高中物理 第7章 10 能量守恒定律与能源教案 新人教版必修2-新人教版高一必修2物理教案.doc

10．能量守恒定律与能源
[学习目标]1.知道能量守恒定律的内容．(重点)2.理解能量守恒定律的确切含义．3.掌握应用能量守恒定律解决问题的方法．(重点)4.知道能量转化的方向性．(难点)

一、能量守恒定律
1．定律内容
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．
2．建立定律的两个重要事实
(1)确认了永动机的不可能性．
(2)各种自然现象之间能量的相互联系与转化．
3．机械能守恒定律与能量守恒定律的关系
机械能守恒定律是能量守恒定律的特殊背景下一种特殊的表现形式．
二、能源和能量耗散
1．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，它又通过灯泡转化成内能和光能，热和光被其他物体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．这种现象叫作能量的耗散．
2．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．
3．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．

1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)当一个物体的能量减少时，一定有其他物体的能量增多． (√)
(2)做功越多，能量的转化也越多． (√)
(3)物体做了多少功，就有多少能量消失． (×)
(4)煤、石油、天然气属于常规能源． (√)
(5)冒起的煤烟和散开的炭灰可以重新合成一堆煤炭． (×)
2．煤、石油、天然气和生物质能作为能源的共同特点是()
A．都为可再生能源，取之不尽，用之不竭
B．都为不可再生能源，用一点，少一点
C．都为来自太阳辐射的能量
D．都为污染环境的能源
C[煤、石油、天然气是不可再生能源，对环境污染严重，生物质能是可再生能源，对环境无污染或污染少，但它们都来自太阳辐射．因此，选项C正确，其他选项均错误．]
3．“天舟一号”发射成功，我国将迈进“空间站时代”，如图所示，“天舟一号”在点火后，竖直加速上升的过程中，忽略其质量的变化，则“天舟一号”的()

A．重力势能减少，动能减少，机械能减少
B．重力势能减少，动能增加，机械能增加
C．重力势能增加，动能减少，机械能减少
D．重力势能增加，动能增加，机械能增加
D[“天舟一号”竖直加速上升的过程中，高度增加，速度增大，由Ep＝mgh和Ek＝eq\f(1,2)mv2知，其重力势能增加，动能增加，故机械能增加，D正确．]
4．一个盛水袋，某人从侧面缓慢推装液体的袋壁使它变形至如图所示位置，则此过程中袋和液体的重心将()

A．逐渐升高
B．逐渐降低
C．先降低再升高
D．始终不变
A[人对液体做正功，液体的机械能增加，液体缓慢移动可以认为动能不变，重力势能增加，重心升高，A正确．]

功能关系的理解与应用1．功能关系的概述
(1)不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的，做功的过程就是能量之间转化的过程．
(2)功是能量转化的量度．做了多少功，就有多少能量发生转化．
2．功与能的关系
由于功是能量转化的量度，某种力做功往往与某一种具体形式的能量转化相联系，具体功能关系如下：
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＝
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＝
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＝
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外＝E2－E1负功机械能减少【例1】(多选)如图所示，动滑轮下系有一个质量为1kg的物块，细线一端系在天花板上，另一端绕过动滑轮．用F＝6N的恒力竖直向上拉细线的另一端．滑轮、细线的质量不计，不计一切摩擦．经过1s，则()

A．重力势能增加了
B．拉力F做功为12J
C．物体的动能增加了10J
D．物体的机械能增加了12J
ABD[如图所示，物体受到两个力的作用：拉力F′＝2F和重力mg.

由牛顿第二定律得F′－mg＝ma，a＝2m/s2，
物体从静止开始运动，1s内的位移为：x＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)×2×12m＝1m，重力势能增加Ep＝mgx＝10J，A正确．
拉力F的作用点为绳的端点，在物体发生1m位移的过程中，绳的端点的位移为x′＝2x＝2m
所以拉力F做的功为W＝Fx′＝6×2J＝12J，故B正确；
C．物体的速度v＝at＝2m/s2，物体的动能增加了Ek＝eq\f(1,2)