人教版高中物理必修第三册第十二章电能能量守恒定律12-4能源与可持续发展课件

第十二章电能能量守恒定律学习目标1.通过分析生活实例,知道不同形式的能量之间可以相互转化,了解能量自发转化是具有方向性的,了解能量守恒定律是自然界最普遍、最基本的自然规律之一.2.通过调查、查阅资料等活动,了解利用水能、风能、太阳能、核能的方式,了解什么是核裂变与核聚变,知道在有效、安全的控制下,核能可以成为解决能源紧缺问题的途径之一,体会众多核科学家为人类有效利用核能做出的贡献,了解科学知识在生活和科技中的应用.3.通过讨论生产、生活中能量的来源,知道利用能源是人类生存和社会发展的必要条件之一,知道人类利用的能源分为可再生能源和不可再生能源,形成保护环境、节约资源、促进可持续发展的社会责任感.4.通过讨论能源的开发和利用过程中所带来的环境污染问题,认识环境污染的危害,了解科学、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能源与可持续发展知识点一能量转移或转化的方向性答案:不正确.因为人骑自行车下坡时,受到地面和空气的阻力,阻力做功产生热量,机械能转化为内能,但总能量守恒.1.如图所示,某人骑自行车沿斜面匀速下坡(脚踏板不转动),在下坡过程中,系统的动能不变,势能减小,因而能量不守恒,这种说法正确吗?为什么?2.能量守恒定律:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式

为其他形式,或者从一个物体

到别的物体,在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变.3.能量耗散:在能量转化的过程中,一部分能量转化为

能流散到周围环境中,我们很难把这些

能收集起来重新利用,这种现象叫作能量的耗散.转化转移内内4.能量耗散表明,在能源的利用过程中,能量在数量上虽未减少,但在可利用的

上降低了,从便于利用的能源变成不便于利用的能源.5.能量耗散是从

的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性.能源的利用受这种方向性的制约,所以,能源的利用是有条件的,也是有代价的.品质能量转化知识点二能源的分类与应用1.能源的分类.(1)不可再生能源:无法在短时间内再生,如煤炭、

和天然气等化石能源.(2)可再生能源:在自然界可以再生,如水能、风能、

等能源.2.能源的开发和应用:近年来,我国在能源开发方面取得了很大的成就,如太阳能发电、

发电、风能发电和

发电等.石油潮汐能水力核能3.太阳能可以转化成多种其他形式的能量,应用范围非常广泛.如图所示,太阳能装置工作时,

能转化为

能.太阳电知识点三能源与社会发展1.人类对能源的利用大致经历了三个时期,即柴薪时期、煤炭时期、石油时期.20世纪中叶之后,人类对能源的利用,正从第三个时期向

时期过渡.2.可持续发展的核心是追求发展与资源、环境的平衡,这就需要树立新的能源

,并转变能源的供需模式.多能源结构安全观小试身手判断下列说法的正误并和同学交流(正确的打“√”,错误的打“×”).1.当一个物体的能量减少时,一定有其他物体的能量增加.(

)2.能量永远不会增加或减少,只能转化或转移.(

)3.由于能量守恒,我们不需要节能.(

)4.能量耗散表明能量正在逐渐消失.(

)√√××探究一能量守恒定律的理解和应用问题情境飞船返回舱(如图所示)进入地球大气层以后,由于高速下落而与空气发生剧烈摩擦,返回舱表面的温度逐渐上升.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.该过程返回舱动能和势能怎么变化?机械能守恒吗?答案:动能增加,势能减小.由于有摩擦阻力做功,机械能不守恒.2.返回舱表面温度越高,内能越大.返回舱加速下落过程中什么能向什么能转化?机械能和内能的总量变化吗?答案:加速下落过程中势能转化为动能和内能.机械能减少,内能增加,机械能向内能转化.机械能和内能的总量不变.过程建构

3.应用能量守恒定律的解题步骤.(1)明确研究对象及研究过程.(2)明确该过程中,哪些形式的能量在变化.(3)确定参与转化的能量中,哪些能量增加,哪些能量减少.(4)列出增加的能量和减少的能量之间的守恒式(或初、末状态能量的守恒式).【典例1】下列对能量守恒定律的认识错误的是 (

)A.某种形式的能量减少,一定存在其他形式的能量增加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,说明能量消失了解析:根据能量守恒定律可知,某种形式的能量减少,其他形式的能量一定增加,故选项A正确;某个物体的能量减少,根据能量守恒定律可知,必然有其他物体的能量增加,故选项B正确;不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机,违反了能量守恒定律,不可能制成,故选项C正确;石子在运动和碰撞中机械能转化为了自身及周围物体的内能,能量并没有消失,故选项D错误.故选D答案:D【典例2】(多选)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,忽略空气阻力,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解析:子弹射穿木块的过程中,由于摩擦力的作用,子弹的动能减少,木块的动能增加,同时产生热量,且系统产生的热量在数值上等于系统机械能的损失量,故选项A错误,选项B正确;子弹的动能减少量应等于木块动能的增加量与系统内能增加量之和,故选项C错误,选项D正确.答案:BD探究二能源与社会发展问题情境新能源主要包括核能、水能、风能、太阳能、生物能等,从具体能源形式来看,电能是非化石能源转化利用最为广泛和有效的方式.下表是对我国部分年份的一次能源消费占比统计.消耗能源2010年2015年2020年煤炭69.20%64%56.8%石油17.40%18.10%18.9%天然气4%5.90%8.4%非化石能源9.4%12%15.9%答案:我国能源结构主要以煤炭为主,能源消耗中不可再生能源占比过大,结构不合理,能源消耗中可再生能源的比例过小.从发展趋势看,非化石能源所占的比例在增加,常规能源所占的比例在下降,能源结构将逐渐趋于合理.1.结合表中数据谈一谈我国能源结构或能源现状的规律.

2.结合教材谈一谈我国在利用新能源发电方面取得的成就.过程建构1.能源的分类:不可再生能源:煤、石油、天然气等.可再生能源:风能、水能、潮汐能等.2.能量转化和转移具有方向性.(1)机械能可以自发地全部转化为内能,但内能不能自发地全部转化为机械能而不引起其他变化.(2)热量总是自发地从高温物体向低温物体转移,而不能自发地从低温物体向高温物体转移.3.能量耗散带来的问题.一是可利用的能源越来越少,造成能源危机;二是环境吸收的耗散的能量越来越多,造成环境温度升高.4.各种能量之间的相互转化.【典例3】“绿色、环保、低碳”是当今世界的环保标语,“低碳”要求我们节约及高效利用能源.关于能源与能量,下列说法正确的是 (

)A.能量被使用后就消失了,所以要节约能源B.自然界中石油、煤炭等能源可供人类永久使用C.人类应多开发与利用风能、太阳能等新型能源D.人类不断地开发和利用新的能源,所以能量可以被创造解析:根据能量守恒定律可知,能量不会消失,能量被耗散后可以利用的品质会降低,所以要节约能源,选项A错误;自然界中的石油、煤炭等能源是有限的,选项B错误;人类应该多开发风能、太阳能等新型能源,选项C正确;人类不断地开发和利用新的能源,只是能量的转化或转移,能量不可以被创造,选项D错误.答案:C

答案:B课堂评价答案:A1.如图所示,罗浮山飞云顶沿线安装了许多太阳能路灯,太阳能电池板为夜间照明提供能量.下列说法正确的是 ()A.太阳能属于清洁能源B.太阳能电池板可以将太阳能100%转化为电能C.罗浮山飞云顶只有太阳能可以转化为电能D.能量在转化和转移过程中,其总量保持不变,故节约能源没有必要答案:C2.动车组列车进站前的减速过程分为两个阶段进行:第一阶段采用“再生刹车”技术,速度从250km/h减至90km/h,这期间停止动力供给,列车依靠惯性继续前行,并带动发电机发电;第二阶段采用机械刹车,速度从90km/h开始不断减小直至停止;关于列车进站过程中的能量转化,下列说法中正确的是(

)A.第一阶段减小的动能全部转化为电能,即电能等于减小的动能B.第一阶段减小的动能有一部分转化为电能,即电能小于减小的动能C.第二阶段减小的动能主要转化为内能,且内能等于减小的动能D.第二阶段减小的动能主要转化为内能,且内能大于减小的动能3.将乒乓球从20.5cm高处由静止释放,球与水平地面碰撞后弹起的高度越来越小,直到静止在地面上.此过程中(

)A.乒乓球的机械能保持不变B.机械能转化为其他形式的能,转化过程中能的总量减少C.转化过程中能的总量是守恒的,且其他形式的能也可自发地转化为机械能D.机械能转化为其他形式的能,但能的总量不变答案:D4.(多选)关于能源的利用,下列说法正确的是(

)A.由于煤和石油的储量是无限的,没有必要开发太阳能和核能B.能源的利用过程实质是能的转化过程C.现在使用的能源主要是煤、石油