第4节　能源与可持续发展 学案

中小学教育资源及组卷应用平台 第4节　能源与可持续发展(强基课—逐点理清物理观念) 课标要求 层级达标 能分析和解决家庭电路中的简单问题，能将安全用电和节约用电的知识应用于生活实际 学考层级 1.掌握能量守恒定律的内容和重要意义。 2.了解什么是能源的耗散和品质降低，认识自然界中能量转移或转化的方向性。 3.了解能源的分类与应用。 选考层级 认识当前环境问题，增强环境保护和可持续发展的意识。 逐点清(一)　能量守恒定律的理解与应用 [多维度理解] 1．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其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。 2．意义：能量守恒定律的建立，是人类认识自然的一次重大飞跃。它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一，而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式。 　　 1．自然界中不同形式的能量可以相互转化，一种形式的能量减少一定伴随着其他形式的能量增加，能量的总量保持不变。 2．能量守恒定律的适用范围 能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律，是在各种自然现象中普遍适用的一条规律。 3．能量守恒定律的表达式 (1)E初＝E末，初状态各种能量的总和等于末状态各种能量的总和。 (2)ΔE增＝ΔE减，某些能量的增加量等于其他能量的减少量。 [全方位练明] 1．(多选)下面设想符合能量守恒定律的是(　 ) A．利用核动力，驾驶地球离开太阳系 B．做一条船，利用流水的能量逆水行舟 C．通过太阳照射飞机，即使飞机不带燃料也能飞行 D．利用永久磁铁间的作用力，造一台永远转动的机械 解析：选ABC　利用核动力，核能提供能量，驾驶地球离开太阳系，符合能量守恒定律，故A正确；让船先静止在水中，设计一台水力发电机使船获得足够电能，然后把电能转化为船的动能使船逆水航行，符合能量守恒定律；同理可利用光能的可转化性和电能的可收集性，使光能转化为飞机的动能，实现飞机不带燃料也能飞行，符合能量守恒定律，故B、C正确；利用永久磁铁间的相互作用，制成一台机器，不消耗能量而不停地转动，不符合能量守恒定律，故D错误。 2.据报道，一位设计师设计出一款以可乐来发电的概念手机，手机设计的核心是一片生物电池，利用酵素把碳水化合物转化为电力。下列说法正确的是(　 ) A．“可乐手机”是将可乐的化学能转化为电能 B．“可乐手机”是将电能转化为水和氧气的化学能 C．在能量转化过程中，必须摇动手机，否则不发生转化 D．“可乐手机”虽然用到了可乐，但是工作过程直接利用了充电后的电能，不存在能量转化问题 解析：选A�———�可乐手机”是将可乐的化学能转化为电能，对手机供电，故A正确，B、D错误；“可乐手机”是将可乐的化学能转化为电能，是利用化学反应，不需要摇动手机，故C错误。 3．某地强风的风速约为v，空气的密度为ρ，如果把通过横截面积S的风的动能完全转化为电能，则用上述已知量计算电功率的公式为(　 ) A．P＝ρSv　　　　　 B．P＝ρSv2 C．P＝ρSv3 D．P＝ρSv4 解析：选C　风能完全转化为电能，由能量守恒定律得mv2＝Pt，其中m＝ρV＝ρvtS，联立解得P＝＝ρSv3，A、B、D错误，C正确。 逐点清(二)　能量转移或转化的方向性 [多维度理解] 1．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的。 2．能量的耗散：其他形式的能转化为内能后不能再重新利用，这种现象叫作能量的耗散。 3．能量的耗散是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．各种形式的能最终都转化为内能，分散到周围的环境中，分散在环境中的内能不管数量多么巨大，它也只能使地球、大气稍稍变暖一点，却再也不能驱动机器做功了。 2．从可被利用的价值来看，内能较之机械能、电能等，是一种低品质的能量。由此可 ... ...