第6章　能源与可持续发展 第1节　能量的多种形式 第2节　能量的转化与守恒课件PPT

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高中同步学案优化设计GAO ZHONG TONG BU XUE AN YOU HAU SHE JI第6章2023内容索引课前篇 自主预习课堂篇 探究学习学习目标1.了解能量的多样性。知道能源的分类、可再生和不可再生能源。掌握能量的转化与守恒定律。(物理观念)2.能对能源使用和环境保护提出自己的观点,能作出有依据的推理。(科学思维)3.知道节约能源和保护环境。(科学态度与责任)思维导图课前篇 自主预习【必备知识】一、多种形式的能量1.机械能:包括动能、重力势能和弹性势能等。2.电能是指电以各种形式做功的能力。3.光能是光具有的能量。4.化学能是储存在食物或燃料等物质中的能量。5.核能是由于物质的原子核结构发生变化而释放的能量。二、可再生能源和不可再生能源1.能源的分类:能源可分为一次能源和二次能源。一次能源又分为可再生能源和不可再生能源。2.能源的概念:(1)一次能源:指直接取自自然界,未经加工转化的能源,如煤、石油、天然气等。(2)二次能源:指由一次能源加工转化而成的能源产品,如电、煤气、蒸汽及各种石油制品。(3)可再生能源:在自然界可循环再生的能源,如水能、风能及生物质能。(4)不可再生能源:在自然界中经过亿万年形成,短期内无法恢复的能源,如煤炭、石油、天然气、油页岩等。3.可再生能源的开发利用:(1)太阳能的利用;(2)风能、地热能、潮汐能、生物质能的利用,如风力发电等;(3)核能的利用。三、能量的转化与守恒1.能量的转移与转化:能量可以从一个物体转移到其他物体,也可以从一种形式转化为其他形式。2.能量守恒定律:在一个孤立系统里,能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,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其他物体,在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变。3.第一类永动机:不需要任何动力或燃料就能不停运动、对外做功的装置。能量守恒定律否定了制造第一类永动机的可能性。【自我检测】1.正误判断,判断结果为错误的小题请说明原因。(1)太阳能可以转化为内能。(　　)答案 √(2)运转的发电机产生电能,它是一次能源。(　　)解析 电能是二次能源。答案 ×(3)风能、水能都是可再生能源。(　　)答案 √(4)机械能守恒定律是能量守恒定律的特殊情况。(　　)答案 √2.如图所示的四幅图中,没有发生动能与势能相互转化的是(　　) 答案 A 3.有关能量守恒定律,下列说法正确的是(　　)A.能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化B.能量守恒定律只适用于能量转化过程C.“摩擦生热”是创造了热,它不符合能量守恒定律D.按照能量守恒定律,宇宙中的能量总和永远不会增减答案 D课堂篇 探究学习【情境探究】现代生活中,人们出行的代步工具多种多样,如自行车、电动自行车、普通汽车等,试讨论下表中的问题并在空白处填写合适的文字。要点提示 【知识归纳】 【实例引导】例1下列物质是能源且属于可再生能源的是(　　)解析 铁块、花岗石、沙漠中的沙不能直接给人类生活提供能量,所以不属于能源;人类可以利用太阳能发电、取热,为人类提供生活能量,所以C选项符合题意。答案 C变式训练1下列能源中,属于二次能源的是(　　)A.煤 B.汽油 C.太阳能 D.石油解析 所谓一次能源是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能源,它包括:原煤、原油、天然气、核能、太阳能、水能、风能、波浪能、潮汐能、地热、生物质能和海洋温差能等。由一次能源经过加工转换以后得到的能源,称为二次能源,例如:电能、蒸汽、煤气、汽油、柴油、重油、液化石油气、酒精、沼气、氢气和焦炭等,故A、C、D错误,B正确。答案 B【情境探究】 以上情境中能量如何转化? 要点提示 瀑布中水的重力势能转化为水的动能;弓箭中弓弦的弹性势能转化为箭的动能;原子弹爆炸是原子核能转化为内能、机械能和光能等;铁在氧气中燃烧是化学能转化为内能、光能。【知识归纳】1.能量转化或转移的判断2.能量守恒的等价表述(1)在一个孤立系统中,能量的总量保持不变,即某种形式的能减少,一定存在其他形式的能增加,且减小量一定和增加量相等。(2)在一个孤立系统中,能量的总量保持不变,即某个物体的能量减少,一定存在其他物体的能量增加,且减少量一定和增加量相等。3.能量守恒定律是自然界最普遍、最基本的规律之一。力学中的机械能守恒定律是这一普遍规律在机械能转化或转移的一种特殊情况,电学中的闭合电路欧姆定律也是这一规律的表现形式。【实例引导】例2有一种太阳能草坪节能灯,太阳能电池板供一只“10 V　9 W”的电子节能灯工作,若太阳能电池板接收太阳能的有效面积为0.3 m2,平均1小时得到的太阳辐射能为0.4×106 J,太阳光平均一天按8小时计算,恰好可以供电子节能灯工作10小时。问:(1)太阳能节能灯的能量转化情况。(2)太阳能电池板单位面积上接收太阳能的功率为多少?(3)太阳能节能灯利用太阳能的效率大约是多少?答案 (1)见解析　(2)370.4 W　(3)10% 变式训练2(多选)某运动员在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离,重力对他做功1 900 J,他克服阻力做功100 J。该运动员在此过程中(　　)A.他的动能增加了1 900 JB.他的动能增加了2 000 JC.他的重力势能减小了1 900 JD.他和空气的内能增加了100 J解析 根据动能定理,合外力做的功等于物体动能的增加量,重力对他做功 1 900 J,他克服阻力做功100 J,即阻力对他做功为-100 J,则外力对他所做的总功为1 900 J-100 J=1 800 J,是正功,他的动能增加了1 800 J,A、B错误;重力做的功等于重力势能的减少量,重力对物体做功为1 900 J,是正功,则重力势能减小了1 900 J,C正确;根据能量转化与守恒可知,他的重力势能转化为他的动能与空气间的内能,则增加的内能为Q=(1 900-1 800)J=100 J,选项D正确。答案 CD1.下列能源中,既是一次能源又是可再生能源的是(　　)A.天然气 B.水能 C.核能 D.电能答案 B2.利用下列能源,可以减少温室气体排放的是(　　)A.太阳能 B.煤 C.石油 D.天然气解析 使用太阳能不污染环境,是一种清洁能源;煤、石油燃烧时能够产生大量的二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫等物质,污染环境;天然气燃烧时能生成大量的二氧化碳、一氧化碳,污染环境。答案 A3.(多选)下面关于能源的说法正确的是(　　)A.一切能源是取之不尽,用之不竭的B.能源是有限的,特别是常规能源,如煤、石油、天然气等C.大量消耗常规能源会使环境恶化,故提倡开发利用新能源D.核能的利用对环境的影响比燃烧石油、煤炭大解析 尽管能量守恒,但耗散的内能无法重新收集利用,所以能源是有限的,特别是常规能源,选项A错误,B正确;常规能源的利用比核能的利用对环境的影响大,选项C正确,D错误。答案 BC4.关于下列现象中的能量转化过程的说法正确的是(　　)A.在水平公路上行驶的汽车,发动机熄火之后,速度越来越小,最后停止,是机械能转化为内能B.电风扇通电后开始转动,断电后转动着的风扇又慢慢停下来,是电能转化为机械能C.火药爆炸产生燃气,子弹在燃气的推动下从枪膛发射出去,射穿一块钢板,速度减小,是化学能转化为内能D.用柴油机带动发电机发电,供给电动水泵抽水,把水从低处抽到高处,是电能转化为机械能解析 在水平公路上行驶的汽车,发动机熄火之后,速度越来越小,最后停止,这一过程中,汽车所受的阻力做负功,机械能转化为内能,选项A正确;风扇通电后开始转动,电流做功,电能转化为机械能,有一部分转化为内能;断电后转动着的风扇又慢慢停下来,阻力做负功,机械能转化为内能,选项B错误;火药爆炸产生燃气,化学能转化为内能;子弹在燃气的推动下从枪膛发射出去,推力做功,内能转化为机械能;子弹射穿一块钢板,速度减小,阻力做负功,机械能转化为内能,选项C错误;柴油的化学能转化为柴油机的机械能,再转化为发电机的电能,电能又通过电动水泵转化为水的机械能,选项D错误。答案 A5.甲、乙两种共享单车都采用了电子锁,车锁内集成了导航模块与联网模块等,这些模块工作时需要电能。这两种共享单车采用了不同的方式获取电能:甲车靠小型发电机——踩动单车时,线圈在磁场中转动,产生电能,如图1所示;乙车靠车筐底部的太阳能电池板——有光照时,产生电能,如图2所示。这两种共享单车获取电能时,都是把其他形式的能转化为电能。关于它们的能量转化,下列说法中正确的是(　　)A.都是把机械能转化为电能B.都是把光能转化为电能C.甲车把机械能转化为电能,乙车把光能转化为电能D.甲车把光能转化为电能,乙车把机械能转化为电能解析 甲车靠小型发电机,发电机是依据电磁感应原理工作的,在发电的过程中车轮转动,将车轮的机械能转化为电能;乙车靠车筐底部的太阳能电池板,把光能转化为电能,故选C。答案 C6.(多选)悬崖跳水是一项极具挑战性的极限运动,需要运动员具有非凡的胆量和过硬的技术。跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动,设质量为m的运动员刚入水时的速度为v,水对他的阻力大小恒为F,那么在他减速下降深度为h的过程中,下列说法正确的是(g为当地的重力加速度)(　　)A.他的动能减少了(F-mg)hB.他的重力势能减少了mgh- mv2C.他的机械能减少了FhD.他的机械能减少了mgh答案 AC