能量守恒定律與能源課件 2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊

12.4

能源與可持續(xù)發(fā)展第十二章

電能

能量守恒定律

人教版（2019）必修第三冊

內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化成電能，電能可以轉(zhuǎn)化成光能、內(nèi)能或機(jī)械能……既然能量是守恒的，不會憑空消失，為什么我們還要節(jié)約能源呢?導(dǎo)入新課1．列舉各種實(shí)例，說明能量是如何轉(zhuǎn)化的，解釋能量守恒定律的含義。2．通過實(shí)例分析知道能量耗散，認(rèn)識自然界中能量轉(zhuǎn)化的方向性。3．收集資料，討論能源的開發(fā)與利用所帶來的環(huán)境污染問題，認(rèn)識環(huán)境污染的危害，思考科學(xué)·技術(shù)·社會·環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的關(guān)系，具有環(huán)境保護(hù)的意識和行動。4．了解太陽能、水能、核能和風(fēng)能等能源的開發(fā)和合利用，知道利用能量是人類生存和發(fā)展的必要條件之一。知道人類利用的能量來自可再生能源和不可再生能源，認(rèn)識合理使用能源的重要性，具有可持續(xù)發(fā)展的觀念，養(yǎng)成節(jié)能的習(xí)慣。學(xué)習(xí)目標(biāo)WG:W彈:W合:W非G非彈:1.能量的多樣性

說一說：你知道的能量形式？能量之間有聯(lián)系嗎？對應(yīng)于不同的運(yùn)動形式，能的形式也是多種多樣的。一、

能量守恒定律2.不同形式的能之間可以在一定條件的情況下相互轉(zhuǎn)化。重力勢能其它形式能彈性勢能其它形式能動能其它形式能機(jī)械能其它形式能下列現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了什么能之間的轉(zhuǎn)化？3.能量守恒定律⑵定律的表達(dá)式E初＝E末或△E增＝△E減⑴內(nèi)容

能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，而在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中，能量的總量保持不變。例題

下列對能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的認(rèn)識正確的是

（

）A.某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加B.某個物體的能量減少，必然有其他物體的能量增加C.不需要任何外界的動力而持續(xù)對外做功的機(jī)器——永動機(jī)是不可能制成的D.石子從空中落下，最后靜止在地面上，說明機(jī)械能消失了練習(xí)

一個物體沿粗糙斜面勻速滑下，則下列說法正確的是

（

）

A.物體機(jī)械能不變，內(nèi)能也不變

B.物體機(jī)械能減小，內(nèi)能不變

C.物體機(jī)械能減小，內(nèi)能增大，機(jī)械能與內(nèi)能總量減小

D.物體機(jī)械能減小，內(nèi)能增大，機(jī)械能與內(nèi)能總量不變DABC結(jié)論：熱量總是自發(fā)地從高溫物體向低溫物體轉(zhuǎn)移，而不會自發(fā)地由低溫物體向高溫物體轉(zhuǎn)移。思考：把剛煮好的熱雞蛋放在冷水中，過一會，雞蛋的溫度降低，水的溫度升高，最后水和雞蛋的溫度相同。是否可能發(fā)生這樣的現(xiàn)象：原來溫度相同的水和雞蛋，過一會兒水的溫度自發(fā)地降低，而雞蛋的溫度上升？熱量？二、能量轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的方向性1.能量的轉(zhuǎn)移具有方向性小結(jié)一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程都是不可逆的。

燃料燃燒時(shí)一旦把熱量釋放出去，就不會再次自動聚集起來供人類重新利用。機(jī)械能內(nèi)能內(nèi)能機(jī)械能？?2.能量的轉(zhuǎn)化具有方向性

在自然界中，有些過程，能量一旦釋放出去，就不會再次自動聚集起來，供人類重新利用，這種現(xiàn)象叫作能量的耗散?；瘜W(xué)能→電能電能→內(nèi)能和光能最后耗散在環(huán)境中能量的耗散思考1：能量耗散與能量守恒是否矛盾，該怎樣理解?便于利用的能量不便于利用的能量思考2：能量的耗散揭示出怎樣的事實(shí)？從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性。1.分類不可再生能源可再生能源煤碳石油天然氣核能……太陽能風(fēng)能水能潮汐能……節(jié)約能源創(chuàng)新能源三、能源的分類與應(yīng)用閱讀課本P95-96,了解能源的分類和近年來我國在能源開發(fā)方面取得的成就。近年來，我國在能源開發(fā)方面取得了很大的成就。太陽能發(fā)電水利發(fā)電風(fēng)能發(fā)電核能發(fā)電2.應(yīng)用2.煤炭和石油資源是有限的3.環(huán)境問題⑴溫室效應(yīng)⑵酸雨⑶光化學(xué)煙霧1.能源是人類社會活動的物質(zhì)基礎(chǔ)四、能源與社會發(fā)展閱讀課本P97,了解下列內(nèi)容：1.如圖是架在屋頂?shù)奶柲軣崴?。已知單位時(shí)間內(nèi)太陽垂直射到地面附近單位面積的能量E0為7×103J/(m2·s)。一臺熱水器的聚熱面積為2m2，若每天相當(dāng)于太陽直射熱水器4h，太陽能的20%可轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，那么這個熱水器一天內(nèi)最多能利用的太陽能為多少？課堂評價(jià)2.某地區(qū)的風(fēng)速為14m/s，空氣的密度為1.3kg/m3。若使風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動的風(fēng)通過的截面積為400m2，且風(fēng)能的20%可轉(zhuǎn)化為電能，則發(fā)電功率是多少？解：以時(shí)間t內(nèi)通過橫截面積為400m2的空氣柱為研究對象，在t

時(shí)間內(nèi)通過橫截面積為400m2的風(fēng)能全部使風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動，

其中：m＝ρV＝ρvtS，

根據(jù)能量守恒定律，其動能有20%轉(zhuǎn)化為電能，故發(fā)電功率為：3.三峽水力發(fā)電站是我國最大的水力發(fā)電站。三峽水庫蓄水后，平均水位落差約為100m，水的流量約為1.35×104m3/s。船只通航需要約3500m3/s的流量，其余流量可全部用來發(fā)電。水流沖擊水輪機(jī)發(fā)電時(shí)，水流減少的機(jī)械能有20%轉(zhuǎn)化為電能。⑴按照以上數(shù)據(jù)估算，三峽發(fā)電站的發(fā)電功率最大是多少？⑵根據(jù)你對家庭生活用電的調(diào)查來估算，如果三峽電站全部用于城市生活用電，它可以滿足多少個百萬人口城市的生活用電？解：⑴用于發(fā)電的水流量Q＝1.35×104

m3/s－3500m3/s＝1×104

m3/s

每秒約有1×104m3的水用來發(fā)電，每秒用來發(fā)電的水質(zhì)量

m＝ρV＝1×107kg

則發(fā)電