6. 能源的开发与利用教案和课堂实录

第四章

机械能和能源

4.6 能源的开发与利用

[学习目标定位]

1. 了解各种不同形式的能，知道能量守恒定律确立的两类重要事实. 2. 能够叙述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. 3. 了解能源的开发和利用，知道能量短缺和环境恶化问题，增强节约能源和环境保护意识.

一、能量守恒定律

[问题设计] 1．在验证机械能守恒定律的实验中，重物带着纸带下落时，计算结果发现，减少的重力势能的值大于增加的动能的值，即机械能的总量在减少．原因就是存在纸带和打点计时器之间的摩擦力和空气的阻力等．是不是考虑了各种摩擦和阻力后这部分能量就消失了呢？

2．请说明下列现象中能量是如何转化的？

(1)植物进行光合作用．

(2)放在火炉旁的冰融化变热．

(3)电流通过灯泡，灯泡发光．

[要点提炼] 1．能量守恒定律的理解

某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增加量一定

．

某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定

．

2．能量守恒定律的表达式

(1)从不同状态看，E＝E初终．

减．(2)从能的转化角度看，ΔE＝ΔE增(3)从能的转移角度看，ΔEA增＝ΔE

B减．二、能源的利用和新能源的开发

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，煤和石油成为人类的主要能源．

2．能源利用方式的改进极大地提高了劳动生产率，给人类的生活带来了极大的改善，

的利用和

的诞生引起了产业革命．但能源的大量使用引起了环境问题．

3．新能源开发

(1)正在开发的新能源有风能、海洋能、太阳能、地热能、氢能、生物质能及核聚变能等．

(2)在合理开发和节约使用煤、石油、天然气等常规能源的同时，要大力开发核聚变能、太阳能、风能、地热能、海洋能等新能源．

1

三、功能关系的理解

1．功和能的关系可以从以下两个方面来理解：

(1)不同形式的能量之间的转化通过做功来实现，即做功的过程就是能量

的过程；

(2)做了多少功就有多少能量从一种形式转化为另一种形式，即能量转化的多少可用

来量度．

2．常用的几种功能关系

一、对能量守恒定律的理解

例1

下列关于能量守恒定律的认识正确的是(

) A．某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加

B．某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加

C．不需要任何外界的动力而持续对外做功的机械——永动机不可能制成

D．石子从空中落下，最后静止在地面上，说明机械能消失了

二、能量守恒定律的应用

例2

如图所示，一个粗细均匀的U形管内装有同种液体，液体质量为m.在管口右端用盖板A密闭，两边液面高度差为h，U形管内液体的总长度为4h，拿去盖板，液体开始运动，由于管壁的阻力作用，最终管内液体停止运动，则该过程中产生的内能为(

)

A.

mgh

B.

mgh

C.

mgh

D.

mgh

2

三、对功能关系的理解和应用

例3

如图所示，在光滑的水平面上，有一质量为M的长木块以一定的初速度向右匀速运动，将质量为m的小铁块无初速度地轻放到长木块右端，小铁块与长木块间的动摩擦因数为μ，当小铁块在长木块上相对长木块滑动L时与长木块保持相对静止，此时长木块对地的位移为l，求这个过程中

m(1)系统产生的热量；

M(2)小铁块增加的动能；

(3)长木块减少的动能；

(4)系统机械能的减少量．

针对训练

一质量为1 kg的物体被人用手以2 m/s的速度竖直向上匀速提升1 m，则下列说法正确的是(g取10 N/kg)(

) A．物体上升过程中机械能守恒

B．物体的机械能增加10 J C．合外力对物体做功2 J D．物体克服重力做功2 J

一、能量守恒定律的表达式

E＝E或ΔE＝ΔE或ΔE初终增减＝ΔEA增

B减．二、能源的利用和新能源的开发

三、功能关系的理解

1．功是能量转化的量度．

2．常用的几种功能关系．

3

1．(对能量守恒定律的理解)利用能源的过程实质上是(

) A．能量的消失过程

B．能量的创造过程

C．能量不守恒的过程

D．能量转化或转移并且耗散的过程

2．(能量守恒定律的应用)一颗子弹以某一速度击中静止在光滑水平面上的木块，并从中穿出，对于这一过程，下列说法正确的是(

) A．子弹减少的机械能等于木块增加

的机械能

B．子弹和木块组成的系统机械能的

损失量等于系统产生的热量

C．子弹减少的机械能等于木块增加

的动能与木块增加的内能之和

D．子弹减少的机械能等于木块增加

的动能与木块和子弹增加的内能之和

3．(对功能关系的理解)某人将重物由静止开始举高h，并使物体获得速度v，则下列说法中不正确的是(

) A．物体所受合外力对它做的功等

于物体动能的增加

B．此人对物体做的功等于物体动

能和重力势能的增加量

C．物体所受合外力做的功等于物

体动能和重力势能的增加量

D．克服重力做的功等于物体重力

势能的增加量

4．(功能关系的应用)如图所示，斜面的倾角为θ，质量为m的滑块距挡板P的距离为x，滑0块以初速度v沿斜面上滑，滑块与斜面间的动摩擦因数0为μ，滑块所受摩擦力小于重力沿斜面向下的分力．若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失，求滑块经过的总路程．

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