高中物理歐姆定律教案

20xx高考物理《功能關(guān)系能量守恒定律》材料分析。

20xx高考物理《功能關(guān)系能量守恒定律》材料分析

考點一|功能關(guān)系

1．內(nèi)容
(1)功是能量轉(zhuǎn)化的量度，即做了多少功就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化．
(2)做功的過程一定伴隨著能量的轉(zhuǎn)化，而且能量的轉(zhuǎn)化必須通過做功來實現(xiàn)．
2．做功對應(yīng)變化的能量形式(加試要求)
(1)合外力的功影響物體的動能的變化．
(2)重力的功影響物體重力勢能的變化．
(3)彈簧彈力的功影響彈性勢能的變化．
(4)除重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力以外的力做功影響物體機械能的變化．
(5)滑動摩擦力的功影響系統(tǒng)內(nèi)能的變化．

1．對功能關(guān)系的進一步理解
(1)做功的過程是能量轉(zhuǎn)化的過程．不同形式的能量發(fā)生相互轉(zhuǎn)化是通過做功來實現(xiàn)的．
(2)功是能量轉(zhuǎn)化的量度，功和能的關(guān)系，一是體現(xiàn)到不同的力做功，對應(yīng)不同形式的能轉(zhuǎn)化，具有一一對應(yīng)關(guān)系，二是做功的多少與能量轉(zhuǎn)化的多少在數(shù)量上相等．
2．幾種常見的功能關(guān)系及其表達式
力做功能的變化定量關(guān)系合力的功動能變化W＝Ek2－Ek1＝ΔEk重力的功重力勢能變化(1)重力做正功，重力勢能減少
(2)重力做負功，重力勢能增加
(3)WG＝－ΔEp＝Ep1－Ep2彈簧彈力的功彈性勢能變化(1)彈力做正功，彈性勢能減少
(2)彈力做負功，彈性勢能增加
(3)WF＝－ΔEp＝Ep1－Ep2只有重力、彈簧彈力做功機械能不變化機械能守恒ΔE＝0除重力和彈簧彈力之外的其他力做的功機械能變化(1)其他力做多少正功，物體的機械能就增加多少
(2)其他力做多少負功，物體的機械能就減少多少
(3)W其他＝ΔE一對相互作用的滑動摩擦力的總功機械能減少
內(nèi)能增加(1)作用于系統(tǒng)的一對滑動摩擦力一定做負功，系統(tǒng)內(nèi)能增加
(2)摩擦生熱Q＝Ffx相對
1．(20xx·平湖模擬)物質(zhì)、能量、信息是構(gòu)成世界的基本要素，下面關(guān)于能量的認識中錯誤的是()
A．能量是一個守恒量
B．同一個物體可能同時具有多種形式的能量
C．物體對外做了功，它的能量一定發(fā)生了變化
D．地面上滾動的足球最終停下來，說明能量消失了
D[能量的概念是在人類對能量守恒的認識過程中形成的，它的重要特性就是守恒，物體對外做功的過程即是能量釋放的過程，功是能量轉(zhuǎn)化的標志和量度．地面上滾動的足球最終停下來，其機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，能量并沒有消失．故選項A、B、C正確，D錯誤．故選C.]
2.自然現(xiàn)象中蘊藏著許多物理知識，如圖541所示為一個盛水袋，某人從側(cè)面緩慢推袋壁使它變形，則水的勢能()

圖541
A．變大B．變小
C．不變D．不能確定
A[人緩慢推水袋，對水袋做正功，由功能關(guān)系可知，水的重力勢能一定增加，A正確．]
3.如圖542所示，質(zhì)量為m的物體(可視為質(zhì)點)以某一速度從A點沖上傾角為30°的固定斜面，其運動的加速度大小為g，此物體在斜面上上升的最大高度為h，則在這個過程中物體()

圖542
A．重力勢能增加了mgh
B．克服摩擦力做功mgh
C．動能損失了mgh
D．機械能損失了mgh
D[重力勢能增加量為mgh，A錯；由mgsin30°＋Ff＝m×g知Ff＝mg時，克服摩擦做功為mgh，由功能關(guān)系知B錯，D對，動能損失等于合力做功，即ΔEk＝mg×2h＝mgh，C錯．]
4.(加試要求)(20xx·杭州選考模擬)(多選)如圖543所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與一質(zhì)量為m、套在粗糙豎直固定桿A處的圓環(huán)相連，彈簧水平且處于原長．圓環(huán)從A處由靜止開始下滑，經(jīng)過B處的速度最大，到達C處的速度為零，AC＝h.圓環(huán)在C處獲得一豎直向上的速度v，恰好能回到A.彈簧始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度為g.則圓環(huán)()

圖543
A．下滑過程中，加速度一直減小
B．下滑過程中，克服摩擦力做的功為mv2
C．在C處，彈簧的彈性勢能為mv2－mgh
D．上滑經(jīng)過B的速度大于下滑經(jīng)過B的速度
BD[由題意知，圓環(huán)從A到C先加速后減速，到達B處的加速度減小為零，故加速度先減小后增大，故A錯誤；根據(jù)能量守恒，從A到C有mgh＝Wf＋Ep，從C到A有mv2＋Ep＝mgh＋Wf聯(lián)立解得：Wf＝mv2，Ep＝mgh－mv2，所以B正確，C錯誤；根據(jù)能量守恒，從A到B的過程有mv＋ΔEp′＋Wf′＝mgh′，B到A的過程有mvB′2＋ΔEp′＝mgh′＋Wf′，比較兩式得vB′vB，所以D正確．]
考點二|能量守恒定律及應(yīng)用
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1．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，在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變．
2．適用范圍
能量守恒定律是貫穿物理學(xué)的基本規(guī)律，是各種自然現(xiàn)象中普遍適用的一條規(guī)律．
3．表達式
(1)E初＝E末，初狀態(tài)各種能量的總和等于末狀態(tài)各種能量的總和．
(2)ΔE增＝ΔE減，增加的那些能量的增加量等于減少的那些能量的減少量．

(20xx·浙江10月學(xué)考)畫作《瀑布》如圖544所示．有人對此畫作了如下解讀：水流從高處傾瀉而下，推動水輪機發(fā)電，又順著水渠流動，回到瀑布上方，然后再次傾瀉而下，如此自動地周而復(fù)始．這一解讀違背了()

圖544
A．庫侖定律
B．歐姆定律
C．電荷守恒定律
D．能量守恒定律
D[這是第一類永動機模型，違背了能量守恒定律，選D.]

1．對能量守恒定律的兩點理解
(1)某種形式的能量減少，一定存在其他形式的能量增加，且減少量和增加量一定相等．
(2)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．應(yīng)用能量守恒定律解題的步驟
(1)分清有多少形式的能(動能、勢能、內(nèi)能等)發(fā)生變化．
(2)明確哪種形式的能量增加，哪種形式的能量減少，并且列出減少的能量ΔE減和增加的能量ΔE增的表達式．
(3)列出能量守恒關(guān)系式：ΔE減＝ΔE增．

1.如圖545所示是安裝在列車車廂之間的摩擦緩沖器結(jié)構(gòu)圖，圖中①和②為楔塊，③和④為墊板，楔塊與彈簧盒、墊板間均有摩擦，在車廂相互撞擊使彈簧壓縮的過程中()

圖545
A．緩沖器的機械能守恒
B．摩擦力做功消耗機械能
C．墊板的動能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
D．彈簧的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為動能
B[本題考查能量轉(zhuǎn)化和守恒定律．由于車廂相互撞擊彈簧壓縮的過程中存在克服摩擦力做功，所以緩沖器的機械能減少，選項A錯誤、B正確；彈簧壓縮的過程中，墊板的動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和彈簧的彈性勢能，選項C、D錯誤．]
2.蹦極是一項既驚險又刺激的運動，深受年輕人的喜愛．如圖546所示，蹦極者從P點靜止下落，到達A點時彈性繩剛好伸直，繼續(xù)下降到最低點B點，B點離水面還有數(shù)米距離．蹦極者(可視為質(zhì)點)從P點下降到B點的整個過程中，重力勢能的減少量為ΔE1、繩的彈性勢能增加量為ΔE2、克服空氣阻力做功為W，繩子重力不計．則下列說法正確的是()

圖546
A．蹦極者從P到A的運動過程中，機械能守恒
B．蹦極者與繩組成的系統(tǒng)從A到B的運動過程中，機械能守恒
C．ΔE1＝W＋ΔE2
D．ΔE1＋ΔE2＝W
C[蹦極者從P到A及蹦極者與繩組成的系統(tǒng)從A到B的運動過程中都受到空氣阻力作用，所以機械能不守恒，A、B錯誤；根據(jù)能量守恒定律可知，在整個過程中重力勢能的減少量等于彈性勢能的增加量和內(nèi)能的增加量之和，內(nèi)能的增加量等于克服空氣阻力做的功，C正確，D錯誤．]
3.(20xx·寧波調(diào)研)如圖547所示，光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的半圓形導(dǎo)軌在B點相切，半圓形導(dǎo)軌的半徑為R.一個質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮至A點后由靜止釋放，在彈力作用下物體獲得某一向右的速度后脫離彈簧，當它經(jīng)過B點進入導(dǎo)軌的瞬間對軌道的壓力為其重力的8倍，之后向上運動恰能到達最高點C，C、O、B三點在同一豎直線上．(不計空氣阻力)試求：

圖547
(1)物體在A點時彈簧的彈性勢能；
(2)物體從B點運動至C點的過程中產(chǎn)生的內(nèi)能．
【解析】(1)設(shè)物體在B點的速度為vB，受到的彈力為FNB，則有FNB－mg＝m又FNB＝8mg由能量守恒定律可知彈性勢能Ep＝mv＝mgR.(2)設(shè)物體在C點的速度為vC，由題意可知mg＝m物體由B點運動到C點的過程中，由能量守恒定律得E內(nèi)＝mv－＝mgR.【答案】(1)mgR(2)mgR

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20xx高考物理《機械能守恒定律》材料分析

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第3節(jié)機械能守恒定律
考點一|重力勢能、彈性勢能及機械能守恒的判斷

1．重力做功與重力勢能
(1)重力做功的特點
重力做功與路徑無關(guān)，只與初、末位置的高度差有關(guān)．
(2)重力做功與重力勢能變化的關(guān)系
①定性關(guān)系：重力對物體做正功，重力勢能就減少；重力對物體做負功，重力勢能就增加．
②定量關(guān)系：物體從位置A到位置B時，重力對物體做的功等于物體重力勢能的減少量，即WG＝－ΔEp.
③重力勢能的變化量是絕對的，與參考面的選取無關(guān)．
2．彈性勢能
(1)定義
發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間，由于有彈力的相互作用而具有的勢能．
(2)彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系
①彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系類似于重力做功與重力勢能變化的關(guān)系．
②對于彈性勢能，一般物體的彈性形變量越大，彈性勢能越大．
3．機械能
動能、重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為機械能．
4．機械能守恒定律
內(nèi)容：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能可以互相轉(zhuǎn)化，而總的機械能保持不變．
5．機械能守恒的條件
(1)系統(tǒng)只受重力或彈簧彈力的作用，不受其他外力．
(2)系統(tǒng)除受重力或彈簧彈力作用外，還受其他內(nèi)力和外力，但這些力對系統(tǒng)不做功．
(3)系統(tǒng)內(nèi)除重力或彈簧彈力做功外，還有其他內(nèi)力和外力做功，但這些力做功的代數(shù)和為零．
(4)系統(tǒng)跟外界沒有發(fā)生機械能的傳遞，系統(tǒng)內(nèi)外也沒有機械能與其他形式的能發(fā)生轉(zhuǎn)化．

(20xx·浙江10月學(xué)考)如圖531所示，無人機在空中勻速上升時，不斷增加的能量是()

圖531
A．動能B．動能、重力勢能
C．重力勢能、機械能
D．動能、重力勢能、機械能
C[動能與質(zhì)量和速度有關(guān)，重力勢能與質(zhì)量和高度有關(guān)，機械能為兩者之和，題目中無人機勻速上升，速度不變，高度增加，因此動能不變，重力勢能增加，機械能增加．故選C.]

1．重力勢能的求解方法
(1)定義法：選取參考平面，確定物體相對參考平面的高度h，代入Ep＝mgh求解重力勢能．
(2)WG和Ep關(guān)系法：由WG＝Ep1－Ep2知Ep2＝Ep1－WG或Ep1＝WG＋Ep2.
(3)變化量法：重力勢能的變化量ΔEp＝Ep2－Ep1，故Ep2＝Ep1＋ΔEp或Ep1＝Ep2－ΔEp.
2．對重力做功和重力勢能的“四點”提醒
(1)重力做功的大小與物體的運動狀態(tài)無關(guān)，與物體是否受其他力無關(guān)；
(2)重力做功，一定會引起重力勢能的變化；
(3)重力勢能是標量，但有正負，其意義表示物體的重力勢能比它在參考平面的重力勢能大還是小；
(4)WG＝－ΔEp中的負號表示重力做的功與重力勢能變化的絕對值相等，符號相反．
3．機械能是否守恒的判斷方法
(1)利用機械能的定義判斷(直接判斷)：機械能包括動能、重力勢能和彈性勢能，判斷機械能是否守恒可以看物體或系統(tǒng)機械能的總和是否變化．
(2)用做功判斷：若物體或系統(tǒng)只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力做功，雖受其他力，但其他力不做功，機械能守恒．
(3)用能量轉(zhuǎn)化來判斷：若物體系統(tǒng)中只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化而無機械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化，則物體系統(tǒng)機械能守恒．

1．關(guān)于重力勢能的幾種理解，正確的是()
A．重力勢能的值與參考平面的選擇有關(guān)
B．放在地面上的物體，它的重力勢能一定等于零
C．不同質(zhì)量的物體，由于在同一地點，所以重力勢能相等
D．因為重力勢能是標量，所以只能取正值
A[重力勢能的值與參考平面有關(guān)，選定了參考平面后，物體處于比參考平面低處，其重力勢能為負值，A正確．]
2．關(guān)于重力做功，下列說法不正確的是()
A．重力做正功，物體的重力勢能一定減小
B．重力做負功，重力勢能一定增加
C．重力做負功，可以說成物體克服重力做功
D．重力做正功，物體的動能一定增加
D[重力做正功，重力勢能減小，重力做負功，重力勢力增加，D符合題意．]
3.如圖532所示為蹦床運動員在空中表演的情景．在運動員從最低點開始反彈至即將與蹦床分離的過程中，蹦床的彈性勢能和運動員的重力勢能變化情況分別是()

圖532
A．彈性勢能減小，重力勢能增大
B．彈性勢能減小，重力勢能減小
C．彈性勢能增大，重力勢能增大
D．彈性勢能增大，重力勢能減小
A[當蹦床恢復(fù)原狀時，運動員與蹦床分離，此過程中，蹦床的形變量減小，所以彈性勢能減??；運動員的高度一直在增大，所以重力勢能增大．A選項正確，B、C、D選項錯誤．]
4.如圖533所示，一蹦極運動員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺下落，到最低點時距水面還有數(shù)米距離．假定空氣阻力可忽略，運動員可視為質(zhì)點，下列說法不正確的是()

圖533
A．運動員到達最低點前重力勢能始終減小
B．蹦極繩張緊后的下落過程中，彈力做負功，彈性勢能增加
C．蹦極過程中，運動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機械能守恒
D．蹦極過程中，重力勢能的改變量與重力勢能零點的選取有關(guān)
D[運動員到達最低點前重力勢能始終減小，選項A正確，不符合題意；蹦極繩張緊后的下落過程中，彈力做負功，由功能關(guān)系知，彈性勢能增加，選項B正確，不符合題意；蹦極過程中，運動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)只有動能和勢能的轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)機械能守恒，選項C正確，不符合題意；蹦極過程中，重力勢能的改變量與重力勢能零點的選取無關(guān)，選項D錯誤，符合題意．]
5．(多選)(加試要求)如圖534所示，下列關(guān)于機械能是否守恒的判斷正確的是()

圖534
A．甲圖中，物體A將彈簧壓縮的過程中，物體A機械能守恒
B．乙圖中，物體A固定，物體B沿斜面勻速下滑，物體B的機械能守恒
C．丙圖中，不計任何阻力和定滑輪的質(zhì)量時，A加速下落，B加速上升過程中，A、B組成的系統(tǒng)機械能守恒
D．丁圖中，小球沿水平面做勻速圓錐擺運動時，小球的機械能守恒
CD[甲圖中重力和彈力做功，物體A和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，但物體A機械能不守恒，A錯．乙圖中物體B除受重力外，還受到彈力和摩擦力作用，彈力不做功，但摩擦力做負功，物體B的機械能不守恒，B錯．丙圖中繩子張力對A做負功，對B做正功，代數(shù)和為零，A、B組成的系統(tǒng)機械能守恒，C對．丁圖中小球的動能不變，勢能不變，機械能守恒，D對．]考點二|機械能守恒定律的應(yīng)用

機械能守恒的三種表達式
1．守恒觀點
(1)表達式：
Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2或E1＝E2.
(2)意義：系統(tǒng)初狀態(tài)的機械能等于末狀態(tài)的機械能．
(3)注意：要先選取零勢能參考平面，并且在整個過程中必須選取同一個零勢能參考平面．
2．轉(zhuǎn)化觀點
(1)表達式：ΔEk＝－ΔEp.
(2)意義：系統(tǒng)的機械能守恒時，系統(tǒng)增加(或減少)的動能等于系統(tǒng)減少(或增加)的勢能．
3．轉(zhuǎn)移觀點(加試要求)
(1)表達式：ΔEA增＝ΔEB減．
(2)意義：若系統(tǒng)由A、B兩部分組成，當系統(tǒng)的機械能守恒時，則A部分機械能的增加量等于B部分機械能的減少量．

1．應(yīng)用機械能守恒定律解題的優(yōu)點
應(yīng)用機械能守恒定律時，相互作用的物體間的力可以是變力，也可以是恒力，只要符合守恒條件，機械能就守恒．而且機械能守恒定律只涉及物體系的初、末狀態(tài)的物理量，而不需分析中間過程的復(fù)雜變化，使處理問題得到簡化．
2應(yīng)用機械能守恒定律解題的步驟
(1)選取研究對象(物體系或物體)，明確研究過程．
(2)進行受力、做功分析，判斷機械能是否守恒．
(3)根據(jù)題意靈活選取定律的表達式，列方程并求解．
注意：應(yīng)用守恒式E1＝E2時，應(yīng)選擇合適的零勢能面；應(yīng)用轉(zhuǎn)化式ΔEk＝－ΔEp時，無需選擇零勢能面，但需要弄清動能或勢能是增加還是減??；應(yīng)用轉(zhuǎn)移式ΔEA增＝ΔEB減時，無需選擇零勢能面，但需要弄清每個物體的機械能是增加還是減小．

1.總質(zhì)量約為3.8噸的“嫦娥三號”探測器在距月面3m處關(guān)閉反推發(fā)動機，讓其以自由落體方式降落在月球表面.4條著陸腿觸月信號顯示，“嫦娥三號”完美著陸月球虹灣地區(qū)．月球表面附近重力加速度約為1.6m/s2，4條著陸腿可視作完全相同的四個輕彈簧，在軟著陸后，每個輕彈簧獲得的彈性勢能大約是()

圖535
A．28500JB．4560J
C．18240JD．9120J
B[設(shè)每個輕彈簧獲得的彈性勢能為Ep，由機械能守恒定律可得：mgh＝4Ep，故Ep＝mgh＝4560J，故B正確．]
2．在同一位置以相同的速率把三個小球分別沿水平、斜向上、斜向下方向拋出，不計空氣阻力，則落在同一水平地面時的速度大小()
A．一樣大B．水平拋的最大
C．斜向上拋的最大D．斜向下拋的最大
A[由機械能守恒定律mgh＋mv＝mv知，落地時速度v2的大小相等，故A正確．]
3.如圖536所示，在輕彈簧的下端懸掛一個質(zhì)量為m的小球A，若將小球A從彈簧原長位置由靜止釋放，小球A能夠下降的最大高度為h.若將小球A換為質(zhì)量為2m的小球B，仍從彈簧原長位置由靜止釋放，已知重力加速度為g，不計空氣阻力，則小球B下降h時的速度為()

圖536
A.B.
C.D．0
B[對彈簧和小球A，根據(jù)機械能守恒定律得彈性勢能Ep＝mgh；對彈簧和小球B，根據(jù)機械能守恒定律有Ep＋×2mv2＝2mgh，得小球B下降h時的速度v＝，只有選項B正確．]
4．(加試要求)如圖537所示，固定的豎直光滑長桿上套有質(zhì)量為m的小圓環(huán)，圓環(huán)與水平狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧一端連接，彈簧的另一端連接在墻上，且處于原長狀態(tài)．現(xiàn)讓圓環(huán)由靜止開始下滑，已知彈簧原長為L，圓環(huán)下滑到最大距離時彈簧的長度變?yōu)?L(未超過彈性限度)，則在圓環(huán)下滑到最大距離的過程中()

圖537
A．圓環(huán)的機械能守恒
B．彈簧彈性勢能變化了mgL
C．圓環(huán)下滑到最大距離時，所受合力為零
D．圓環(huán)重力勢能與彈簧彈性勢能之和保持不變
B[圓環(huán)沿桿下滑的過程中，圓環(huán)與彈簧組成的系統(tǒng)動能、彈性勢能、重力勢能之和守恒，選項A、D錯誤；彈簧長度為2L時，圓環(huán)下落的高度h＝L，根據(jù)機械能守恒定律，彈簧的彈性勢能增加了ΔEp＝mgh＝mgL，選項B正確；圓環(huán)釋放后，圓環(huán)向下先做加速運動，后做減速運動，當速度最大時，合力為零，下滑到最大距離時，具有向上的加速度，合力不為零，選項C錯誤．]
5.(20xx·上虞模擬)如圖538所示，豎直平面內(nèi)的一半徑R＝0.50m的光滑圓弧槽BCD，B點與圓心O等高，一水平面與圓弧槽相接于D點，質(zhì)量m＝0.10kg的小球從B點正上方H＝0.95m高處的A點自由下落，由B點進入圓弧軌道，從D點飛出后落在水平面上的Q點，DQ間的距離x＝2.4m，球從D點飛出后的運動過程中相對水平面上升的最大高度h＝0.80m，g取10m/s2，不計空氣阻力，求：

圖538
(1)小球經(jīng)過C點時軌道對它的支持力大小FN；
(2)小球經(jīng)過最高點P的速度大小vP；
(3)D點與圓心O的高度差hOD.
【解析】(1)設(shè)經(jīng)過C點時速度為v1，由機械能守恒有mg(H＋R)＝mv由牛頓第二定律有FN－mg＝代入數(shù)據(jù)解得FN＝6.8N.(2)P到Q做平拋運動有h＝gt2，＝vPt代入數(shù)據(jù)解得vP＝3.0m/s.(3)由機械能守恒定律，有mv＋mgh＝mg(H＋hOD)，代入數(shù)據(jù)，解得hOD＝0.30m.
【答案】(1)6.8N(2)3.0m/s(3)0.30m

能量守恒定律與能源(新課標)

高中物理課堂教學(xué)教案年月日
課題§5.10能量守恒定律與能源課型新授課（2課時）
教學(xué)目標知識與技能
理解能量守恒定律，知道能源和能量耗散．
過程與方法
通過對生活中能量轉(zhuǎn)化的實例分析，理解能量守恒定律的確切含義．
情感，態(tài)度與價值觀
1．用能量的觀點分析問題應(yīng)該深入學(xué)生的心中，因為這是最本質(zhì)的分析方法．
2．感知我們周圍能源的耗散，樹立節(jié)能意識．
教學(xué)重點、難點教學(xué)重點
1．能量守恒定律的內(nèi)容．
2．應(yīng)用能量守恒定律解決問題．
教學(xué)難點
1．理解能量守恒定律的確切含義．
2．能量轉(zhuǎn)化的方向性．
教學(xué)方法探究、講授、討論、練習(xí)
教學(xué)手段教具準備
投影儀、教學(xué)錄像或課件、玻璃容器、沙子、小鐵球、水、小木塊．
教學(xué)活動
[新課導(dǎo)入]
師：我們已學(xué)習(xí)了多種形式的能，請同學(xué)們說出你所知道的能量形式．我們還知道不同量之間是可以相互轉(zhuǎn)化的，請舉幾個能量轉(zhuǎn)化的例子．
生1：電燈能夠發(fā)光是因為電能轉(zhuǎn)化為了光能．
師：當電燈發(fā)光的同時．還能感覺到電燈是熱的，說明什么問題呢?
生1：說明在電能轉(zhuǎn)化為光能的同時還產(chǎn)生了熱能．
生2：我舉一個例子，當兩個物體相互摩擦的時候，它們的溫度會升高，這個過程中機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
生3：在火箭發(fā)射的時候，推進劑燃燒產(chǎn)生的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為火箭的機械能．
生4：汽車在行駛過程中，汽車內(nèi)燃機產(chǎn)生的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為汽車的機械能．
師：剛才同學(xué)們分析得都很好，看起來自然界除了我們在上幾節(jié)學(xué)過的機械能之外，還有各種各樣的能量，機械能守恒定律成立的條件是什么?
生：機械能守恒定律成立的條件是只有重力或彈力做功．
師：我們看一下下面幾種情況下物體所處的系統(tǒng)機械能是否守恒．
[新課教學(xué)]
一、能量守恒定律
(演示實驗1：在一個玻璃容器內(nèi)放人沙子，拿一個小鐵球分別從某一高度釋放，使其落到沙子中)
師：大家看這樣一個問題：小球運動過程中機械能是否守恒?請說出小球運動過程中能量的轉(zhuǎn)化情況．
生：小球在運動過程中機械能不守恒，根據(jù)機械能守恒定律成立的條件是只有重力或彈力做功，在小球下落的過程中，除了受到的重力做功之外，還有沙子對它做功，沙子對鐵球做負功，鐵球在下落過程中機械能是減少的．
師：從這個問題中我們可以得到什么結(jié)論?
生：外力(除了重力和彈力之外的力)對系統(tǒng)做負功，系統(tǒng)的機械能減少．
[演示實驗2：用手提一個物體勻速上升，讓學(xué)生分析機械能的變化情況(物體可以是身邊的物體，例如黑板擦、課本等等)]
師：這個物體在運動過程中機械能是否守恒，如果不守恒，原因是什么，機械能是怎樣變化的?
生：這個物體在運動過程中機械能不守恒，原因是不符合機械能守恒定律成立的條件，有外力對物體做了功，這個力是人對物體向上的拉力．在運動過程中，物體動能沒有發(fā)生變化，而物體的重力勢能增加了，所以系統(tǒng)的機械能是增加的．
師：我們可以得出什么結(jié)論?
生：當外力(除了重力或彈力以外的力)對物體做正功，物體的機械能增加，物體機械能的增加量等于外力對物體做的功．
師：從這兩個例子中我們能夠得出什么結(jié)論?
生：物體所處的系統(tǒng)機械能守恒是有條件的，當外力對物體做功時，系統(tǒng)的機械能不守恒，此時外力對系統(tǒng)做的功等于系統(tǒng)機械能的變化．
師：這里的外力是指的什么?
生：這里的外力是指的除了物體本身重力和彈力之外的力．
師：這個結(jié)論叫做功能原理．從這兩個例子中我們可以看到，機械能守恒定律并不是自然界中最基本的守恒定律，當涉及到多個能量之間的相互轉(zhuǎn)化時，我們應(yīng)該怎樣研究這些能量之間的關(guān)系呢?
師：下面大家閱讀28頁中有關(guān)能量守恒定律建立的過程，回答相應(yīng)的問題．
(學(xué)生閱讀課本，總結(jié)能量守恒定律的表達方式)
師：導(dǎo)致能量守恒定律最后確立的兩類重要事實是什么?
生：導(dǎo)致能量守恒定律最后確立的兩類重要事實是確立了永動機的不可能性和發(fā)現(xiàn)了各種自然現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系與轉(zhuǎn)化．
師：能量守恒定律的內(nèi)容是什么?
生：能量既不會消滅，也不會創(chuàng)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式．或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另外一個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總和保持不變．
師：能量守恒定律是一個人發(fā)現(xiàn)的嗎?
生：能量守恒定律不是一個人發(fā)現(xiàn)的，到了19世紀40年代前后．科學(xué)界已經(jīng)形成一種思想氛圍，即用聯(lián)系的觀點去觀察自然，各種不同能量可以相互轉(zhuǎn)化，這預(yù)示著，到了把分立環(huán)節(jié)
連成一體的時候了，也就是到了建立能量轉(zhuǎn)化與守恒定律的時候了，不同國家、不同領(lǐng)域的十幾位科學(xué)家，以不同的方式，各自獨立提出了能量守恒定律的內(nèi)容：能量既不會消滅，也不會創(chuàng)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另外一個物體．而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中．能量的總和保持不變．
師：看起來能量守恒定律是人類進步的一個必然的結(jié)果，那么對能量守恒定律作出貢獻比較大的科學(xué)家是誰呢?
生：對能量守恒定律貢獻比較大的科學(xué)家有：德國物理學(xué)家和醫(yī)生邁爾，英國物理學(xué)家焦耳，德國物理和生理學(xué)家女姆霍茲等人．
師：現(xiàn)在看一個科教片：能量守恒定律的建立過程．
(多媒體播放能量守恒定律的建立過程)(參考案例)
能量守恒定律是建立在自然科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)上的，從16世紀到18世紀．經(jīng)過伽利略、牛頓，惠更斯、萊布尼茨以及伯努利等許多物理學(xué)家的認真研究，使動力學(xué)得到了較大的發(fā)展，機械能的轉(zhuǎn)化和守恒的初步思想，在這一時期已經(jīng)萌發(fā)．18世紀末和19世紀初，各種自然現(xiàn)象之間聯(lián)系相繼被發(fā)現(xiàn)．倫福德和戴維的摩擦生熱實驗否定了熱質(zhì)說．把物體內(nèi)能的變化與機械運動聯(lián)系起來．1800年發(fā)明伏打電池之后不久，又發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應(yīng)、磁效應(yīng)和其他的一些電磁現(xiàn)象．這一時期，電流的化學(xué)效應(yīng)也被發(fā)現(xiàn)，并被用來進行電鍍．在生物學(xué)界，證明了動物維持體溫和進行機械活動的能量跟它所攝取的食物的化學(xué)能有關(guān)，自然科學(xué)的這些成就，為建立能量守恒定律作了必要的準備．能量守恒定律的最后確定，是在19世紀中葉由邁爾、焦耳和荄姆霍茲等人完成．德國醫(yī)生邁爾是從生理學(xué)的角度開始對能量進行研究的．1842年，他從“無不生有，有不變無”的哲學(xué)觀念出發(fā)．表達了對能量轉(zhuǎn)化和守恒思想，他分析了25種能量的轉(zhuǎn)化和守恒現(xiàn)象，成為世界上最先闡述能量守恒思想的人．英國物理學(xué)家焦耳從1840年到1878年將近40年的時間里．研究了電流的熱效應(yīng)，壓縮空氣的溫度升高以及電、化學(xué)和機械作用之間的聯(lián)系，做了400多次實驗，用各種方法測定了熱和功之間的當量關(guān)系，為能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)奠定了堅實的實驗基礎(chǔ)．在1847年，當焦耳宜布他的能量觀點的時候，德國學(xué)者荄姆霍茲在柏林也宜讀了同樣課題的論文．在這篇論文里，他分析了化學(xué)能、機械能、電磁能、光能等不同形式的能的轉(zhuǎn)化和守恒，并且把結(jié)果跟永動機不可能制造成功聯(lián)系起采，他認為不可能無中生有地創(chuàng)造一個永久的推動力，機器只能轉(zhuǎn)化能量，不能創(chuàng)造和消滅能量．女姆霍茲在論文里對能量守恒定律作了一個清晰、全面而且概括的論述，使這一定律為人們廣泛接受．在19世紀中葉，還有一些人也致力于能量守恒地研究．他們從不同的角度出發(fā)，彼此獨立地研究，卻幾乎同耐發(fā)現(xiàn)了這一偉大的定律．因此，能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)是科學(xué)發(fā)展的必然結(jié)果．此時，能量轉(zhuǎn)化和守恒定律得到了科學(xué)界的普遍承認．這一原理指出：自然界的一切物質(zhì)都具有能量，對應(yīng)于不同的運動形式，能量也有不同的形式，如機械運動的動能和勢能，熱運動的內(nèi)能．電磁運動的電磁能，化學(xué)運動的化學(xué)能等，他們分別以各種運動形式特定的狀態(tài)參量來表示。當運動形式發(fā)生變化或運動量發(fā)生轉(zhuǎn)移時，能量也從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，從一個系統(tǒng)傳遞給另一個系統(tǒng)：在轉(zhuǎn)化和傳遞中總能量始終不變．恩格斯曾經(jīng)把能量轉(zhuǎn)化和守恒定律稱為“偉大的運動基本規(guī)律”，認為它的發(fā)現(xiàn)是19世紀自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)之一．(另兩個發(fā)現(xiàn)是細胞學(xué)說，達爾文的生物進化論)
師：通過學(xué)習(xí)能量守恒定律，你受到了什么啟示?
生：能量守恒定律的建立過程，是人類認識自然的一次重大的飛躍，是哲學(xué)和自然科學(xué)長期發(fā)展和進步的結(jié)果．它是最普遍、最重要、最可靠的自然規(guī)律之一，而且是大自然普遍和諧性的一種表現(xiàn)形式．和諧美是科學(xué)的魅力所在．
師：這位同學(xué)總結(jié)得很好，美是無處不在的，物理學(xué)中更是處處存在著美，希望同學(xué)們在學(xué)習(xí)中注意發(fā)現(xiàn)，注意體會，這樣我們的學(xué)習(xí)將會更加的豐富多彩．
[課堂訓(xùn)練]
下列對能的轉(zhuǎn)化和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。某個物體的能減少．必然有其他物體的能增加
C。不需要任何外界的動力而持續(xù)對外做功的機器——永動機是不可能制成的
D。石子從空中落下，最后慘止在地面上，說明機械能消失了
解析；能量守恒定律是指能量的總量不變，但更重要的是指轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中的守恒．在不同形式的能量間發(fā)生轉(zhuǎn)化，在不同的物體間發(fā)生轉(zhuǎn)移．不需要任何外界動力而持續(xù)對外做功的機器是違背能量守恒定律的，是永遠不可能制成的．機械能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能量而不能消失，能量是不會消失的．
A選項是指不同形式的能量間在轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化過程中是守恒的．B選項是指能量在不同的物體間發(fā)生轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移過程中是守恒的．這正好是能量守恒定律的兩個方面——轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移．任何永動機都是不可能制成的，它違背了能量守恒定律，所以ABC正確．D選項中石子的機械能在變化，比如受空氣阻力作用，機械能可能要減少，但機械能并沒有消失，能量守恒定律表明能量既不能創(chuàng)生，也不能消失．故D是錯的．
說明：此題考查能量守恒定律的理解，以及對水動機的認識，凡是違背能量守恒定律的永動機是永遠不能制成的．
二、能源和能量耗散
師：大家下面思考這樣一個問題：既然能量是守恒的，我們?yōu)槭裁催€要節(jié)約能源．帶著這個問題．大家閱讀課本第28頁到29頁有關(guān)能量和能量耗散的內(nèi)容，回答相關(guān)問題．
(學(xué)生閱讀教材，了解人類應(yīng)用能源的歷程，能源對人類社會發(fā)展所起的作用；人類在利用能源的同時也對環(huán)境造成了嚴重污染)
師：什么是能量耗散?
生：然料燃燒時一旦把自己的熱量釋放出去，它就不會再次自動聚集起來供人類重新利用，電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，它又通過燈泡轉(zhuǎn)化成內(nèi)能和光能，熱和光被其他物質(zhì)吸收后變?yōu)橹車h(huán)境的內(nèi)能，我們無法把這些內(nèi)能收集起來重新利用．這種現(xiàn)象叫做能量的耗散．
師：能量耗散與能量守恒是否矛盾，該怎樣理解?
生：能量耗散和能量守恒并不矛盾，能量耗散表明，在能源利用的過程中，即在能量的轉(zhuǎn)化過程中，能量在數(shù)量上并沒有減少．但是可利用的品質(zhì)上降低了，從便于利用變?yōu)椴槐阌诶昧耍?br> 師：這說明什么問題?
生：這說明能量的耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中宏觀過程的方向性．
師：我們?yōu)槭裁匆?jié)約能源呢?
生：正是因為能量轉(zhuǎn)化的方向性，能量的利用受這種方向性的制約，所以能量的利用是有條件的，也是有代價的．
生：節(jié)約能源同時開發(fā)可再生能源．
師：通過下面材料的閱讀。加深你對能源的理解．
(多媒體播放世界能源的解決途徑)(參考案例)
世界能源問題的解決途徑是什么?能源，是人類敕以生存和進行生產(chǎn)的不可缺少的資源．近年來，隨著生產(chǎn)力的發(fā)展和能源消費的增長．能源問題已被列為世界上研究的重大問題之一．解決世界能源問題的根本途徑，主要有兩個方面：其一是廣泛開源，其二是認真節(jié)流．所謂開源，就是積極開發(fā)和利用各種能源．在繼續(xù)加緊石油勘探和尋找新的石油產(chǎn)地的同時，積極開發(fā)豐富的煤炭資源，還要大力開發(fā)水能，生物能等常規(guī)能源，加強核能、太陽能，風(fēng)能、沼氣，海洋能，地?zé)崮芤约捌渌鞣N新能源的研究和利用，從而不斷擴大人類的能源資源的種類和來源．所謂節(jié)流，就是要大力提倡節(jié)約能源．節(jié)能是世界上許多國家關(guān)心和研究的重要課題，甚至有人把節(jié)能稱為世界的“第五大能源”，與煤、石油和天然氣、水能、核能等并列．在節(jié)能方面，在有計劃地控制人口增長的同時，重點要發(fā)揮先進科學(xué)技術(shù)的優(yōu)勢，提高各國的能源利用效率．如果世界各國家和各地區(qū)都能改進各種用能設(shè)備，不斷提高能源的質(zhì)量標準和降低單位產(chǎn)品的能耗，加強科學(xué)管理，適當控制生活能源的合理使用，就能使能源更加有效地用于生產(chǎn)和生活之中，從而解決人類面臨的能源問題．
[小結(jié)]
新課程更多地與社會實際相聯(lián)系，鼓勵學(xué)生提出問題．本節(jié)“思考與討論”對能源問題做了討論，這是一個質(zhì)疑的范例．它引導(dǎo)我們考慮能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性．從物理學(xué)的角度研究宏觀過程的方向性，在現(xiàn)階段只需用一些簡單的實例，讓學(xué)生初步地體會一下就可以了．例如：摩擦力做功的過程，要損耗機械能而生熱，產(chǎn)生的熱不可能全部轉(zhuǎn)化為機械功．在其他的宏觀過程中也是如此，例如：兩種氣體放到一個容器內(nèi)，總會均勻地混合到一起，但不會再自發(fā)地分離開來．通過實例說明．在能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中，能量是守恒的，但能量的品質(zhì)卻降低了，可被人直接利用的能在逐漸減少，這是能量耗散現(xiàn)象．所以，能量雖然守恒，但我們還要節(jié)約能源．
對功能關(guān)系的理解
［例1］一小滑塊放在如圖所示的凹形斜面上，用力F沿斜面向下拉小滑塊，小滑塊沿斜面運動了一段距離。若已知在這過程中，拉力F所做的功的大小（絕對值）為A，斜面對滑塊的作用力所做的功的大小為B，重力做功的大小為G，空氣阻力做功的大小為D。當用這些量表達時，小滑塊的動能的改變（指末態(tài)動能減去初態(tài)動能）等于多少？，滑塊的重力勢能的改變等于多少？滑塊機械能（指動能與重力勢能之和）的改變等于多少？
解析：根據(jù)動能定理，動能的改變等于外力做功的代數(shù)和，其中做負功的有空氣阻力，斜面對滑塊的作用力的功（因彈力不做功，實際上為摩擦阻力的功），因此ΔEk=A-B+C-D；根據(jù)重力做功與重力勢能的關(guān)系，重力勢能的減少等于重力做的功，因此ΔEp=-C；滑塊機械能的改變等于重力之外的其他力做的功，因此ΔE=A–B–D學(xué)生活動

作業(yè)[布置作業(yè)]
教材第30頁問題與練習(xí)，1，2．
板書設(shè)計10．能量守恒定律與能源
一、能量守恒定律
1．內(nèi)容：能量既不會消滅，也不會創(chuàng)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另外一個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總和保持不變．
2．建立過程．
二、能源和能量耗散
1．內(nèi)容：能量轉(zhuǎn)化具有方向性．
2．節(jié)約能源的重要意義．

教
學(xué)
后
記思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學(xué)的根本；親自實踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵，離開了思維方法和實踐活動，物理教學(xué)就成了無源之水、無本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。

能量守恒定律與能源

作為杰出的教學(xué)工作者，能夠保證教課的順利開展，教師要準備好教案，這是教師工作中的一部分。教案可以讓講的知識能夠輕松被學(xué)生吸收，幫助教師緩解教學(xué)的壓力，提高教學(xué)質(zhì)量。你知道如何去寫好一份優(yōu)秀的教案呢？下面是小編為大家整理的“能量守恒定律與能源”，歡迎閱讀，希望您能閱讀并收藏。

7.10能量守恒定律與能源學(xué)案（人教版必修2）
1．能量守恒定律
(1)導(dǎo)致能量守恒定律最后確立的兩類重要事實是：確認了__________的不可能性和發(fā)現(xiàn)
了各種____________之間的相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化．
(2)內(nèi)容：能量既不會憑空________，也不會憑空________，它只能從一種形式________
為另一種形式，或者從一個物體________到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的
總量____________，這就是能量守恒定律．
2．能源和能量耗散
(1)人類對能源的利用大致經(jīng)歷了三個時期，即________時期、________時期、________
時期．自工業(yè)革命以來，______和________成為人類的主要能源．
(2)____________和____________已經(jīng)成為關(guān)系到人類社會能否持續(xù)發(fā)展的大問題．
(3)燃料燃燒時，一旦把自己的熱量釋放出去，就不會再次________聚集起來供人類重新
利用．電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，電能又通過燈泡轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能，熱和光被其他
物質(zhì)吸收之后變成周圍環(huán)境的內(nèi)能，我們無法把這些內(nèi)能收集起來重新利用，這種現(xiàn)象
叫做能量的耗散．
(4)能量耗散表明，在能源的利用過程中，即在能量的轉(zhuǎn)化過程中，能量在數(shù)量上____，
但在可利用的品質(zhì)上________了，從便于利用的變成________________的了．這是能源
危機的深層次的含意，也是“自然界的能量雖然守恒，但還是要節(jié)約能源”的根本原因．
(5)能量的耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中宏觀過程的____________．
【概念規(guī)律練】
知識點一能量守恒定律
1．關(guān)于能量守恒定律，下列說法錯誤的是()
A．能量能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，但不能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一物體
B．能量的形式多種多樣，它們之間可以相互轉(zhuǎn)化
C．一個物體能量增加了，必然伴隨著別的物體能量減少
D．能量守恒定律說明了能量既不會憑空產(chǎn)生也不會憑空消失
2．下列說法正確的是()
A．隨著科技的發(fā)展，永動機是可以制成的
B．太陽照射到地球上的光能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空間的能量都消
失了
C．“既要馬兒跑，又讓馬兒不吃草”違背了能量守恒定律，因而是不可能的
D．有種“全自動”手表，不用上發(fā)條，也不用任何形式的電源，卻能一直走動，說明
能量可以憑空產(chǎn)生
3．歷史上曾有許多人試圖發(fā)明一種機器，它可以不消耗能量而連續(xù)不斷地對外做功，或
者消耗少量能量而做大量的功．如圖1所示為一種永動機的設(shè)計模型．人們把這種設(shè)想
中的不消耗能量的機器叫做第一類永動機．這樣的機器能制造出來嗎？請你談?wù)勀愕目?br> 法．

知識點二能量耗散
4．關(guān)于“能量耗散”的下列說法中，正確的是()
A．能量在轉(zhuǎn)化過程中，有一部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，我們無法把這些內(nèi)能收集起來重新
利用，這種現(xiàn)象叫做能量的耗散
B．能量在轉(zhuǎn)化過程中變少的現(xiàn)象叫能量的耗散
C．能量耗散表明，在能源的利用過程中，即在能量的轉(zhuǎn)化過程中，能量的數(shù)量并未減
少，但在可利用的品質(zhì)上降低了，從便于利用的變成不便于利用的了，而自然界的能量
是守恒的
D．能量耗散表明，各種能量在不轉(zhuǎn)化時是守恒的，但在轉(zhuǎn)化時是不守恒的
5．下列說法正確的是()
A．某種形式的能減少，一定存在其他形式能的增加
B．因為能量守恒，所以“能源危機”是不可能的
C．能量耗散表明，在能源的利用過程中，能量在數(shù)量上并未減少，但在可利用的品質(zhì)
上降低了
D．能源的利用受能量耗散的制約，所以能源的利用是有條件的，也是有代價的
【方法技巧練】
應(yīng)用能量守恒定律解題的方法
6．水從20m高處落下，如果水的重力勢能的20%用來使水的溫度升高，則水落下后的
溫度將升高多少？(g取10m/s2)

7．某地平均風(fēng)速為5m/s，已知空氣密度是1.2kg/m3，有一風(fēng)車，它的車葉轉(zhuǎn)動時可形
成半徑為12m的圓面．如果這個風(fēng)車能將圓面內(nèi)10%的氣流動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，則該風(fēng)
車帶動的發(fā)電機功率是多大？

參考答案
課前預(yù)習(xí)練
1．(1)永動機自然現(xiàn)象(2)產(chǎn)生消失轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移保持不變
2．(1)柴薪煤炭石油煤石油(2)能源短缺環(huán)境惡化(3)自動(4)沒有減少降低不便于利用(5)方向性
課堂探究練
1．A[能量可以在不同物體之間轉(zhuǎn)移也可以轉(zhuǎn)化，但能的總量保持不變．]
2．C[永動機是指不消耗能量，而可以大量對外做功的裝置，歷史上曾出現(xiàn)過各式各樣的所謂永動機的發(fā)明，結(jié)果都以失敗告終，原因就是違背了能量守恒定律．人類只能發(fā)現(xiàn)規(guī)律、利用規(guī)律．違背規(guī)律行事，即使以后科技再發(fā)達，也要受自然規(guī)律的制約，所以永動機是永遠不可能制成的，A錯．
太陽輻射大量的能量，地球只吸收了極小的一部分，就形成了風(fēng)云雨雪，使萬物生長，但輻射到星際空間的能量也沒有消失，一定是轉(zhuǎn)化成了別的能量，B錯．
馬和其他動物，包括人要運動，必須消耗能量，動物的能量來源是食物中儲存的生物質(zhì)能，C對．
所謂“全自動”手表其內(nèi)部還是有能量轉(zhuǎn)化裝置的，一般是一個擺錘，當人戴著手表活動時，使擺錘不停擺動，給游絲彈簧補充能量，才會維持手表的走動，D錯．]
3．永動機是不可能制成的，因為它違背了能量守恒定律，機器只能轉(zhuǎn)化能量，不能創(chuàng)造和消滅能量．實驗證明，一切永動機的設(shè)想和制造都以失敗而告終．
4．AC
5．ACD[本題考查對能量守恒定律及能量耗散的理解，能量只能轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中總量不變；能量耗散表明能量在數(shù)量上并未減少，只是在可利用的品質(zhì)上降低了．]
6．9.5×10－3°C
解析質(zhì)量為m的水從高h處落下，使水的溫度升高了Δt，水的比熱容為c，由能量守恒定律有：mgh×20%＝cmΔt，代入數(shù)據(jù)，解得Δt＝9.5×10－3°C.
7．3.4kW
解析在Δt時間內(nèi)作用于風(fēng)車的氣流質(zhì)量
m＝πr2vΔtρ
這些氣流的動能為12mv2，
轉(zhuǎn)變成的電能E＝12mv2×10%
所以風(fēng)車帶動的發(fā)電機功率為
P＝EΔt＝12πr2ρv3×10%
代入數(shù)據(jù)得P＝3.4kW.
方法總結(jié)用能量守恒定律解題的一般步驟
(1)首先分析系統(tǒng)的能量，弄清哪種形式的能量在增加，哪種形式的能量在減少．
(2)分別列出減少的能量和增加的能量．
(3)根據(jù)能量守恒定律列方程ΔE減＝ΔE增求解．