2024-2025學(xué)年高中物理7.10能量守恒定律與能源學(xué)案含解析新人教版必修2

PAGE4-10能量守恒定律與能源學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解能量守恒定律,知道能源和能量耗散.2.通過對生活中能量轉(zhuǎn)化的實例分析,理解能量守恒定律的準(zhǔn)確含義.3.感知我們四周能源的耗散,樹立節(jié)能意識.自主探究1.能量(1)概念一個物體能夠?qū)ν?我們就說這個物體具有.如運動的物體可以推動與其接觸的另一個物體一起向前運動,對被推動的物體做功,說明運動的物體具有能量,又如流淌的河水、被舉高的重物、被壓縮的彈簧、高溫高壓氣體……都能對外做功.因此這些物體都具有能量.

(2)形式能量有各種不同的形式:運動的物體具有;被舉高的重物具有;發(fā)生彈性形變的物體具有;由大量粒子構(gòu)成的系統(tǒng)具有.另外自然界中還存在化學(xué)能、電能、光能、太陽能、風(fēng)能、潮汐能、原子能等不同形式的能.不同的能與物體的不同運動形式相對應(yīng),如機械能對應(yīng);內(nèi)能與大量微觀粒子的相對應(yīng).

(3)能量的轉(zhuǎn)化各種不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化,而且在轉(zhuǎn)化過程中保持不變,也就是說當(dāng)某個物體的能量削減時,肯定存在其他物體的能量,且削減量肯定增加量;當(dāng)某種形勢的能量削減時,肯定存在其他形式的能量增加,且削減量肯定增加量.

(4)功是能量轉(zhuǎn)化的量度不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化是通過做功實現(xiàn)的.做功的過程就是各種形式的的過程.且做了多少功,就有能量發(fā)生轉(zhuǎn)化(或轉(zhuǎn)移),因此,功是能量轉(zhuǎn)化(或轉(zhuǎn)移)的.

2.能量守恒定律(1)內(nèi)容能量既不會,也不會,它只會從一種形式為另一種形式,或者從一個物體到別的物體,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中,能量的總量,這個規(guī)律叫做能量守恒定律.

(2)定律的表達(dá)式①;②.

3.能源和能量耗散(1)能源是人類社會活動的物質(zhì)基礎(chǔ).人類利用能源大致經(jīng)驗了三個時期,即,,.

(2)能量耗散燃料燃燒時一旦把自己的熱量釋放出去,它就不會起來供人類重新利用;電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,它又通過燈泡轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能,熱和光被其他物質(zhì)汲取之后變成四周環(huán)境的內(nèi)能,我們也無法把這些內(nèi)能起來,這種現(xiàn)象叫做能量的耗散.

合作探究一、能量守恒定律演示試驗1:在一個玻璃容器內(nèi)放入沙子,拿一個小鐵球從某一高度釋放,使其落到沙子中.演示試驗2:用手提一個物體勻速上升,讓學(xué)生分析機械能的變更狀況(物體可以是身邊的物體,例如黑板擦、課本等等)思索:兩個試驗中的物體在運動過程中機械能是否守恒?請說出演示試驗1中小球運動過程中能量的轉(zhuǎn)化狀況.請舉出幾個類似的例子.【小組合作】閱讀教材,探討下列問題:1.促使能量守恒定律最終確立的重要事實有哪些?2.能量守恒定律的發(fā)覺是偶然的還是人類對自然相識發(fā)展到肯定階段的必定產(chǎn)物?3.有人曾經(jīng)懷疑某種過程中“能量不守恒”,這種懷疑是否有價值?4.說出能量守恒定律的內(nèi)容,并引用教材上的話,說明能量守恒定律的建立有何重大意義?【留意】能量守恒定律是貫穿整個物理學(xué)的基本規(guī)律之一,是學(xué)習(xí)物理的一條主線,在應(yīng)用中,要分清系統(tǒng)中有多少種形式的能,發(fā)生了哪些轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移.二、能源和能量耗散情景引導(dǎo):有些事情可以倒過來進行,但有些事情卻是不行能倒過來進行的.你可以向前走路,也可以倒退回來,但是,打碎的鏡子不行能自動復(fù)原,冒起的煤煙和散開的炭灰不行能重新組合成一塊煤.思索:自然界中自發(fā)的能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是否也具有某種方向性?能否舉誕生活中關(guān)于這種方向性的例子,并說明其中能量的變更.【小組合作】閱讀教材,探討下列問題:1.能源是人類社會的物質(zhì)基礎(chǔ),人類利用能源大致經(jīng)驗了哪幾個過程?2.為什么說能源短缺和環(huán)境惡化已成為關(guān)系到人類社會能否持續(xù)發(fā)展的大問題?3.既然能量是守恒的,不行能殲滅,為什么我們還要節(jié)約能源?4.什么叫能量耗散?你怎么看待能量耗散?【思索與探討】有人設(shè)計了這樣一臺“永動機”:距地面肯定高度架設(shè)一個水槽,水從槽底的管中流出,沖擊一個水輪機,水輪機的軸上安裝一個抽水機和一個砂輪.他希望抽水機把地面水槽里的水抽上去,這樣循環(huán)不已,機器不停地轉(zhuǎn)動,就可以永久地用砂輪磨制工件做功了(如圖).請你分析一下,高處水槽中水的勢能共轉(zhuǎn)變成哪幾種形式的能,說明這個機器是否能夠恒久運動下去.課堂檢測1.下列對能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的相識正確的是()A.某種形式的能削減,肯定存在其他形式的能增加B.某個物體的能削減,必定有其他物體的能增加C.不須要任何外界的動力而持續(xù)對外做功的機器——永動機是不行能制成的D.石子從空中落下,最終靜止在地面上,說明機械能消逝了2.有人設(shè)想在夏天用冰箱來降低房間內(nèi)的溫度,他的方法是關(guān)好房間的門窗,然后打開冰箱的全部門讓冰箱運轉(zhuǎn),則開機后,室內(nèi)的溫度將()A.上升 B.保持不變C.開機時降低,停機后又上升 D.開機時上升,停機后降低3.一小滑塊放在如圖所示的凹形斜面上,用力F沿斜面對下拉小滑塊,小滑塊沿斜面運動了一段距離.若已知在這一過程中,拉力F所做的功的大小(肯定值)為A,斜面對滑塊的作用力所做的功的大小為B,重力做功的大小為C,空氣阻力做功的大小為D.當(dāng)用這些量表達(dá)時,小滑塊的動能的變更(指末態(tài)動能減去初態(tài)動能)等于多少?滑塊的重力勢能的變更等于多少?滑塊機械能(動能與重力勢能之和)的變更等于多少?參考答案自主探究1.能量(1)做功能量(2)動能重力勢能彈性勢能內(nèi)能機械運動無規(guī)則熱運動(3)總量增加等于等于(4)能量相互轉(zhuǎn)化多少量度2.能量守恒定律(1)憑空產(chǎn)生憑空消逝轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移保持不變(2)E1=E2ΔE1=ΔE23.能源和能量耗散(1)柴薪時期煤炭時期石油時期(2)再次自動聚集收集重新利用合作探究一、能量守恒定律思索:兩個試驗中的物體在運動過程中機械能是不守恒的.在演示試驗1中小球的機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.現(xiàn)實中的例子比如木塊在粗糙地面滑動,最終停下來.【小組合作】1.導(dǎo)致能量守恒定律最終確立的兩類重要事實是:確認(rèn)了永動機不行能性和發(fā)覺了各種自然現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化.2.人類對自然相識發(fā)展到肯定階段的必定產(chǎn)物,是哲學(xué)和自然科學(xué)長期發(fā)展和進步的結(jié)果.3.沒有價值,緣由是在探討時漏掉了人類尚不相識的一種新形式的能量,假如把這種新形式的能量計算在內(nèi),總能量依舊守恒.4.能量既不會殲滅,也不會創(chuàng)生,它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另外一個物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中,能量的總量保持不變.能量守恒定律的建立,是人類相識自然的一次重大飛躍,是哲學(xué)和自然科學(xué)長期發(fā)展和進步的結(jié)果.它是最普遍、最重要、最牢靠的自然規(guī)律之一,而且是大自然普遍和諧性的一種表現(xiàn)形式.二、能源和能量耗散思索:自然界中自發(fā)的能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是具有方向性的,如電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能,但電能不能自動地轉(zhuǎn)化成化學(xué)能.【小組合作】1.經(jīng)驗了柴薪時期、煤炭時期、石油時期.2.煤炭和石油資源是有限的,不行能永續(xù)利用.同時大量煤炭和石油產(chǎn)品在燃燒時排出的氣體變更了大氣成分,加劇了氣候的變更.3.燃料燃燒時一旦把自己的熱量釋放出來,就不會再次自動聚集起來供人類重新利用.所以應(yīng)當(dāng)節(jié)約能源.4.無法把有些內(nèi)能收集起來重新