送小木块电动机多消耗电能ΔE=Q+ mv2=mv2答案:(1) 　 　(2) mv2　(3) mv2　(4)mv2
【素养训练】1.一个物体沿粗糙斜面匀速滑下,下列说法正确的是(　　)A.物体机械能不变,内能也不变B.物体机械能减小,内能不变C.物体机械能减小,内能增大,机械能与内能总量减小D.物体机械能减小,内能增大,机械能与内能总量不变
【解析】选D。物体沿粗糙的斜面匀速下滑的过程中,速度不变,物体动能不变;高度减小,重力势能减小;故物体的机械能减小;物体下滑,克服摩擦做功,机械能转化为内能,故内能增大,能量是守恒的;故D正确,A、B、C错误。
2.某地平均风速为5 m/s,已知空气密度是1.2 kg/m3,有一风车,它的风叶转动时可形成半径为12 m的圆面。如果这个风车能将圆面内10%的气流动能转变为电能,则该风车带动的发电机功率是多大?
【解析】在t时间内作用于风车的气流质量m=πr2v·tρ这些气流的动能为 转变成的电能 所以风车带动发电机的功率为 代入数据得P=3.4 kW答案:3.4 kW
【加固训练】　　(多选)在最近几年的家电市场上出现一个新宠——“变频空调”,据专家介绍变频空调比定频的要节能,因为定频空调开机时就等同于汽车起动时,很耗能,是正常运行的5至7倍。空调在工作时达到设定温度就停机,等温度高了再继续起动。这样会频繁起动,耗电多,而变频空调起动时有一个由低到高的过程,而运行过程是自动变速来保持室内温度,从开机到关机中间不停机。而是达到设定温度后就降到最小功率运行,所以比较省电。阅读上述介绍后,探究以下说法中合理的是(　　)
A.变频空调节能,运行中不遵守能量守恒定律B.变频空调运行中做功少,转化能量多C.变频空调在同样工作条件下运行效率高,省电D.变频空调与定频空调做同样多的功时,消耗同样电能【解析】选C、D。自然界的一切过程都遵守能量守恒定律,A错。功是能量转化的量度,做同样多的功,消耗同样电能,B错、D对。由变频空调的工作特点可知省电的原理是效率高,C对。
知识点二　功能关系的理解和应用1.功能关系概述:(1)不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的,做功的过程就是能量之间转化的过程。(2)功是能量转化的量度。做了多少功,就有多少能量发生转化。
2.功与能的关系:由于功是能量转化的量度,某种力做功往往与某一种具体形式的能量转化相联系,具体功能关系如表:
【典例示范】【典例】如图光滑水平导轨AB的左端有一压缩的弹簧,弹簧左端固定,右端前放一个质量为m=1 kg的物块(可视为质点),物块与弹簧不粘连,B点与水平传送带的左端刚好平齐接触,传送带的长度BC的长为L=6 m,沿逆时针方向以恒定速度v=2 m/s匀速转动。CD为光滑的水平轨道,C点与传送带的右端刚好平齐接触,DE是竖直放置的半径为R=0.4 m的光滑半圆轨道,DE与CD相切于D点。已知物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,取g=10 m/s2。
(1)若释放弹簧,物块离开弹簧,滑上传送带刚好能到达C点,求弹簧储存的弹性势能Ep。(2)若释放弹簧,物块离开弹簧,滑上传送带能够通过C点,并经过圆弧轨道DE,从其最高点E飞出,最终落在CD上距D点的距离为x=1.2 m处(CD长大于1.2 m),求物块通过E点时受到的压力大小。(3)满足(2)条件时,求物块通过传送带的过程中产生的热能。
【解析】(1)由动能定理知:-μmgL=0- 由能量守恒定律知:Ep= 解得:Ep=12 J(2)由平抛运动知,竖直方向:y=2R= gt2水平方向:x=vEt在E点,由牛顿第二定律知:N+mg= 解得:N=12.5 N
(3)从D到E,由动能定理知:-mg·2R= 解得:vD=5 m/s从B到D,由动能定理知-μmgL= 解得:vB=7 m/s对物块L= t′解得:t′=1 sΔs相对=L+vt′=6 m+2×1 m=8 m由能量守恒定律知:Q=μmg·Δs相对解得:Q=16 J答案:(1)12 J　(2)12.5 N　(3)16 J
【素养训练】如图所示,竖直平面内,长为L=2 m的水平传送带AB以v=5 m/s顺时针传送,其右下方有固定光滑斜面CD,斜面倾角θ=37°,顶点C与传送带右端B点竖直方向高度差h=0.45 m,下端D点固定一挡板。一轻弹簧下端与挡板相连,上端自然伸长至E点,且C、E相距0.4 m。现让质量m=2 kg的小物块以v0=2 m/s的水平速度从A点滑上传送带,小物块传送至B点后飞出恰好落至斜面顶点C点且与斜面无碰撞,之后向下运动。已知弹簧的最大压缩量为0.2 m,物块所受空气阻力不计,取重力加速度g=10 m/s2,sin37°=0.6,cs37°=0.8。求:
(1)传送带与小物块间的动摩擦因数μ。(2)由于传送物块,电动机对传送带所多做的功。(3)弹簧的最大弹性势能。
【解析】(1)将物块在C点的速度沿水平和竖直方向分解,则vy= =3 m/s则物块通过B点的速度为vB=vyct37°=4 m/s由于vB