人教版高中物理必修第3册 第十二章 电能 能量守恒定律 4.能源与可持续发展.pptVIP

;内容索引;学习目标;思维导图;课前篇自主预习;【必备知识】

一、能量守恒定律

能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变。

二、能量转移或转化的方向性

1.一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的。

2.能量的耗散:其他形式的能转化为内能后很难再重复利用,这种现象叫作能量的耗散。

3.能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性。;三、能源的分类与应用;能源分

类方法;四、能源与社会发展

1.人类对能源的利用大致经历了三个时期,即柴薪时期、煤炭时期、石油时期。自工业革命以来,煤和石油成为人类的主要能源。

2.能源短缺和过度使用化石能源带来的环境恶化已成为关系到人类社会能否持续发展的大问题。

3.人类与能源的关系

(1)有利方面:能源的利用给人类的生活带来了极大的改善,人类社会每一次重大的经济飞跃和生产革命,都与新的能源和动力机械的利用密切相关,人类的生存与发展需要能源。

(2)不利方面:能源的开发与使用会对环境造成影响,如大气污染、温室效应、酸雨等,对人类造成很大的危害。;【自我检测】

1.正误判断,判断结果为错误的小题说明原因。

(1)由能量守恒定律知,能量是取之不尽用之不竭的,不用节约能源。()

答案×

解析能量的耗散表明,在能源的利用过程中,能量在数量上虽未减少,但在可利用的品质上降低了,从便于利用的能源变成不便于利用的能源。所以自然界的能量虽然守恒,但还是要节约能源。;(2)热量可以自发地由高温物体传向低温物体,也可以自发地从低温物体传向高温物体。()

答案×

解析热量可以自发地由高温物体传向低温物体,但是不可以自发地、不引起任何变化地从低温物体传向高温物体。

(3)煤、石油、天然气属于不可再生能源。()

答案√

(4)能量不能创造,不能再生,能量只能进行转化或转移,但能量间的转化或转移具有方向性。()

答案√;2.下列对能量守恒定律的认识错误的是()

A.某种形式的能减少,一定存在其他形式的能增加

B.某个物体的能减少,必然有其他物??的能增加

C.不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机是不可能制成的

D.石子从空中落下,最后静止在地面上,说明能量消失了;答案D

解析根据能量守恒定律得知,某种形式的能减少,其他形式的能一定增大;某个物体的能量减少,必然有其他物体的能量增加,A、B正确;不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机,违反了能量守恒定律,不可能制成,C正确;石子在运动和碰撞中机械能转化为了石子本身及周围物体的内能,能量并没有消失,故D错误。;课堂篇探究学习;;【知识归纳】

1.能量守恒定律的重要意义

(1)能量守恒定律是普遍适用的,对宏观世界与微观世界、高速运动与低速运动等都成立。

(2)能量守恒定律反映了自然现象的普遍联系,对人类认识自然、改造自然起着重要的指导作用。

(3)能量守恒定律彻底否定了第一类永动机的存在,即不需要任何动力和燃料,却能不断对外做功的机械是不可能存在的。

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。;【典例示范】

例1风能是一种很好的再生能源,而且对环境的污染较小,近年来我国在西北地区建立了许多风力发电厂。如图所示为风力发电的情形。已知:空气的密度为ρ,风轮机叶片的长度为r,若风速为v0,每台风力发电机输出电功率为P,风能就是空气定向流动的动能,通过风轮机叶片旋转一周扫过面积的最大风能为可利用风能。求此过程中:

(1)每台风力发电机获得的可利用风能的功率表达式。

(2)风力发电机利用风能的效率表达式。;规律方法利用能量守恒定律解题的基本思路

(1)分清有哪几种形式的能(如机械能、内能等)在变化。

(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)列等式ΔE减=ΔE增求解。;变式训练1瀑布从20m高处以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,水的密度为1×103kg/m3);答案1.58×108W;;【知识归纳】

1.对“能量耗散和品质降低”的理解

(1)各种形式的能最终都转化为内能,流散到周围的环境中,分散在环境中的内能不管数量多么巨大,它也只能使地球、大气稍稍变暖一点,却再也不能驱动机器做功了。

(2)从可被利用的价值来看,内能较之机械能、电能等,是一种低品质的能量。由此可知,能量耗散虽然不会导致能量的总量减