能源的开发与利用.doc

6．能源的开发与利用
学习目标知识脉络1.了解各种不同形式的能，知道能量守恒定律确定的两类重要事实．(重点)
2．知道能量守恒定律的内容，会用能量守恒的观点分析、解释一些实际问题．(重点、难点)
3．知道能源短缺和环境恶化问题，增强节约能源和环境保护意识.能量守恒定律eq\x([先填空])
1．能量的转化
自然界存在着各种不同形式的能量—机械能(动能和势能)、内能、电能、化学能、核能等，各种不同形式的能量可以相互转化．
2．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另一个物体，在转化或转移的过程中其总量保持不变．
(2)机械能守恒定律与能量守恒定律的关系
机械能守恒定律是普遍的能量守恒定律在特种背景下一种特殊表现形式．
eq\x([再判断])
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．(×)
eq\x([后思考])
一个叫丹尼斯·李(DennisLee)的美国人在《美国今日》《新闻周刊》等全国性报刊上刊登大幅广告，在全美各地表演，展示其号称无需任何能源的发电机．
你认为这种发电机能造出来吗？并说明原因．
DennisLee和他的永动机
图4­6­1
【提示】不能．丹尼斯·李发明的发电机不消耗其他能量而源源不断地产生电能，违背了能量守恒定律，因此这种发电机不能制造出来．
eq\x([合作探讨])
“神舟十号”飞船返回舱进入地球大气层以后，由于它的高速下落，而与空气发生剧烈摩擦，返回舱的表面温度达到1000摄氏度．
图4­6­2
探讨1：进入大气层很长一段时间，返回舱加速下落，返回舱表面温度逐渐升高．该过程动能和势能怎么变化？机械能守恒吗？
【提示】该过程动能增加，势能减少，克服空气阻力做功，机械能不守恒．
探讨2：返回舱表面温度越高，内能越大．该过程中什么能向什么能转化？机械能和内能的总量变化吗？
【提示】该过程机械能向内能转化．根据能量守恒定律，机械能和内能的总量不变．
eq\x([核心点击])
1．功与能量的转化
不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的．做功的过程就是各种形式的能量之间转化(或转移)的过程，且做了多少功，就有多少能量发生转化(或转移)．因此，功是能量转化的量度．
2．功与能的关系
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WG＝Ep1－Ep2负功重力势能增加弹力做功正功弹性势能减少W弹＝Ep1－Ep2负功弹性势能增加合力做功正功动能增加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W外＝E2－E1负功机械能减少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；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】这四个现象中物体运动过程中都受到运动阻力，汽车主要受摩擦阻力，流星、降落伞受空气阻力，条形磁铁下落受磁场阻力，因而物体都克服阻力做功，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为其他形式的能，总之是机械能转化成了其他形式的能，D对．故A、D选项正确．
【答案】AD
2．(多选)在体育比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项．质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F，那么在他减速下降高度为h的过程中，下列说法正确的是(g为当地的重力加速度)()
【导学号：22852119】
图4­6­3
A．他的动能减少了Fh－mgh
B．他的重力势能增加了mgh
C．他的机械能减少了(F－mg)h
D．他的机械能减少了Fh
【解析】由动能定理，ΔEk＝mgh－Fh，动能减少了Fh－mgh，A选项正确；他的重力势能减少了mgh，B选项错误；他的机械能减少了ΔE＝Fh，C选项错误，D选项正确．
【答案】AD
3．如图4­6­4所示，某人乘雪橇从雪坡经A点滑至B点，接着沿水平路面滑至C点停止．人与雪橇的总质量为70kg.表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据，请根据图表中的数据解决下列问题：
图4­6­4
(1)人与雪橇从A到B的过程中，产生的热量是多少？
(2)设人与雪橇在BC段所受阻力恒定，求阻力大小．(g取10m/s2)
位置ABC速度(m/s)2.012.00时刻(s)0410【解析】(1)从A到B的过程中，人