12.4能源与可持续发展-【帮课堂】2023-2024学年高二物理同步学与练（人教版2019必修第三册）

第十二章 电能 能量守恒定律 第4节 能源与可持续发展 课程标准 学习目标 知道不同形式的能量可互相转化，在转化过程中能量总量保持不变，能量转化是有方向性的。 了解可再生能源和不可再生能源的分类，认识能源的过度开发和利用对环境的影响 1.掌握能量守恒定律的内容和重要意义. 2.了解什么是能源的耗散和品质降低，认识自然界中能量转移或转化的方向性. 3.了解能源的分类与应用. 4.认识当前环境问题，增强环境保护和可持续发展的意识． （一）课前阅读： 1.近几年流行一种“自发电电动车”，基本原理是将一小型发电机紧靠车轮处，车轮转动时，带动发电机运转，发出的电又继续供给电动车，你认为仅靠这种方式，电动车能持续运动下去吗？ 2．内能可以转化为电能，电能可以转化为光能、内能、机械能……既然能量是守恒的，不会凭空消失，为什么还要节约能源呢？ （二）基础梳理 一、能量守恒定律、能量转移或转化的方向性 1．能量守恒定律 能量既不会凭空 ，也不会凭空 ，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 ． 2．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 的． （2）能量的耗散：其他形式的能转化为内能后不能再重复利用，这种现象叫作能量的耗散． （3）能量的耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有 【拓展补充】 把刚煮好的热鸡蛋放在冷水中，过一会，鸡蛋的温度降低，水的温度升高，最后水和鸡蛋的温度相同。是否可能发生这样的现象:原来温度相同的水和鸡蛋，过一会儿水的温度自发地降低，而鸡蛋的温度上升? 二、能量的分类与应用 1．能源的分类 (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，这类能源又叫作 能源．化石能源无法在短时间内再生，所以这类能源叫作不可再生能源． (2)可再生能源：水能和风能等能源，归根结底来源于太阳能．这些能源在自然界可以再生，叫作可再生能源． 2．能源的开发与应用 近年来，我国在能源开发方面取得了很大的成就：如： 发电、水力发电、 发电、 发电． 【即学即练】 1. 判断下列说法的正误. (1)由能量守恒定律知，能量是取之不尽、用之不竭的，也不必要节约能源．(　 　) (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．(　 　) 三、能源与社会发展 1．随着人口迅速增长、经济快速发展以及工业化程度的提高，能源短缺和过度使用 带来的环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题． 2．可持续发展 (1)可持续发展的核心：追求发展与 、 的平衡：既满足当代人的需求，又不损害子孙后代的需求． (2)需要做好两方面： ①要大力提倡 ； ②发展 能源以及天然气、清洁煤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 能源． 【即学即练】 2. 判断下列说法的正误. (3)大量消耗常规能源会使环境恶化，故提倡开发利用新能源．(　 　) (4)能量的耗散就是能量的总量在减少．(　 ) 1、 能量守恒定律 能量守恒定律的理解与应用 1．自然界中不同形式的能量可以相互转化，一种形式的能量减少一定伴随着其他形式的能量增加，能量的总量保持不变． 2．能量守恒定律的适用范围 能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律，是在各种自然现象中普遍适用的一条规律． 3．能量守恒定律的表达式 (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，某些能量的增加量等于其他能量的减少量． 4．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)． 【典例精析】 例1．能量守恒定律的建立是人类认识自然的一次重大飞跃，它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一．下列说法正确的是(　　) A．因为能量守恒，所以能量可以随意使用 B．不同形式的能量之间可以相互转化 C．因为能量不会消失，所以不可能有能源危机 D．能量可以被消灭，也可以被创生 例2．某地强风的风速约为v，空气的密度为ρ，如果把通过横截面积S的风的动能完全转化为电能，则用上述已知量计算电功率的公式为(　　) A．P＝ρSv B．P＝ρSv2 C．P＝ρSv3 D．P＝ρSv4 二、能量转移或转化的方向性 对“能量的耗散和品质降低”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，它也不过只能使地球