4.3～4.4 能量的转化与守恒 能源与可持续发展（课件）-2018版步步高学案导学与随堂笔记物理（沪科版必修2）

第4章 4.3　能量的转化与守恒 4.4　能源与可持续发展 学习目标　 1.掌握能量守恒定律.知道能量守恒定律是最基本、最普遍的自然规律之一. 2.了解能量转化和转移的方向性，认识人类珍惜和保护能源和资源的必要性. 3.了解我国能源状况，认识能源与环境协调发展的必要性. 4.掌握各种功能关系，会应用功能关系和能量守恒定律解决问题. 内容索引 Ⅰ自主预习梳理 Ⅱ 重点知识探究 Ⅲ 当堂达标检测 自主预习梳理 Ⅰ 一、能量的转化与守恒 1.能量的多样性：自然界中能量的形式有多种，如：机械能、 、电磁能、 、化学能、核能、生物能等，各种不同形式的能量可以相互 . 2.能量守恒定律： (1)内容：能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，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 . (2)能量守恒定律是自然界中最基本、最普遍的规律，它宣布第一类永动机(不消耗能量而连续不断地对外做功，或者消耗少量能量而做大量的功的机器)是 (填“可能”或“不可能”)制成的. 内能 光能 转化 转化 转移 总量不变 不可能 二、能源与可持续发展 1.能量的转化效率 (1)任何机器都 (填“可能”或“不可能”)将输入的能量全部转化为有用的能量. (2)能量的转化效率＝ . (3)机器的能量转化效率 (填“一定小于”或“可以等于”)100%. 2.能量转化和转移的方向性 研究和事实都表明：能量的转化和转移具有 性，或者说，能量的转化和转移具有 性. 不可能 一定小于 方向 不可逆 3.第二类永动机 (填“违反”或“不违反”)能量守恒定律，但_____ (填“违反”或“不违反”)能量转化和转移的不可逆性，因此不可能制成. 4.能源开发、利用与环境保护 (1)煤、 、天然气等化石燃料是目前所用的主要能源，是 (填“可以”或“不可”)再生的. (2)能源的可持续发展战略：尽可能地开发和利用各种 ，千方百计地提高不可再生能源的合理 和转化效率，并且厉行节约，避免浪费. 利用率 不违反 违反 石油 不可 新能源 1.判断下列说法的正误. (1)任何能量之间的转化都遵循能量守恒定律.( ) (2)因为能量守恒，所以我们不需要节能.( ) (3)能量的转化和转移具有不可逆性.( ) (4)任何机器的能量转化效率都低于100%.( ) (5)第一类永动机不能制成是因为违反了能量守恒定律.( ) (6)第二类永动机不可能制成是因为违反了能量守恒定律.( ) √ × 即学即用 √ √ × √ 2.一个质量为60 kg的登山运动员，他登山时平均每小时登高500 m(竖直高度)，已知人体内将化学能转化为机械能的效率为25%，那么他在3 h内消耗的化学能为_________J.(g取10 m/s2) 3.6×106 解析　3 h内增加的机械能ΔE＝mgh＝60×10×500×3 J＝9×105 J 答案 解析 重点知识探究 Ⅱ 一、能量守恒定律的理解 (1)在验证机械能守恒定律的实验中，计算结果发现，重物减少的重力势能的值总大于增加的动能的值，即机械能的总量在减少.机械能减少的原因是什么？减少的部分机械能是消失了吗？ 导学探究 答案　机械能减少的原因是由于要克服摩擦阻力和空气阻力做功，机械能转化成了内能.不是. 答案 (2)请说明下列现象中能量是如何转化或转移的？ ①植物进行光合作用. 答案　光能转化为化学能 答案 ②放在火炉旁的冰融化变热. 答案　内能由火炉转移到冰 ③电流通过灯泡，灯泡发光. 答案　电能转化为光能 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.能量守恒定律的理解 某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等. 某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等. 知识深化 例1　(多选)从光滑斜面上滚下的物体，最后停止在粗糙的水平面上，说明 A.在斜面上滚动时，只有动能和势能的相互转化 B.在斜面上滚动时，有部分势能转化为内能 C.在水平面上滚动时，总能量正在消失 D.在水平面上滚动时，机械能转化为内能，总能量守恒 √ √ 解析　在斜面上滚动时，只有重力做功，只发生动能和势能的相互转化；在水平面上滚动时，有摩擦力做功，机械能转化为内能