第十二章　4．能源与可持续发展（课件 学案 练习）高中物理人教版（2019）必修 第三册

4．能源与可持续发展 [学习任务]　1．知道不同形式的能量可以相互转化，在转化的过程中能量总量保持不变。 2．知道什么是能量耗散和品质降低，认识自然界中能量转移或转化的方向性。 3．了解可再生能源和不可再生能源的分类，认识能源的过度开发和利用对环境的影响。 4．认识当前的环境问题，增强环保和可持续发展的意识。 [问题初探]　问题1．内能不会自发地从凉水向热鸡蛋转移，这说明了什么？ 问题2．耗散的能量损失了吗？那为什么还要节约能源呢？ [自我感知]　经过你认真的预习，结合你对本节课的理解和认识，请画出本节课的知识逻辑体系。 　能量转移或转化的方向性 1．能量守恒定律：能量既不会_____，也不会_____，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_____和_____过程中，能量的总量保持_____。 2．能量转化的不可逆性：大量研究发现，一切与_____有关的宏观自然过程都是_____的。 3．能量的耗散 (1)定义：电池中的_____转化为电能，电能又通过灯泡转化为_____和_____，热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的_____，我们很难把这些内能收集起来重新利用，这种现象叫作能量的耗散。 (2)能量的耗散表明：能量的数量是_____的，但是能量可利用的品质_____了。 (3)能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程具有_____。 如图所示是小型汽油机模型，通过燃烧气缸内的燃料，产生动能，驱动发动机气缸内的活塞往复的运动，由此带动连在活塞上的连杆和与连杆相连的曲柄围绕曲轴中心做往复的圆周运动，从而输出动力。 问题1．汽油机在工作过程中能量是怎样转化的？ _____ _____ 问题2．内燃机工作时可以把内能全部转化为机械能吗？ _____ _____ 1．能量的存在形式及相互转化 (1)各种运动形式都有对应的能：机械运动有机械能，分子的热运动有内能，还有电磁能、化学能、原子能等。 (2)各种形式的能，通过某种力做功可以相互转化。例如，利用电炉取暖或烧水，电能转化为内能；煤燃烧，化学能转化为内能；列车刹车后，车轮温度升高，机械能转化为内能。 2．能量守恒的两种表达 (1)某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等。 (2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。 3．应用能量转化与守恒解题的步骤 (1)首先分析研究对象的受力情况、做功情况、能量的转化方向及初、末状态能量的具体形式。 (2)分别列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式。 (3)依据ΔE减＝ΔE增列式求解。 【典例1】　(对能量转化的理解)市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子(如图所示)。在阳光的照射下，小电扇快速转动，能给炎热的夏季带来一丝凉爽。该装置的能量转化情况是(　　) A．太阳能→电能→机械能 B．太阳能→机械能→电能 C．电能→太阳能→机械能 D．机械能→太阳能→电能 [听课记录]_____ _____ _____ 【典例2】　(能量转化与守恒的应用)某台风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为20 m的圆面。某时间内该地区的风速是6 m/s，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直。已知空气的密度为1.23 kg/m3，假如这个风力发电机能将此圆内10%的空气动能转化为电能，则此风力发电机发电的功率约为(　　) A．3 kW　 B．16 kW C．30 kW　　 D．160 kW [听课记录]_____ _____ _____ 　能源的分类与应用　能源与社会发展 1．能源的分类 (1)不可再生能源：像煤炭、_____和天然气这类无法在短时间内再生的能源。 (2)可再生能源：像水能、风能、潮汐能这类在自然界可以再生的能源。 2．我国能源的开发 (1)太阳能发电。(2)水力发电。(3)风能发电。(4)_____发电。 3．人类利用能源的三个时期：_____时期、煤炭时期、石油时期。 4．利用不可再生能源带来 ... ...