能量守恒定律与能源课件 2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

12.4

能源与可持续发展第十二章

电能

能量守恒定律

人教版（2019）必修第三册

内能可以转化成电能，电能可以转化成光能、内能或机械能……既然能量是守恒的，不会凭空消失，为什么我们还要节约能源呢?导入新课1．列举各种实例，说明能量是如何转化的，解释能量守恒定律的含义。2．通过实例分析知道能量耗散，认识自然界中能量转化的方向性。3．收集资料，讨论能源的开发与利用所带来的环境污染问题，认识环境污染的危害，思考科学·技术·社会·环境协调发展的关系，具有环境保护的意识和行动。4．了解太阳能、水能、核能和风能等能源的开发和合利用，知道利用能量是人类生存和发展的必要条件之一。知道人类利用的能量来自可再生能源和不可再生能源，认识合理使用能源的重要性，具有可持续发展的观念，养成节能的习惯。学习目标WG:W弹:W合:W非G非弹:1.能量的多样性

说一说：你知道的能量形式？能量之间有联系吗？对应于不同的运动形式，能的形式也是多种多样的。一、

能量守恒定律2.不同形式的能之间可以在一定条件的情况下相互转化。重力势能其它形式能弹性势能其它形式能动能其它形式能机械能其它形式能下列现象，实现了什么能之间的转化？3.能量守恒定律⑵定律的表达式E初＝E末或△E增＝△E减⑴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，而在转化或转移过程中，能量的总量保持不变。例题

下列对能的转化和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器——永动机是不可能制成的D.石子从空中落下，最后静止在地面上，说明机械能消失了练习

一个物体沿粗糙斜面匀速滑下，则下列说法正确的是

（

）

A.物体机械能不变，内能也不变

B.物体机械能减小，内能不变

C.物体机械能减小，内能增大，机械能与内能总量减小

D.物体机械能减小，内能增大，机械能与内能总量不变DABC结论：热量总是自发地从高温物体向低温物体转移，而不会自发地由低温物体向高温物体转移。思考：把刚煮好的热鸡蛋放在冷水中，过一会，鸡蛋的温度降低，水的温度升高，最后水和鸡蛋的温度相同。是否可能发生这样的现象：原来温度相同的水和鸡蛋，过一会儿水的温度自发地降低，而鸡蛋的温度上升？热量？二、能量转移或转化的方向性1.能量的转移具有方向性小结一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的。

燃料燃烧时一旦把热量释放出去，就不会再次自动聚集起来供人类重新利用。机械能内能内能机械能？?2.能量的转化具有方向性

在自然界中，有些过程，能量一旦释放出去，就不会再次自动聚集起来，供人类重新利用，这种现象叫作能量的耗散。化学能→电能电能→内能和光能最后耗散在环境中能量的耗散思考1：能量耗散与能量守恒是否矛盾，该怎样理解?便于利用的能量不便于利用的能量思考2：能量的耗散揭示出怎样的事实？从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性。1.分类不可再生能源可再生能源煤碳石油天然气核能……太阳能风能水能潮汐能……节约能源创新能源三、能源的分类与应用阅读课本P95-96,了解能源的分类和近年来我国在能源开发方面取得的成就。近年来，我国在能源开发方面取得了很大的成就。太阳能发电水利发电风能发电核能发电2.应用2.煤炭和石油资源是有限的3.环境问题⑴温室效应⑵酸雨⑶光化学烟雾1.能源是人类社会活动的物质基础四、能源与社会发展阅读课本P97,了解下列内容：1.如图是架在屋顶的太阳能热水器。已知单位时间内太阳垂直射到地面附近单位面积的能量E0为7×103J/(m2·s)。一台热水器的聚热面积为2m2，若每天相当于太阳直射热水器4h，太阳能的20%可转化为水的内能，那么这个热水器一天内最多能利用的太阳能为多少？课堂评价2.某地区的风速为14m/s，空气的密度为1.3kg/m3。若使风力发电机转动的风通过的截面积为400m2，且风能的20%可转化为电能，则发电功率是多少？解：以时间t内通过横截面积为400m2的空气柱为研究对象，在t

时间内通过横截面积为400m2的风能全部使风力发电机转动，

其中：m＝ρV＝ρvtS，

根据能量守恒定律，其动能有20%转化为电能，故发电功率为：3.三峡水力发电站是我国最大的水力发电站。三峡水库蓄水后，平均水位落差约为100m，水的流量约为1.35×104m3/s。船只通航需要约3500m3/s的流量，其余流量可全部用来发电。水流冲击水轮机发电时，水流减少的机械能有20%转化为电能。⑴按照以上数据估算，三峡发电站的发电功率最大是多少？⑵根据你对家庭生活用电的调查来估算，如果三峡电站全部用于城市生活用电，它可以满足多少个百万人口城市的生活用电？解：⑴用于发电的水流量Q＝1.35×104

m3/s－3500m3/s＝1×104

m3/s

每秒约有1×104m3的水用来发电，每秒用来发电的水质量

m＝ρV＝1×107kg

则发电