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7.10 能量守恒定律与能源 学案
学习目标
1、理解能量守恒定律 2、知道能源和能量耗散 学习重点能量守恒定律 知识点梳理
1．能量守恒定律
(1)导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是：确认了__________的不可能性和发现了各种____________之间的相互联系和转化．
(2)内容：能量既不会凭空________，也不会凭空________，它只能从一种形式________为另一种形式，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____________，这就是能量守恒定律．
2．能源和能量耗散
(1)人类对能源的利用大致经历了三个时期，即________时期、________时期、________时期．自工业革命以来，______和________成为人类的主要能源．
(2)____________和____________已经成为关系到人类社会能否持续开展的大问题． (3)燃料燃烧时，一旦把自己的热量释放出去，就不会再次________聚集起来供人类重新利用．电池中的化学能转化为电能，电能又通过灯泡转化为内能和光能，热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用，这种现象叫做能量的耗散．
(4)能量耗散说明，在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上____，但在可利用的品质上________了，从便于利用的变成________________的了．这是能源危机的深层次的含意，也是“自然界的能量虽然守恒，但还是要节约能源〞的根本原因．
(5)能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的____________． 答案：
1．(1)永动机 自然现象 (2)产生 消失 转化 转移 保持不变
2．(1)柴薪 煤炭 石油 煤 石油 (2)能源短缺 环境恶化 (3)自动 (4)没有减少 降低 不便于利用 (5)方向性
课堂探究
探究一 能量守恒定律
例题1 以下说法正确的选项是( ) A．随着科技的开展，永动机是可以制成的
B．太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了
C．“既要马儿跑，又让马儿不吃草〞违背了能量守恒定律，因而是不可能的
D．有种“全自动〞手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生
解析：永动机是指不消耗能量，而可以大量对外做功的装置，历史上曾出现过各式各样的所谓永动机的创造，结果都以失败告终，原因就是违背了能量守恒定律．人类只能发现规律、利用规律．违背规律行事，即使以后科技再兴旺，也要受自然规律的制约，所以永动机是永远不可能制成的，A错．
太阳辐射大量的能量，地球只吸收了极小的一局部，就形成了风云雨雪，使万物生长，但辐射到星际空间的能量也没有消失，一定是转化成了别的能量，B错．
马和其他动物，包括人要运动，必须消耗能量，动物的能量来源是食物中储存的生物质能，C对．
所谓“全自动〞手表其内部还是有能量转化装置的，一般是一个摆锤，当人戴着手表活动时，使摆锤不停摆动，给游丝弹簧补充能量，才会维持手表的走动，D错．
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变式练习1 历史上曾有许多人试图创造一种机器，它可以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．如图1所示为一种永动机的设计模型．人们把这种设想中的不消耗能量的机器叫做第一类永动机．这样的机器能制造出来吗？请你谈谈你的看法．
图1
答案：永动机是不可能制成的，因为它违背了能量守恒定律，机器只能转化能量，不能创造和消灭能量．实验证明，一切永动机的设想和制造都以失败而告终．
探究二 能量耗散
例题2． 以下说法正确的选项是( )
A．某种形式的能减少，一定存在其他形式能的增加 B．因为能量守恒，所以“能源危机〞是不可能的
C．能量耗散说明，在能源的利用过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了
D．能源的利用受能量耗散的制约，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的
解析：此题考查对能量守恒定律及能量耗散的理解，能量只能转化或转移，在转化或转移过程中总量不变；能量耗散说明能量在数量上并未减少，只是在可利用的品质上降低了．
4．关于“能量耗散〞的以下说法中，正确的选项是( )
A．能量在转化过程中，有一局部能量转化为内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用，这种现象叫做能量的耗散
B．能量在转化过程中变少的现象叫能量的耗散
C．能量耗散说明，在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量的数量并未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成不便于利用的了，而自然界的能量是守恒的
D．能量耗散说明，各种能量在不转化时是守恒的，但在转化时是不守恒的 答案：AC
探究三 应用能量守恒定律解题的方法
3
7．某地平均风速为5 m/s，空气密度是1.2 kg/m，有一风车，它的车叶转动时可形成半径为12 m的圆面．如果这个风车能将圆面内10%的气流动能转变为电能，那么该风车带动的发电机功率是多大？
解析 在Δt时间内作用于风车的气流质量 m＝πr2v·Δtρ
12
这些气流的动能为mv，
212
转变成的电能E＝mv×10%
2
所以风车带动的发电机功率为
E1
P＝＝πr2ρv3×10% Δt2
代入数据得P＝3.4 kW.
方法总结 用能量守恒定律解题的一般步骤
(1)首先分析系统的能量，弄清哪种形式的能量在增加，哪种形式的能量在减少． (2)分别列出减少的能量和增加的能量．
(3)根据能量守恒定律列方程ΔE减＝ΔE增求解．
6．水从20 m高处落下，如果水的重力势能的20%用来使水的温度升高，那么水落下后
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的温度将升高多少？(g取10 m/s)
解析 质量为m的水从高h处落下，使水的温度升高了Δt，水的比热容为c，由能量
－3
守恒定律有：mgh×20%＝cmΔt，代入数据，解得Δt＝9.5×10 °C.
【反思】 收 获 疑 问
课堂反应
1．关于能量守恒定律，以下说法错误的选项是( )
A．能量能从一种形式转化为另一种形式，但不能从一个物体转移到另一物体 B．能量的形式多种多样，它们之间可以相互转化
C．一个物体能量增加了，必然伴随着别的物体能量减少 D．能量守恒定律说明了能量既不会凭空产生也不会凭空消失 答案：BCD
2.利用以下哪种能源时给人类带来的污染较小〔 〕
A.煤 B.石油 C.天然气 D.核能 答案：D
3.关于“节约能源〞，下面的说法中正确的选项是〔 〕 A.浪费能源，只是浪费个人的金钱，所以节约能源是毫无意义的
B.浪费能源，只是浪费个人的金钱，对整个社会和自然界来讲，反正能量是守恒的，所以就社会而言，节约能源毫无意义
C.从能量转化的角度看，自然界中宏观过程是有方向性的，能源的利用受这种方向性的制约，且能源的利用过程对环境有污染，所以“节约能源〞对人类社会开展有很大的影响
D.上述说法都是错误的 答案：C
4.质量为m的物体，从距地面h高出由静止开始以加速度a=过程( )
A．物体的重力势能减少mgh B．物体的动能增加mgh C．物体的机械能减少mgh D．物体的机械能保持不变 答案：B
5. 关于能量转化的说法中正确的选项是
A．举重运发动把重物举起来,体内的一局部化学能转化为重力势能 B．电流通过电阻丝使电能转化为内能
C．内燃机做功的过程是内能转化为机械能的过程
2
1g竖直下落到地面，在此3131313.
人教版高中物理必修2第七章 机械能守恒定律10. 能量守恒定律与能源 导学案(1)
