1、7.10能量守恒定律与能源 学案【学习目标】1. 了解各种不同形式的能，知道能量是一个重要的物理量。2. 知道能量守恒定律确立的两类重要事实。3. 能够叙述能量守恒定律的内容，会用能量守恒的观点分析、解释一些实际问题。4. 认识建立能量守恒定律的重大意义。5. 了解能量耗散，了解自然界中宏观过程中能量守恒以及能量转化和转移的方向性，认识提高效率的重要性。6. 知道能源短缺和环境恶化是关系到人类社会能否持续发展的大问题，增强节约能源和环境保护的意识。【自主导学】1、能量守恒定律的内容是： _.能量有多种形式，与机械运动对应的能叫做机械能，与化学反应对应的能叫做化学能，与电荷运动对应的能叫做电能，
2、与热运动对应的能叫做内能，此外还有生物能、磁能、核能等。当只有重力做功时，物体的重力势能与动能发生转化，减少（增加）的重力势能转化为增加（减少）的动能，物体的机械能是守恒的，可见机械能守恒定律仅仅是能量守恒定律在机械运动中的特殊体现。涉及机械能与内能发生转化时，物体的机械能不再守恒，减少（增加）的机械能将转化为增加（减少）的内能，这时尽管机械能不再守恒，但包括_在内的总能量还是守恒的。永动机之所以不能实现，其原因是因为_。2、能量的耗散是指_，能量耗散并不违背_，但反映出自然界中宏观过程具有_，能源利用受它的制约，所以能源利用是有_，也是有_。【例题解析】例1 在某密闭隔热的房间内有一电冰箱，
3、现接通电源使电冰箱开始工作，并打开电冰箱的门，则过段时间后室内的温度将( )A、降低B、不变C、升高D、无法判断解析 电冰箱制冷过程中，使冰箱内放出热量Q放，温度降低，同时使其外部空气吸收热量Q吸，温度升高，此过程不可能自发发生，必须借助压缩机的工作来完成，由于压缩机中的线圈有电阻，电流流过电阻要发热，此部分焦耳热将使室内温度上升，即从整体来看冰箱相当于一个发热电阻在使用。故正确答案是C。拓展 如图为化学中电解食盐（NaCl）水的示意图，a、b为两根导体电极，从能量角度看，电解的过程是将电能转化为化学能的过程，由于食盐水有一定的电阻，所以有一部分电能将转化为焦耳热。设电源电压为U，a、b间食盐
4、水的等效电阻为R，电流表的示数为I，不计电极的电阻，下列说法正确的是( ) A、电流表的示数等于U/RB、电源的电压等于IRC、单位时间产生的焦耳热等于I2RD、单位时间产生的化学能等于IU-I2R答案：BC提示：电解过程中在把电能转化为化学能的同时，电解液电阻上也要产生焦耳热，作为电解来讲，此部分能量是浪费了例2 瀑布从20cm高处以Q=103m3/s的流量竖直落下，流进底部的水轮机后再以2m/s的速度流出，水轮机再带动发电机发电。如果水的机械能转化为电能的效率是80%，那么发电机发出的电功率有多大？（瀑布在山顶的速度可忽略不计，g取10m/s2）解析 由能流图对能量的转化做出分析可得，瀑布
5、竖直下落后减少的机械能为mghmv2/2转化为电能的为P=E/t=( mghmv2/2)0.8/t=水Q（ghv2/2）0.8=103103(102022/2) 0.8W=1.58108W=1.58105kW拓展 某地强风速为v=14m/s，设空气密度为=1.3kg/m3，通过横截面积为S=400m2的风全部使风力发电机转动，其动能有20%转化为电能，则发电的功率为多少瓦？（取2位有效数字）(答案：1.4 105)提示：t秒内到风叶处的空气包含在以S为底面积，长为L=vt的柱体中【当堂达标】1.下列关于能源开发和利用的说法中正确的是（ ）A.能源利用的过程是内能转化为机械能的过程。B.要合理开
6、发和节约使用核能、太阳能、风能、地热能、海洋能等常规资源C.能量利用的过程，是一种形式的能向其他形式的能转化的过程。D.能量是守恒的，所以不会出现能源危机。2.下列说法正确的是（ ）A.随着可记得发展，永动机是可以制成的B.太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了C.“既要马儿跑，有让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，因而是不可能的D.有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却一直走动，说明能量可以凭空产生【反思】收获疑问【课后测评】1、指出下列物理现象中能量转化的情况：(1)燃料在气缸内燃烧，气缸内气体推动活塞运动，是_能转化为_能。(2
7、)给盛水的容器内的电阻丝通电，水温升高，是_能转化为_能。(3)汽车紧急制动后在地面上滑行直到静止的过程，是_能转化为_能。(4)跳伞运动员打开降落伞后，匀速下降阶段是_能转化为_能。2、若无大气吸收，在垂直照射时地球上每平方米面积的太阳光入射功率为P0=1.8kw，已知太阳到地球的距离为r=1.51011m，试计算太阳一秒钟总共放出多少能量？（保留一位有效数字）3、瀑布从10m高处落下，如果下落中减少的机械能有50转化为水的内能，水的温度升高多大?水的比热容是4.2103J/(kg0C)4、电动机是把电能转化为机械能的装置，某一用直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的重力等于500N，电源的电压恒定为110V，不计摩擦当电动机以v=1.0m/s的恒定速度向上提升重物时，电流表的读数为5A：问：(1)把电动机的输出功率与输入功率的比值称为电动机的效率，计算此电动机的效率；(2)电动机的绕线电阻为多大？ 参考答案【当堂达标】1.C 2.C【课后测评】1. (1)内，机械；(2)电，内；(3) 机械，内；(4) 机械，内2. 51026J3. 0.0124. (1)90.0%；(2)2