全書的版第四章學案

1、學案 11能源的開發(fā)與利用學習目標 1.了解各種不同形式的能，知道能量守恒定律確立的兩類重要事實.2.能夠敘述能量守恒定律的內容，會用能量守恒的觀點分析解釋一些實際問題.3.了解能源的開發(fā)和利用，知道能源短缺和環(huán)境問題，增強節(jié)約能源和環(huán)境保護意識一、能量守恒定律1內容：能量既憑空產生，也憑空消失，它只能從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，在轉化或轉移的過程中，其總量保持不變2意義：能量守恒定律的建立，是人類認識自然的一次最普遍的規(guī)律之一飛躍它是自然界中最重要、二、能源的利用1能源：能夠提供某種形式能量的物質2人類對能源的利用大致經歷了三個時期，即柴草時期、煤炭時期、石油

2、時期3能源的大量使用(特別是化石三、新能源的開發(fā)的利用)引起了環(huán)境問題，例如酸雨和溫室效應1目前，正在開發(fā)的新能源有風能、海洋能、太陽能、地熱能、氫能、生物質能及核聚變能等2新能源的優(yōu)點：新能源多為可再生能源，且污染較小.一、能量守恒定律問題設計1在驗證機械能守恒定律的實驗中，重物帶著紙帶下落時，計算結果發(fā)現，減少的重力勢能的值大于增加的動能的值，即機械能的總量在減少就是存在紙帶和打點計時器之間的摩擦力和空氣的阻力等是不是考慮了各種摩擦和阻力后這部分能量就消失了呢？不是它轉化成了機械能以外的其他形式的能量，除重力或彈力做功外，其他任何力對物體做功使物體的機械能增加或減少的過程，實質上都是其他形

3、式的能與機械能相互轉化的過程，在轉化的過程中，能的總量是不變的這是大自然的一條普遍規(guī)律，而機械能守恒定律只是這一條普遍規(guī)律的一種特殊情況2請說明下列現象中能量是如何轉化的？(1)植物進行光合作用(2)放在火爐旁的冰融化變熱(3)電流通過燈泡，燈泡發(fā)光(1)光能轉化為化學能(2)內能由火爐轉移到冰(3)電能轉化為光能 要點提煉1能量守恒定律的理解某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加，且減少量和增加量一定相等某個物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等2能量守恒定律的表達式(1)從不同狀態(tài)看，E 初E 終(2)從能的轉化角度看，E 增E 減 (3)從能的轉移角度看

4、，EA 增EB 減 二、能源的利用和新能源的開發(fā)1人類對能源的利用大致經歷了三個時期，即柴草時期、煤炭時期、石油時期自工業(yè)以來，煤和石油成為人類的主要能源2能源利用方式的改進極大地提高了勞動生產率，給人類的生活帶來了極大的，煤炭的利用和蒸汽機的誕生引起了產業(yè)但能源的大量使用引起了環(huán)境問題3新能源開發(fā)(1) 正在開發(fā)的新能源有風能、海洋能、太陽能、地熱能、氫能、生物質能及核聚變能等(2) 在合理開發(fā)和節(jié)約使用煤、石油、天然氣等常規(guī)能源的同時，要大力開發(fā)核聚變能、太陽能、風能、地熱能、海洋能等新能源三、功能關系的理解1功和能的關系可以從以下兩個方面來理解：(1) 不同形式的能量之間的轉化通過做功來

5、實現，即做功的過程就是能量轉化的過程；(2) 做了多少功就有多少能量從一種形式轉化為另一種形式，即能量轉化的多少可用做功的多少來量度2常用的幾種功能關系功能的變化表達式重力做功正功重力勢能減少重力勢能變化WGEpEp1Ep2負功重力勢能增加彈力做功正功彈性勢能減少彈性勢W 彈Ep注意功和能的本質不同，并且功和能也不能相互轉化，而只能是通過做功實現能量的轉化一、對能量守恒定律的理解例 1下列關于能量守恒定律的認識正確的是()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)對外做功的機械永不可能制成D石子從空中落下，最后

6、靜止在地面上，說明機械能消失了根據能量守恒定律可知，能量既憑空產生，也憑空消失能量只能從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到其他物體，A、B 對，D 錯永違背了能量守恒定律，故它不可能制造出來，C 對ABC二、能量守恒定律的應用圖 1如圖 1 所示，一個粗細均勻的 U 形管內裝有同種液體，液體質量為 m.在管口右例 2端用蓋板 A 密閉，兩邊液面高度差為 h，U 形管內液體的總長度為 4h，拿去蓋板，液體開始運動，由于管壁的阻力作用，最終管內液體停止運動，則該過程中產生的內能為負功彈性勢能增加能變化Ep1Ep2合力做功正功動能增加動能變化W 合EkEk2Ek1負功動能減少除重力(或系統(tǒng)

7、內彈力)外其他力做功正功機械能增加機械能變化W 其他EE2E1負功機械能減少兩物體間滑動摩擦力對物體系統(tǒng)做功內能變化Ffx 相對Q() 1 1A.16mghB.8mgh11C.4mghD.2mgh去掉右側蓋板之后，液體向左側，最終兩側液面相平，液體的重力勢能減少，最終狀態(tài)可等效為右側1h 的液柱移到左側管中，減少的重力勢能轉化為內能2即增加的內能等于該液柱減少的重力勢能，則 Q1 A三、對功能關系的理解及應用 1 8mg·2hmgh，故 A 正確116圖 2如圖 2 所示，在光滑的水平面上，有一質量為 M 的長木塊以一定的初速度向右例 3勻速運動，將質量為 m 的小鐵塊無初速度地輕放

8、到長木塊右端，小鐵塊與長木塊間的動摩擦因數為 ，當小鐵塊在長木塊上相對長木塊滑動 L 時與長木塊保持相對靜止，此時長木塊對地的位移為 l，求這個過程中(1)系統(tǒng)產生的熱量；(2)小鐵塊增加的動能；(3)長木塊減少的動能；(4)系統(tǒng)機械能的減少量畫出這一過程兩物移示意圖，(1)m、M 間相對滑動的位移為 L，根據能量守恒定律，有 QmgL，即摩擦力對系統(tǒng)做的總功等于系統(tǒng)產生的熱量(2)根據動能定理有 mg(lL)1mv20，其中(lL)為小鐵塊相對地面的位移，從上式2可看出 Ekmmg(lL)，說明摩擦力對小鐵塊做的正功等于小鐵塊動能的增加量(3)摩擦力對長木塊做負功，根據功能關系，得 EkMm

9、gl，即長木塊減少的動能等于長木塊克服摩擦力做的功 mgl.(4)系統(tǒng)機械能的減少量等于系統(tǒng)克服摩擦力做的功 EmgL.(1)mgL(2)mg(lL)(3)mgl(4)mgL訓練一質量為 1 kg 的物體被人用手以 2 m/s 的速度豎直向上勻速提升 1 m，則下列說法正確的是(g 取 10 N/kg)( A物體上升過程中機械能守恒B物體的機械能增加 10 JC合外力對物體做功 2 JD物體克服重力做功 2 J B)物體勻速上升，動能不變，重力勢能增加，機械能增加，A 錯；由力的平衡條件可知手對物體的力的大小等于物體的重力 10 N，故人手對物體做功 10 J，機械能增加 10J，B 對；合外

10、力做功為零，C 錯；重力做功為10 J，即物體克服重力做功 10 J，D 錯一、能量守恒定律的表達式E 初E 終或 E 增E 減或EA 增EB 減二、能源的利用和新能源的開發(fā)三、功能關系的理解1. 功是能量轉化的量度2. 常用的幾種功能關系.1(對能量守恒定律的理解)利用能源的過程實質上是( A能量的消失過程B能量的創(chuàng)造過程C能量不守恒的過程D能量轉化或轉移并且耗散的過程D)利用能源的過程實質上是能量轉化或轉移的過程，在能源的利用過程中能量是耗散的，A、B、C 錯誤，D 正確2(能量守恒定律的應用)一顆以某一速度靜止在光滑水平面上的木塊，并從中穿出，對于這一過程，下列說法正確的是()A B C

11、D減少的機械能等于木塊增加的機械能和木塊組成的系統(tǒng)機械能的損失量等于系統(tǒng)產生的熱量減少的機械能等于木塊增加的動能與木塊增加的內能之和減少的機械能等于木塊增加的動能與木塊和增加的內能之和BD3(對功能關系的理解)將重物由靜止開始舉高 h，并使物體獲得速度 v，則下列說法中不正確的是()A物體所受合外力對它做的功等于物體動能的增加 B此人對物體做的功等于物體動能和重力勢能的增加量C物體所受合外力做的功等于物體動能和重力勢能的增加量D克服重力做的功等于物體重力勢能的增加量C由動能定理知，合外力做的功等于物體動能的改變量，故 A 正確，C 錯誤；人給物體的力對物體做的功等于物體機械能的改變量，B 正確

12、；重力做負功，克服重力做的功等于物體重力勢能的增加量，D 正確圖 34(功能關系的應用)如圖 3 所示，斜面的傾角為 ，質量為 m 的滑塊距擋板 P 的距離為x0，滑塊以初速度 v0 沿斜面上滑，滑塊與斜面間的動摩擦因數為 ，滑塊所受摩擦力小于重力沿斜面向下的分力若滑塊每次與擋板相碰均無機械能損失，求滑塊經過的總路程v210(x0tan ) 2gcos 滑塊最終要停在斜面底部，設滑塊經過的總路程為 s，對滑塊運動的全程應用能量守恒定律，全程所產生的熱量為1 mv 2Qmgx sin 002又因為全程產生的熱量等于克服摩擦力所做的功，即Qmgscos v210解以上兩式可得 s(x0 tan )

13、. 2gcos 題組一對能量守恒定律的理解圖 11市面上出售一種裝有太陽能電扇的帽子(如圖 1 所示)在陽光的照射下，小電扇快速轉動，能給炎熱的夏季帶來一絲涼爽該裝置的能量轉化情況是( A太陽能電能機械能B太陽能機械能電能C電能太陽能機械能D機械能太陽能電能A)電池板中太陽能轉化為電能，小電中電能轉化為機械能2行駛中的汽車制動后滑行一段距離，最后停下；流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的火焰；降落傘在空中勻速下降上述不同現象中所包含的相同的物理過程是( A物體克服阻力做功B物體的動能轉化為其他形式的能量C物體的勢能轉化為其他形式的能量D物體的機械能轉化為其他形式的能量AD)三個現象中物體運動過程中都受

14、到阻力，汽車主要受到制動阻力，流星、降落傘受到空氣阻力，因而物體都克服阻力做功，A 對；三個物體運動過程中，汽車是動能轉化成了內能，流星、降落傘是重力勢能轉化成其他形式的能，總之是機械能轉化為其他形式的能，D 對3在最近幾年的空調市場上出現一個新寵變頻空調，據介紹變頻空調比定頻的要節(jié)能，因為定頻空調開機時就等同于汽車啟動時，很耗能，是正常運行的 57 倍空調在工作時達到設定溫度就停機，等溫度高了再繼續(xù)啟動這樣的頻繁啟動，耗電多，而變頻空調啟動時有一個由低到高的過程，而運行過程是自動變速來保持室內溫度，從開機到關機中間不停機，而是達到設定溫度后就降到最小功率運行，所以比較省電閱讀上述介紹后，探究

15、以下說法中合理的是()A變頻空調節(jié)能，運行中能量守恒定律B變頻空調運行中做功少，轉化能量多C變頻空調在同樣工作條件下運行效率高，省電D變頻空調與定頻空調做同樣功時，消耗同樣電能CD自然界的一切過程都遵守能量守恒定律，A 錯功是能量轉化的量度，做同樣功，消耗同樣電能，B 錯，D 對由變頻空調的工作特點可知省電的原理是效率高，C 對4關于能源的開發(fā)和節(jié)約，你認為以下觀點錯誤的是()A能源是有限的，無節(jié)制地利用常規(guī)能源，如石油之類，是一種盲目的短期行為B根據能量守恒定律，擔心能源枯竭實在是一種杞人憂天的表現C能源的開發(fā)利用，必須要同時考慮對環(huán)境的影響D和平利用核能是目前開發(fā)新能源的一項有效途徑B雖然

16、能量守恒，但由于能量耗散現象的存在，可利用能源仍存在減少問題，故要節(jié)約能源和開發(fā)新能源題組二對功能關系的理解5將質量為 m 的小球在距地面高度為 h 處拋出拋出時的速度大小為 v0，小球落到地面時的速度大小為 2v0.若小球受到的空氣阻力不能忽略，則對于小球下落的整個過程中，下列說法正確的是()A. 小球克服空氣阻力做的功小于 mghB. 重力對小球做的功等于 mghC合外力對小球做的功小于 mv20D合外力對小球做的功等于 mv20AB由題意可知，小球落地時的速度比拋出時大，即從拋出到落地的過程中，動能變大了根據動能定理 W 合Ek，則 W 合>0，即重力所做的功大于阻力所做的功而這個

17、過程中重力對小球做的功為 WGmgh，所以 A、B 正確從拋出到落地的過程中，合113外力做的功等于小球動能的變化量，即 W m(2v ) mv mv >mv ，故 C、D 均2222合0000222錯6懸崖跳水是一項極具性的極限運動，需要運動員具有非凡的膽量和過硬的技術跳水運動員進入水中后受到水的阻力而做運動，設質量為 m 的運動員剛入水時的速度下降深度為 h 的過程中，下列說法正確為 v，水對他的阻力大小恒為 F，那么在他的是(g 為當地的重力度)()A他的動能減少了(Fmg)h1B他的重力勢能減少了 mgh mv22C他的機械能減少了 FhD他的機械能減少了 mghAC在進入水中的

18、過程中，由動能定理，mghFhEkEk，所以動能的減少量為EkEk(Fmg)h，故 A 正確；重力勢能的減少量等于重力所做的功，即 mgh，故 B錯誤；克服阻力所做的功等于機械能的減少量，即等于 Fh，故 C 正確，D 錯誤圖 2部北海救助飛行隊直升機在執(zhí)行救助任務直升機通過繩索用7如圖 2 為我國交通恒力 F 豎直向上拉起救助官兵和被困，使其由水面開始上升到某一高度，若考慮空氣阻力而不考慮空氣浮力，則在此過程中，以下說法不正確的有( A力 F 和阻力的合力所做的功等于兩人機械能的增量B. 兩人克服重力所做的功等于兩人重力勢能的增量C. 力 F、重力、阻力三者合力所做的功等于兩人動能的增量D. 力 F 所做功減去克服阻力所做的功等于兩人重力勢能的增量D)根據除重力外其他力做的功等于物體機械能的增量，選項 A 正確，D 錯誤根據重力做功與重力勢能的關系，選項 B 正確根據動能定理，選項 C 正確題組三能量守恒定律的應用8一質量為 2 kg 的物塊從離地 80 m 高處自由落下，測得落地速度為 30 m/s，求下落過程中產生的內能(g 取 10 m/s2)700 J這里，內能顯然無法直接計算，但是下落過程中減少的機械能轉化成了內能根據能量