2016-2017学年人教版必修二第七章能量守恒定律与能源学案2.docx

学案13　能量守恒定律与能源 [学习目标定位] 1.了解各种不同形式的能，知道能量守恒定律确立的两类重要事实.2.能够叙述能量守恒定律的内容，会用能量守恒的观点分析、解释一些实际问题.3.了解能量耗散，知道能源短缺和环境恶化问题，增强节约能源和环境保护意识． 一、能量守恒定律 1．建立能量守恒定律的两个重要事实： (1)确认了永动机的不可能(选填“可能”或“不可能”)性． (2)发现了各种自然现象之间能量的相互联系和转化． 2．内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变． 3．意义：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，而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式． 二、能源和能量耗散 1．能源与???类社会：人类对能源的利用大致经历了三个时期，即柴薪时期、煤炭时期、石油时期．自工业革命以来，煤和石油成为人类的主要能源． 2．能量耗散：燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，就不会再次自动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成内能和光能，热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能，我们无法把这些散失的能量收集起来重新利用． 3．能源危机的含义：在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上虽未减少，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． 4．能量转化的方向性与节约能源的必要性：能量耗散反映了能量转化的宏观过程具有方向性．所以，能源的利用是有条件的，也是有代价的，所以自然界的能量虽然守恒，但还是很有必要节约能源. 一、能量守恒定律 [问题设计]　 1．在验证机械能守恒定律的实验中，重物带着纸带下落时，计算结果发现，减少的重力势能的值大于增加的动能的值，即机械能的总量在减少．原因就是存在纸带和打点计时器之间的摩擦力和空气的阻力等．是不是考虑了各种摩擦和阻力后这部分能量就消失了呢？ 答案　不是．它转化成了机械能以外的其他形式的能量，除重力或弹力做功外，其他任何力对物体做功使物体的机械能增加或减少的过程，实质上都是其他形式的能与机械能相互转化的过程，在转化的过程中，能的总量是不变的．这是大自然的一条普遍规律，而机械能守恒定律只是这一条普遍规律的一种特殊情况． 2．请说明下列现象中能量是如何转化的？ (1)植物进行光合作用．(2)放在火炉旁的冰融化变热． (3)电流通过灯泡，灯泡发光． 答案　(1)光能转化为化学能．(2)内能由火炉转移到冰．(3)电能转化为光能． [要点提炼] 1．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． 2．能量守恒定律的表达式 (1)从不同状态看，E初＝E终． (2)从能的转化角度看，ΔE增＝ΔE减． (3)从能的转移角度看，ΔEA增＝ΔEB减． 二、能源和能量耗散 [问题设计] 既然能量是守恒的，不可能消灭，为什么我们还要节约能源？ 答案　在能量的转化和转移过程中，能的总量是守恒的，但能量的品质却降低了，即可被人直接利用的能减少了． [要点提炼] 1．能源：指能够提供可利用能量的物质，它是人类社会活动的物质基础． 2．能量耗散：流散的内能无法重新收集起来加以利用的现象． (1)能量耗散表明，在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上虽未减少，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．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． (2)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方向性． 三、功能关系的理解 1．功和能的关系可以从以下两个方面来理解： (1)不同形式的能量之间的转化通过做功来实现，即做功的过程就是能量转化的过程； (2)做了多少功就有多少能量从一种形式转化为另一种形式，即能量转化的多少可用做功的多少来量度． 2．常用的几种功能关系 功能的变化表达式重力做功正功重力势能减少重力势能变化WG＝－ΔEp ＝Ep1－Ep2负功重力势能增加弹力做功正功弹性势能减少弹性势能变化W弹＝－ΔEp ＝Ep1－Ep2负功弹性势能增加合力做功正功动能增加动能变化W合＝ΔEk ＝Ek2－Ek1负功动能减少除重力(或系统内弹力)外其他力做功正功机械能增加机械能变化W其他＝ΔE ＝E2－E1负功机械能减少两物体间滑动摩擦力对物体系统做功内能变化Ffx相对＝Q注意　功和能的本质不同，并且功和能也不能相互转化，而只能是通