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能量守恒定律与能源

编辑: 路逍遥 关键词: 高一 来源: 记忆方法网
7.10 能量守恒定律与能源 学案(人教版必修2)

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发展的大问题.
(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____,
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____________.

【概念规律练】
知识点一 能量守恒定律
1.关于能量守恒定律,下列说法错误的是(  )
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
2.下列说法正确的是(  )
A.随着科技的发展,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
3.历史上曾有许多人试图发明一种机器,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.


知识点二 能量耗散
4.关于“能量耗散”的下列说法中,正确的是(  )
A.能量在转化过程中,有一部分能量转化为内能,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.能量耗散表明,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.能量耗散表明,各种能量在不转化时是守恒的,但在转化时是不守恒的
5.下列说法正确的是(  )
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.能量耗散表明,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
【方法技巧练】
应用能量守恒定律解题的方法
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,则水落下后的
温度将升高多少?(g取10 m/s2)

7.某地平均风速为5 m/s,已知空气密度是1.2 kg/m3,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,则该风
车带动的发电机功率是多大?
参考答案
课前预习练
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
课堂探究练
1.A [能量可以在不同物体之间转移也可以转化,但能的总量保持不变.]
2.C [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发明,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,即使以后科技再发达,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部分,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.]
3.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.
4.AC
5.ACD [本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;能量耗散表明能量在数量上并未减少,只是在可利用的品质上降低了.]
6.9.5×10-3 °C
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,由能量守恒定律有:mgh×20%=cmΔt,代入数据,解得Δt=9.5×10-3 °C.
7.3.4 kW
解析 在Δt时间内作用于风车的气流质量
m=πr2v?Δtρ
这些气流的动能为12mv2,
转变成的电能E=12mv2×10%
所以风车带动的发电机功率为
P=EΔt=12πr2ρv3×10%
代入数据得P=3.4 kW.
方法 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.

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