例：风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源

1、能量守恒定律与能源一、教学目标1、知识与技能理解能量守恒定律，知道能源和能量耗散。2、过程与方法通过对生活中能量转化的实例分析，理解能量守恒定律的确切含义。3、情感、态度与价值观1用能量的观点分析问题应该深入学生的心中，因为这是最本质的分析方法。2感知我们周围能源的耗散，树立节能意识。二、教学重点1能量守恒定律的内容。2应用能量守恒定律解决问题。三、教学难点1理解能量守恒定律的确切含义。2能量转化的方向性。四、课时安排1课时五、教学过程新课导入：在机械能这一章中，第一节的内容就是追寻守恒量，通过学习，我们知道，在一定条件下，机械能是一个守恒量。下面找个同学来回答机械能守恒定律的内容，再找个同学

2、来回答机械能守恒的条件。我举个例子，请同学们来判断机械能是否守恒？举例：老师手提课本，使课本匀速上升，课本机械能是否守恒？受力分析：能量转化分析：视频：空降兵高空跳伞，设这个过程都是匀速的，分析这个过程中机械能是否守恒？受力分析：能量转化分析：小结：当有除了重力或弹力以外的力对物体做功时，机械能发生变化。外力做正功，物体的机械能增加，机械能增加量等于外力对物体做的功；外力做负功，物体的机械能减少，机械能减少量等于外力对物体做的功。所以物体所处的系统机械能守恒是有条件的，当外力对物体做功时，系统机械能不守恒，此时外力对系统做的功等于系统机械能的变化，这个结论就是功能原理。能量的转化不一定局现在机

3、械能内部。200年来，科学家们一直在关注自然现象之间的普遍联系与各种能量的相互转化。1801年，英国化学家戴维发现电流的化学效应电和化学的联系1820年，奥斯特发现电流的磁效应电与磁的联系1821年，德国物理学家赛贝克发现温差电现象热与电的联系1831年，法拉第发现电磁感应现象电与磁的联系1840年，焦耳发现电流的热效应电与热的联系1843年，焦耳测定了热功当量的数值力与热的联系1843年，德国的医生与物理学家迈尔描述了能量守恒定律1847年，亥姆霍兹从理论上概括和总结了能量守恒定律一能量守恒定律1、能量守恒定律的内容能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转

4、移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。理解：机械能守恒定律的条件是只有重力或弹力做功；而能量守恒定律是自然界的最基本最普遍的规律之一，具有普适性，经过了无数实践的检验的一条真理。2、导致能量守恒定律最后确定的两类重要事实确立了永动机不可能性和发现了各种自然现象之间的相互联系与能量转化例题：在学习了多种形式的能的基础上，学生举例所知道的能并举出能量相互转化的例子。例子1：电灯能够发光发热是因为电能转化成了光能和内能；例子2：两物体相互摩擦的时候，温度会升高是因为机械能转化成为了内能；例子3：发射火箭的时候，化学能转化成为了机械能；例子4：汽车行驶的时候，化学能转化成为了机械

5、能；思考：既然能量是守恒的，我们为什么还要节约能源？二能源和能量耗散1能量耗散问题1：骑自行车在路口遇到红灯时要刹车，能量是怎样转化的？问题2：这些散发在环境中的内能能否自发收集起来重新利用？这种一旦把能量释放出去，就不会再次自发聚集起来供人类重新利用的现象叫能量耗散。能量耗散表明，在能源的利用过程中，能量在总量上并没有减少，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。这是能源危机更深层次的含义，也是自然界的能量虽然守恒，但还是要节约能源的根本原因。在能源的利用过程中，以上说明能量转化有方向性，正是因为能量转化的方向性，能量的利用受这种方向性制约，所以能量的利用是有条件的，也是有

6、代价的。所以我们在节约能源的同时要开发可再生能源。2、能源：常规能源石油、煤、天然气新能源太阳能、风能、潮汐能、氢能、核能、生物能能源问题的解决：（1）、开发和利用新能源：前景非常广阔，目前技术还不成熟，需要投入的资金非常巨大例1、风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源。风力发电机是将风能(气流的动能)转化为电能的装置。其主要部件包括风轮机、齿轮机、发电机等。如图所示。风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受的风能的面积。设空气密度为p,气流速度为V，风轮机叶片长度为r，求单位时间内流向风轮机的最大风能pm在风速和叶片数确定的情况下，要提高风轮机单位时间接受的风能，简述可采取的措

7、施。已知风力发电机的输出功率p与p成正比。某风力发电机在风速V二9mjs时能够m1输出电功率P二540kw。我国某地区风速不低于v二6ms的时间每年约为5000小时。12试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时？解：(1)风垂直流向风轮机时，提供的风能功率最大。单位时间内垂直流向叶片旋转面积的气体质量为pvs，s=nr2风能的最大功率可表示为P=1(Pvs)v2二1Pv兀r2V2二1兀pr2V3m222采取措施合理，如增加叶片长度，安装调向装置保持风轮机正向迎风等。p1=x540kw=160kw，v)3(2)按题意，风力发电机的输出功率为P=-22v最小年发电量约为w=pt=16

8、0 x5000kw-h=8x105kw-h2练习：解：(1)依题意可知，三峡水库第二期蓄水后，用于发电的水流量每秒为1.35x104m33500m3=10000m3/s,每秒钟转化为电能是：mghx20%=pVghx20j=1.0 x103x1.0 x104x10 x135x20%J/s=2.7x109J/s发电功率最大是2.7x109W=2.7x106kW。(2)设三口之家每户的家庭生活用电功率为1kW,考虑到不是每家同时用1kW的电，我们平均每家同时用电0.5kW，则三峡发电站能供给=5.4x106户用电，人口数为3x5.4x106=16.2x106人，即可供16个百万人口城市的生活用电。（2）、节约使用常规能源：城市能源系统优化：个体建筑排热应纳入综合能源系统。新型的建筑材料：保温隔热的墙体材料等日常生活中的节能：例2、随着人类能量消耗的迅速增加，如何有效地提高能量利用率是人类所面临的一项重要任务.如图是上海明珠线某轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨