教学资源库能的转化与守恒一章相关内容拓展

1、教学资源库：能的转化与守恒一章相关内容拓展1内容拓展（1）从垃圾中获得能量垃圾是废物，人们很讨厌它，处理垃圾也是城市建设中的一个重大问题。但是，现在人们已经开始变废为宝，发挥垃圾的作用了。在匈牙利的布达佩斯有一座垃圾焚烧站，它有四座燃烧炉，以天然气为燃料，每个炉子一小时可以烧15吨城市垃圾。利用焚烧炉的火焰加热锅炉，所产生的蒸汽可以带动一个发电机组。据计算，每燃烧1千吨垃圾，可以得到2万千瓦小时的电能。这座垃圾焚烧站不但可以处理10%的城市垃圾，而且可以提供电能，同时还可以向布达佩斯北面的供暖网输送250°的过热蒸汽。美国马里兰州也有一座城市动力场，它就靠附近12个城市供应的垃圾当燃

2、料，生成蒸汽专供一座工厂使用，每天可节约近30万公升的燃料油。今后的垃圾发电厂，将请化学来帮助提高效率。用发出的一部分点来电解水，产生氢和氧。一部分氢可提高炉内燃烧温度，另一部分氢可作燃料出售，也可用来合成酒精和石油化工产品。新生的氧打进焚烧炉助燃。这样会使垃圾完全燃烧，减少对大气的污染。焚烧垃圾都是在严严实实的密封炉内进行的，臭气在高温中分解，变成清烟，它无臭、无害、无飞尘。对烧不透的残渣，还要经过磁清选，把漏网的金属颗粒截留下来加以利用。如果垃圾太多一时烧不完，可以把他们加工成燃料，例如，往垃圾中通入一氧化碳和蒸汽，加上催化剂，在高压下加热到400，一小时后每吨垃圾可“榨”出170千克燃料

3、油，在氧气助燃下热解垃圾，能产生可燃的瓦斯气，也可以将垃圾有机废物压缩成煤球一样的块状，这是烧锅炉的好燃料。（2）潮汐发电由于引潮力的作用，使海水不断地涨潮、落潮。涨潮时，大量海水汹涌而来，具有很大的动能；同时，水位逐渐升高，动能转化为势能。落潮时，海水奔腾而归，水位陆续下降，势能又转化为动能。海水在运动时所具有的动能和势能统称为潮汐能。我国大陆海岸线长，岛屿众多，北起鸭绿江口，南到北仑河口，长达18000多公里，加上5000多个岛屿的海岸线14000多公里，海岸线共长32000多公里，因此潮汐能资源是很丰富的。据不完全统计，全国潮汐能蕴藏量为11亿千瓦，年发电量可达2750千瓦时，其中可供开

4、发的约3850万千瓦，年发电量870亿千瓦时，大约相当于40多个新安江水电站。目前我国潮汐电站总装机容量已有1万多千瓦。潮汐能的重要应用之一是发电。1913年德国在北海海岸建立了第一座潮汐发电站。1957年我国在山东建成了第一座潮汐发电站。1978年8月1日山东乳山县后沙口潮汐电站开始发电，年发电量230万千瓦时。1980年8月4日我国第一座“单库双向”式潮汐电站江厦潮汐试验电站正式发电，装机容量为3000千瓦，年平均发电1070万千瓦时，其规模仅次于法国朗斯潮汐电站（装机容量为24万千瓦，年发电54亿千瓦时），是当时世界第二大潮汐发电站。简单地说，潮汐发电就是在海湾或有潮汐的河口建筑一座拦水

5、堤坝，形成水库，并在坝中或坝旁放置水轮发电机组，利用潮汐涨落时海水水位的升降，使海水通过水轮机时推动水轮发电机组发电。从能量的角度说，就是利用海水的势能和动能，通过水轮发电机转化为电能。潮汐发电的型式第一种是单库单向电站。即只用一个水库，仅在涨潮（或落潮）时发电，图102是利用落潮时发电的潮汐电站。我国浙江省温岭县沙山潮汐电站就是这种类型。第二种是单库双向电站。用一个水库，但是涨潮与落潮时均可发电，只是在平潮时不能发电，广东省东莞县的镇口潮汐电站及浙江省温岭县江厦潮汐电站，就是这种型式。第三种是双库双向电站。它是用二个相邻的水库，使一个水库在涨潮时进水，另一个水库在落潮时放水，这样前一个水库的

6、水位总比后一个水库的水位高，故前者称为上水库，后者称为下水库。水轮发电机组放在两水库之间的隔坝内，两水库始终保持着水位差，故可以全天发电。潮汐发电的优点是成本低，每度电的成本只相当火电站的八分之一。（3）过山车中的物理知识过山车是一项富有刺激性的娱乐工具。那种风驰电掣、有惊无险的快感令不少人着迷。实际上，过山车的运动包含了许多物理学原理，人们在设计过山车时巧妙地运用了这些原理。如果能亲身体验一下由能量守恒、加速度和力交织在一起产生的效果，那感觉真是妙不可言。     在开始时，过山车的小列车是靠一个机械装置的推力推上最高点的，但在第一次下行后，就再也没有任何装置为

7、它提供动力了。事实上，从这时起，带动它沿着轨道行驶的惟一的"发动机"将是引力势能，即由引力势能转化为动能、又由动能转化为引力势能这样一种不断转化的过程构成的。    第一种能，即引力势能是物体因其所处位置而自身拥有的能量，是由于它的高度和由引力产生的加速度而来的。对过山车来说，它的势能在处于最高点时达到了最大值，也就是当它爬升到"山丘"的顶峰时最大。当过山车开始下降时，它的势能就不断地减少（因为高度下降了），但它不会消能，而是转化成了动能也就是运动能。不过，在能量的转化过程中，由于过山车的车轮与轨道的摩擦而产生了热量，从而损

8、耗了少量的机械能（动能和势能）。这就是为什么要设计成随后的小山丘比开始时的小山丘要低的原因：过山车已经没有上升到像前一个小山丘那样的高度所需要的机械能了。过山车最后一节小车厢里是过山车赠送给勇敢的乘客最为刺激的礼物。事实上，下降的感受在过山车的尾部车厢最为强烈。因为最后一节车厢通过最高点时的速度比过山车头部的车厢要快，这是由于引力作用于过山车中部的质量中心的缘故。这样，乘坐在最后一节车厢的人就能快速地达到和跨越最高点，从而产生一种要被抛离的感觉，因为质量中心正在加速向下。尾部车厢的车轮是牢固地扣在轨道上的，否则在到达顶峰附近时，小车厢就可能脱轨甩出去。车头部的车厢情况就不同了，它的质量中心在“

9、身后”，在短时间内，它虽然处在下降的状态，但是它要"等待"质量中心越过高点被引力推动。     到达“疯狂之圈”时，沿直线轨道行进的过山车突然向上转弯。这时，乘客就会有一种被挤压到轨道上的感觉，因为这时产生了一种表观的离心力。事实上，在环形轨道上由于铁轨与过山车相互作用产生了的一种向心力。这种环形轨道是略带椭圆形的，目的是为了"平衡"引力的制动效应。当过山车达到圆形轨道的最高点时，事实上它会慢下来，但如果弯曲的程度较小时，这种现象会减弱。一旦过山车走完了它的行程，机械制动装置就会非常安全地使过山车停下来。减速的快慢是由气缸来控制的。2相关链接（1） 著作l 高中物理专题分析丛书功、热量和能, 人民教育出版社.。l 中国大百科全书·物理卷， 中国大百科全书出版社