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1、第十一章第十一章 物理学与能源物理学与能源技术技术物理学与能源物理学与能源技术技术1 1学习目标学习目标2 2课时导入课时导入3 3感悟新知感悟新知4 4随堂检测随堂检测5 5课堂小结课堂小结u能量守恒定律能量守恒定律u能量转化的方向性和效率能量转化的方向性和效率u能源能源u核能核能u能源开发与可持续性发展能源开发与可持续性发展皮球在空中运动；太阳内部的原子核在发生剧烈的变皮球在空中运动；太阳内部的原子核在发生剧烈的变化；暖气片内的水中，大量水分子在做无规则的热运动；化；暖气片内的水中，大量水分子在做无规则的热运动；电池一旦接入闭合回路，它内部的化学成分将持续发生反电池一旦接入闭合回路，它内部
2、的化学成分将持续发生反应应运动形式的多样性，对应着能量的多样性。运动形式的多样性，对应着能量的多样性。知识点能量守恒定律能量守恒定律11.能量的相互能量的相互转化转化 不同形式的能量之间可以相互转化，不同形式的能量之间可以相互转化，如灯泡发光是电能转化为光能和内能；燃料燃烧是化学如灯泡发光是电能转化为光能和内能；燃料燃烧是化学能转化为内能。能转化为内能。(1)从能量利用和转化角度来讲，现代化的生活就是以电能从能量利用和转化角度来讲，现代化的生活就是以电能为中心的能量转化和利用的过程。为中心的能量转化和利用的过程。(2)能量的来源：我们生产、生活中利用的能量，追根溯源，能量的来源：我们生产、生活
3、中利用的能量，追根溯源，大都来自太阳。大都来自太阳。2.能量守恒定律能量守恒定律能量既不能创造，也不会消灭；当能量从一个物体能量既不能创造，也不会消灭；当能量从一个物体转移到其他物体或从一种形式转化为其他形式时，总量转移到其他物体或从一种形式转化为其他形式时，总量不变。这称为不变。这称为能量守恒定律能量守恒定律。(1)能量守恒定律的普遍性：能量守恒定律是自然界最普能量守恒定律的普遍性：能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，所有能量转化和转移过遍、最重要的基本定律之一，所有能量转化和转移过程，都遵守能量守恒定律。程，都遵守能量守恒定律。(2)“永动机永动机”的设想违背能量守恒定律，注
4、定以失败而的设想违背能量守恒定律，注定以失败而告终。告终。深度理解深度理解机械能守恒与能量守恒的区别：机械能守恒与能量守恒的区别：(1)机械能的守恒是有条件的机械能的守恒是有条件的没有能量损失或额外的能量没有能量损失或额外的能量补充补充。例如：克服摩擦做功，机械能的总量将减少，损失的机械。例如：克服摩擦做功，机械能的总量将减少，损失的机械能将转化为其他形式的能能将转化为其他形式的能。(2)能量守恒定律的成立不需要条件能量守恒定律的成立不需要条件。这是因为能量的转化形。这是因为能量的转化形式是多样的，可以在机械能、内能、化学能、电能、光能、原子式是多样的，可以在机械能、内能、化学能、电能、光能、
5、原子能等能量形式间相互转化，不限于动能与势能之间。在转化过程能等能量形式间相互转化，不限于动能与势能之间。在转化过程中，一种形式的能量减少，另一种形式的能量必然增加，能量的中，一种形式的能量减少，另一种形式的能量必然增加，能量的总量保持不变总量保持不变。中考中考张家界张家界 宇宙承载着中国人民千百年来的向往，宇宙承载着中国人民千百年来的向往，“祝融号祝融号”火星车已安全到达火星表面。火星车有四火星车已安全到达火星表面。火星车有四片太阳能电池板，整体造型就像一只蝴蝶，太阳能电片太阳能电池板，整体造型就像一只蝴蝶，太阳能电池板是将太阳能转化为池板是将太阳能转化为_；火星车搭载了；火星车搭载了6 台
6、科台科学载荷进行科学探测，其中次表层探测雷达随火星车学载荷进行科学探测，其中次表层探测雷达随火星车一起移动探测并收集地下反馈信息，如果以火星车为一起移动探测并收集地下反馈信息，如果以火星车为参照物，那么次表层探测雷达是参照物，那么次表层探测雷达是_的。的。例1电能电能静止静止解析：解析：太阳能电池板可以将太阳能转化为电能；以火太阳能电池板可以将太阳能转化为电能；以火星车为参照物，次表层探测雷达的位置没有发生变化星车为参照物，次表层探测雷达的位置没有发生变化，所以以火星车为参照物，次表层探测雷达是静止的。，所以以火星车为参照物，次表层探测雷达是静止的。特别提醒判断判断能量的转化，我们主能量的转化
7、，我们主要看它消耗什么能量要看它消耗什么能量,得到什么得到什么能量，总是消耗的能量转化为能量，总是消耗的能量转化为得到的能量。得到的能量。1.能量转化的能量转化的方向性方向性 内能和其他形式的能量的相互转化内能和其他形式的能量的相互转化具有方向性。其他形式的能可以无条件地转化为内能，具有方向性。其他形式的能可以无条件地转化为内能，而内能不能无条件地转化为其他形式的能量。而内能不能无条件地转化为其他形式的能量。例如：汽车在刹车时，动能转化为路面、轮胎、空气的例如：汽车在刹车时，动能转化为路面、轮胎、空气的内能，这些能量不可能再转化为汽车的动能，使汽车再内能，这些能量不可能再转化为汽车的动能，使汽
8、车再开动起来。开动起来。知识点能量转化的方向性和效率能量转化的方向性和效率2拓展延伸提高提高能量利用效率的方法：能量利用效率的方法：1.让燃料充分燃烧；让燃料充分燃烧；2.采取保温隔热措施，减少能量的损失；采取保温隔热措施，减少能量的损失；3.充分利用余热和减少有害摩擦；充分利用余热和减少有害摩擦；4.减少能量转化过程的中间环节。减少能量转化过程的中间环节。中考中考泰州泰州 汽车刹车的过程，伴随着能量从机械能转汽车刹车的过程，伴随着能量从机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程能量的总和化为内能，内能散失到空气中，此过程能量的总和_(填填“增大增大”“不变不变”或或“减小减小”)。散失到空。
9、散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车，气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车，这是因为能量的转化和转移具有这是因为能量的转化和转移具有_性。性。例2不变不变方向方向解析：解析：在汽车刹车的过程中，机械能转化为内能，内在汽车刹车的过程中，机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程遵循能量守恒定律，能量的能散失到空气中，此过程遵循能量守恒定律，能量的总和是不变的；散失到空气中的内能无法自动转化为总和是不变的；散失到空气中的内能无法自动转化为机械机械再用来再用来驱动汽车，这是因为能量的转化和转移具驱动汽车，这是因为能量的转化和转移具有方向性。有方向性。特别提醒能量守恒定律能量守
10、恒定律，是在能量转化，是在能量转化或转移的过程中，各种能量的总和或转移的过程中，各种能量的总和保持不变，保持不变，而不是某种形式的能量而不是某种形式的能量保持不变保持不变。1.能源能源 能源能源是能为人类提供某种形式能量的物质资源。是能为人类提供某种形式能量的物质资源。2.能源的分类能源的分类知识点能源能源3分类标准分类标准类型类型定义定义实例实例产生方式产生方式一次一次能源能源可以从自然界直接可以从自然界直接取得，而不改变其取得，而不改变其基本形态的能源基本形态的能源煤、石油、天煤、石油、天然气、太阳能、然气、太阳能、地热能等地热能等二次二次能源能源一次能源经过加工，一次能源经过加工，转换成
11、另一种形态转换成另一种形态的能源的能源电力、蒸汽、电力、蒸汽、煤油、汽油等煤油、汽油等分类标准分类标准类型类型定义定义实例实例是否被广是否被广泛利用泛利用常规常规能源能源当前被广泛利用的当前被广泛利用的一次能源一次能源煤、石油、天煤、石油、天然气等然气等新能新能源源目前尚未广泛利用目前尚未广泛利用而正在积极研究以而正在积极研究以便推广的一次能源便推广的一次能源太阳能、地热太阳能、地热能、潮汐能等能、潮汐能等分类标准分类标准类型类型定义定义实例实例能否再生能否再生可再生可再生能源能源能够不断得到补能够不断得到补充以供使用的一充以供使用的一次能源次能源水力、风能、水力、风能、太阳能、潮汐太阳能、潮
12、汐能、地热能等能、地热能等不可再不可再生能源生能源短期内无法再生短期内无法再生的一次能源的一次能源煤、石油、核煤、石油、核燃料等燃料等特别提示“可再生能源可再生能源”和和“不可再生能不可再生能源源”都是针对一次能源而言的，都是针对一次能源而言的，即只即只有对一次能源来讲，才能说其属于有对一次能源来讲，才能说其属于“可再生能源可再生能源”或或“不可再生能源不可再生能源”。分类标准分类标准类型类型定义定义实例实例是否造成是否造成环境污染环境污染清洁型清洁型能源能源对环境无污染或对环境无污染或污染很小的能源污染很小的能源太阳能、水力、太阳能、水力、风能等风能等污染型污染型能源能源对环境污染较大对环境
13、污染较大的能源的能源煤、石油等煤、石油等误区警示新能源新能源可能是人类早已发现或者在局部地区或可能是人类早已发现或者在局部地区或领域已得到小范围的有限使用的能源领域已得到小范围的有限使用的能源,不一定是人类不一定是人类刚刚发现的甚至未被使用的能源。刚刚发现的甚至未被使用的能源。清洁能源不是对环境没有任何的影响清洁能源不是对环境没有任何的影响,只是对环只是对环境的影响是很小的、有限的。境的影响是很小的、有限的。3.能源危机能源危机 世界世界经济的发展和人口的增加，导致了能源经济的发展和人口的增加，导致了能源需求量的迅速增长，地球上传统的一次能源储量远远不需求量的迅速增长，地球上传统的一次能源储量
14、远远不能满足人类长期的需要，能满足人类长期的需要，21 世纪人类社会正面临严重世纪人类社会正面临严重的能源匮乏。的能源匮乏。知识链接能源危机能源危机产生的原因：产生的原因：(1)目前，人类使用的能源主要是不可目前，人类使用的能源主要是不可再生能源；再生能源；(2)能量的转化和转移具有方向性。能量的转化和转移具有方向性。中考中考泰州泰州 下列能源中属于可再生能源的是下列能源中属于可再生能源的是()A.石油石油 B.煤炭煤炭 C.天然气天然气 D.风能风能例3解析：解析：石油、煤炭、天然气在短时间内不能从自然界石油、煤炭、天然气在短时间内不能从自然界中得到补充，是不可再生能源，故中得到补充，是不可
15、再生能源，故A、B、C 均不符合题均不符合题意；风能可以从自然界源源不断获得，是可再生能源，意；风能可以从自然界源源不断获得，是可再生能源，D 符合题意。符合题意。D易错提醒能源能源从不同的角度可以进行不同的分类。在解答从不同的角度可以进行不同的分类。在解答能源分类的问题时，能源分类的问题时，一一要看清题目中要求从哪个角要看清题目中要求从哪个角度进行分类，度进行分类，二二要明确可再生能源与不可再生能源、要明确可再生能源与不可再生能源、一次能源与二次能源、清洁型能源与污染型能源、一次能源与二次能源、清洁型能源与污染型能源、常规能源与新能源的区别。常规能源与新能源的区别。1.核能核能 重重核裂变或
16、轻核聚变，将释放出巨大的能量，这核裂变或轻核聚变，将释放出巨大的能量，这就是核能，也就是原子能。就是核能，也就是原子能。2.核裂变核裂变 重原子核分裂成较轻的原子核。重原子核分裂成较轻的原子核。知识点核能核能43.链式反应链式反应 当当一个中子轰击一个铀核引起铀核裂变并释一个中子轰击一个铀核引起铀核裂变并释放能量的同时，还释放出放能量的同时，还释放出2 3个个中子，如果这些中子中子，如果这些中子再引起其他铀核裂变，就可使反应不断地进行下去，这再引起其他铀核裂变，就可使反应不断地进行下去，这种反应叫做链式反应。种反应叫做链式反应。4.核裂变的应用核裂变的应用(1)原子弹，速度不加控制的核裂变。原子弹，速度不加控制的核裂变。(2)核电站，主要由核反应堆、蒸汽轮机和发电机等组成。核电站，主要由核反应堆、蒸汽轮机和发电机等组成。核电站利用核反应堆工作时释放的能量使水汽化，推核电站利用核反应堆工作时释放的能量使水汽化，推动蒸汽轮机带动发电机发电。动蒸汽轮机带动发电机发电。核电站中的能量转化：核能核电站中的能量转化：核能 内能内能 机械能机械能 电能。电能。核电站的优点：消耗很少的核燃料，就可以产
