《（教科版）物理必修二 4.6《能源的开发与利用》ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（教科版）物理必修二 4.6《能源的开发与利用》ppt课件（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、知道 “ 生物质能 ” 吗 ? 生物质能是绿色植物通过叶绿素将大量的太阳能转化为化学能而储存在生物质内部的能量 . 广袤的森林是生物质能的宝库 , 如图所示 油、天然气等常规能源外 ,你还知道哪些新型能源 ? 1 . 了解能源的概念 , 了解常规能源类型 , 了 解常规能源的储量与人类需求的矛盾 . 2 . 了解常规能源的使用与环境污染的关系 . 3 . 了解哪些能源是清洁能源 , 哪些能源是可再生能源 . 一、能量守恒定律 内容要点 能量 一个物体能够 对外 做功 , 我们就说这个物体具有 能量 能量守 恒定律 能量既不会 消灭 , 也不会 创生 , 它只会从一种形式 转化 为另一种形式 ,
2、 或者从一个物体 转移 到另一个物体 , 而在 转化 或 转移 的过程中 , 能量的总和保持 不变 知识 要点 (1) 功是能量转化的 量度 : 做功的过程就是能量转化的过程 , 做了多少功 ,就有多少能量发生转化或转移 ; 转化或转移 了多少能量就说明做了多少功 (2) 系统内力做功是能量转移 , 例如 : 物体和弹簧构成的系统 , 弹力做功 , 弹性势能减少 , 动能增加 (3) 系统外力做功是能量转化 , 例如人踢球时 , 人对球做了功 , 人的化学能减少 , 球的机械能增加 二、能源的利用 内容要点 能源 能够提供 可利用 能量的自然资源 能源 利用 简史 (1 ) 柴薪时期 : 从火
3、的发现到 18 世纪 . 人类以树枝、杂草做燃料 , 同时利用畜力、风力和水力等能源 (2 ) 煤炭时期 : 以蒸汽机为主的动力机械所带动的 18 世纪产业革命时期 . 煤炭 成为人类社会生产和生活的主要能源 (3 ) 石油时 期 : 内燃机广泛使用时期 . 以 石油 、天然气为主要能源 能源与 人类 能源的大量消耗 , 一方面提高了生产效率 , 改善了人类生活 ; 另一方面也造成了严重的环境污染 . 由于向大气中大量排放二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等物质 , 造成 酸雨 和 温室效应 等 新能源 的开发 (1 ) 新能源种类 : 风能、海洋能、太阳能、地热能、氢能、生物能及 核聚变 能等 (
4、2 ) 新能源特点 : 可再生 , 污染小 探究一 探究二探究一 几种常见的功能关系 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 p 1- 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 =- 负功 弹性势 能增加 合力做功 正功 动能增加 动能变化 W 合 =- 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 外 =1【例 1 】 行驶中的汽车制动后滑行一段距离 , 最后停下 ; 流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰 ; 降落伞在空中匀速下降 ; 条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈 , 线
5、圈中产生电流 . 上述不同现象中 所包含的相同的物理过程是 ( ) A. 物体克服阻力做功 B. 物体的动能转化为其他形式的能量 C. 物体的势能转化为其他形式的能量 D. 物体的机械能转化为其他形式的能量 解析 : 四个现象中物体运动过程中都受到阻力 , 汽车主要是制动阻力 , 流星、降落伞是空气阻力 , 条形磁铁下落受磁场阻力 , 因而物体都克服阻力做功 , 故 A 对 ; 四个物体运动过程中 , 汽车是动能转化成了内能 , 流星、降落伞、条形磁铁是重力势能转化成其他形式的能 , 总之是物体的机械能转化为其他形式的能 , 故 D 对 . 答案 : 探究一 探究二探究一 探究二题后反思 :
6、在能量转化过程中 , 可以从以下三个方面理 解 : ( 1 ) 能量有多种不同的形式 , 且不同形式的能可以相互转化 ;( 2 ) 不同形式的能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 ;( 3 ) 做了多少功就有多少能量发生转化 , 即功可以用来量度能量的变化 . 探究一 探究二探究二 能量守恒定律的理解和应用 理解 (1) 某种形式的能量减少 , 一定存在另一种形式的能量增加 , 且减少量和增加量相等 (2) 某个物体的能量减少 , 一定存在另一个物体的能量增加 , 且减少量和增加量相等 特点 (1) 能量守恒定律是普遍适用的 , 对宏观世界、微观世界、高速运动、低速运
7、动等都成立 (2) 能量守恒定 律反映了自然现象的普遍联系 , 提醒人们自然科学是相互联系、相互统一的 (3) 能量守恒定律是人类利用自然的重要法宝 解题 步骤 (1) 首先分清有多少种形式的能量在变化 (2) 分别列出减少的能量 或找出初状态的总能量末(3) 列等式 初=探究一 探究二用能量观点分析、解决物理问题 , 往往具有简便、适用范围广等优点 , 同学们要逐步养成用能量的观点分析、解决问题的习惯 . 探究一 探究二【例 2 】 如图所示 , 质量为 m 的小铁块 A 以水平速度 v 0 从左端冲上质量为M 、长为 l 置 于光滑水平面 C 上的木板 B ,刚好不从木板上掉下 , 已知
8、A 、 , 此时木板对地位移为 x , 求这一过程中 : ( 1 ) 木板增加的动能 ; ( 2 ) 小铁块减少的动能 ; ( 3 ) 系统机械能的减少量 . 解析 : ( 1 ) 对 B 根据动能定理得 : m g x =12 , 从上式可知 : = m g x . ( 2 ) 滑动摩擦力对小铁块 A 做负功 , 使小铁块的动能减少 , 根据功能关系可知 : = x + l ) . ( 3 ) 系统机械能的减少量为系统克服摩擦力做的总功 , 即 E 减=f l= m g l . 答案 : ( 1 ) m g x ( 2 ) x+l ) ( 3 ) m g l 探究一 探究二探究一 探究二题后
9、反思 : 相对运动物体的功能关系 两个相互作用的物体有相对运动时 , 例如一个物体在另一个物体上滑动、子弹打入木块等 . 此时两物体所受的作用力大小相等 , 方向相反 , 求功时应分别找出各自对地的位移 . 系统产生的内能等于摩擦力与相对位移的乘积 . 1 下列对能量守恒定律的认识 ,正确的是 ( ) A. 某种形式的能量减少 , 一定存在其他形式的能量增加 B. 某个物体的能量减少 , 必然有其他物体的能量增加 C. 散失到周围环境中的内能还能被回收重新利用 D. 石子从空中落下 , 最后停止在地面上 ,说明机械能消失了 解析 : 由能量守恒定律可知 , 能量既不会消失 , 也不会创生 ,
10、能量只能从一种形式转化为其他形式 , 或者从一个物体转移到其他物体 , 故 A 、 B 正确 , D 错误 ; 散失到周围环境中的内能不能被回收重新利用 , C 错误 . 答案 : 1 2 3 4 5 62 一辆汽车在关闭油门后继续沿水平方向向前运动 ,从能量转化的角度来看 , 它的 ( ) A. 动能不变 B. 机械能不变 C. 动能转化为势能 D. 动能转化为内能 解析 : 关闭油门后 , 汽车减速 , 动能减少 , 势能不变 , 机械能减少 , 动能转化为内能 . 答案 : D 1 2 3 4 5 63 如图所示 , 一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的 O 点 , 另一端系一小球 , 给小
11、球一足够大的初速度 , 使小球在斜面上做圆周运动 , 在此过程中 ( ) A. 小球的机械能守恒 B. 重力对小球不做功 C. 绳的张力对小球不做功 D. 在任何一段时间内 , 小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少 解析 : 斜面粗糙 , 小球受到重力、支持力、摩擦力、绳子拉力 , 由于除重力做功外 , 摩擦力做负功 , 机械能减少 , A 、 B 错误 ; 绳子的张力总是与运动方向垂直 , 故不做功 , C 正确 ; 小球动能的变化等于合外力做功 , 即重力与摩擦力做功 , D 错误 . 答案 : C 1 2 3 4 5 64 如图所示 , 木块静止在光滑水平桌面上 , 一子弹水平射
12、入木块的深度为 子弹与木块相对静止 , 在子弹入射的过程中 , 木块沿桌面移动的距离为 L ,木块对子弹的平均阻力为 f , 那么在这一过程中 不正确 的是 ( ) A. 木块的机械能增量为 B. 子弹的机械能减少量为 f ( L + d ) C. 系统的机械能减少量为 D. 系统的机械能减少量为 f ( L + d ) 答案 : D 1 2 3 4 5 65 关于 “ 节约能源 ” ,下面说法中正确的是 ( ) A. 由于自然界的能量的总和是守恒的 , 所以节约能源是毫无意义的 B. 浪费能源 , 只是浪费个人金钱 , 对整个社会和自然是 无关紧要的 , 因为能量是守恒的 C. 从能量转化的
13、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 , 所以 “ 节约能源 ” 对人类社会发展有很大的影响 D. 上述说法都是错误的 解析 : 能量虽然守恒 , 但能量耗散现象表明能量的转化具有方向性 , 在利用的过程中能量的品质降低了 , 故仍需要节约能源 , C 正确 . 答案 : C 1 2 3 4 5 66 一种风力发电装置的扇面面积 S= 2当风速 v= 1 0 m / s 时 , 该装置的发电机组输出功率为 8 7 5 W . 已知空气的密度 = 1 . 2 9 k g / 求该装置的能量转化效率 . 解析 : 沿风的方向上取面积为 S 、长 度为 圆柱体 , 则在 t 时间内该圆柱体内的风的动能将被转化为其他形式的能 , 所以 : E 总 =122 输入总功率 : P 总 =总=12 1290W 所以能量转化效率 : =输出总 100% =8751290 100% = 68% . 答案 : 68% 1 2 3 4 5 6
