人教版 (2019)必修 第三册第十二章 电能 能量守恒定律4 能源与可持续发展多媒体教学ppt课件

这是一份人教版 (2019)必修 第三册第十二章 电能 能量守恒定律4 能源与可持续发展多媒体教学ppt课件，共35页。PPT课件主要包含了课前自主预习，能量守恒定律，保持不变，永动机，相互联系，微思考，能源与可持续发展，高品质，低品质，天然气等内容，欢迎下载使用。

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________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________．2．建立能量守恒定律的两个重要事实．(1)确认了________的不可能性．(2)各种自然现象之间能量的____________与____________．3．机械能守恒定律与能量守恒定律的关系．机械能守恒定律是在______________背景下的一种特殊表现形式．
你认为无须任何能源的发电机能被造出来吗？【答案】不能
一个盛水袋，某人从侧面缓慢推动装液体的袋壁使它变形至如图所示的位置，则此过程中袋和液体的重心将(　　)A．逐渐升高B．逐渐降低C．先降低再升高D．始终不变
【答案】A【解析】人对液体做正功，液体的机械能增加，液体缓慢移动可以认为动能不变，重力势能增加，重心升高，A正确．
1．能量转移或转化的方向性．(1)能量耗散：有序度较高(集中度较高)的能量转化为__________，流散到环境中无法重新收集起来加以利用的现象．(2)各种形式的能量向内能的转化，是无序程度______的状态向无序程度__________的状态的转化，是能够______发生、全额发生的．(3)能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的自发变化过程具有__________性．
(4)能量耗散虽然不会导致能量总量的减少，却会导致能量______的降低，它实际上是将能量从高度有用的__________形式降级为不大可用的__________形式．
2．能源的分类与应用、能源与社会发展．(1)不可再生能源：无法在短时间内再生的能源．如煤、________、________，这三者是生活中使用的主要能源，也叫化石能源．(2)可再生能源：在自然界可以再生的能源．如水能、________、潮汐能等，这几个归根结底都来源于________．(3)化石能源引起的环境问题：主要有________效应、酸雨、光化学烟雾等．(4)人类的发展离不开能源，要发展可再生能源，如风能、水能等；以及发展污染程度低的清洁能源，如天然气、清洁煤、________等．
煤、石油、天然气和生物质能作为能源的共同特点是(　　)A．都是可再生能源，取之不尽，用之不竭B．都是不可再生能源，用一点，少一点C．都是来自太阳辐射的能量D．都是污染环境的能源【答案】C【解析】煤、石油、天然气是不可再生能源，对环境污染严重，生物质能是可再生能源，对环境无污染或污染少，但它们都来自太阳辐射．因此，C正确，其他选项均错误．
1．适用范围．能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律，是各种自然现象中普遍适用的一条规律．2．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，增加的那些能量的增加量等于减少的那些能量的减少量．
能量守恒定律的理解与应用
3．应用步骤．(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、末状态能量相等的守恒式)．
例1　(多选)下面设想符合能量守恒定律的是(　　)A．利用永久磁铁间的作用力，造一台永远转动的机械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．利用核动力，驾驶地球离开太阳系【答案】BCD
【解析】利用永久磁铁和软铁的相互作用，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A错误；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；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，实现飞机起飞，故B、C正确；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D正确．
变式1　一台风力发电机的叶片转动时可形成半径为20 m的圆面，某段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 kWB．16 kWC．30 kWD．160 kW【答案】B
1．能量耗散和品质降低．(1)能量的转移和转化具有方向性．各种形式的能最终都转化为内能，流散到周围的环境中，我们很难把这些内能收集起来重新利用．(2)从可被利用的价值来看，内能相较于机械能、电能等，是一种低品质的能量．(3)能量耗散导致可利用能源减少，所以要节约能源．
例2　能源短缺和环境恶化指的是(　　)①煤炭和石油的开采与技术有关，在当前技术条件下，煤炭和石油的开采是有限的，这叫能源短缺②煤炭和石油资源是有限的，以今天的开采和消耗速度，石油储藏将在百年内用尽，煤炭资源也不可能永续，这叫能源短缺③煤炭和石油具有很大的气味，在开采、存放和使用过程中这些气味会聚集在空气中污染空气，使环境恶化④大量煤炭和石油产品在燃烧时排出的有害气体污染了空气，改变了大气成分，使环境恶化A．①③　　 B．①④ C．②③　 D．②④
【答案】D【解析】煤炭和石油都是由几亿年以前的生物遗体形成的，这些能源不能再次生成，也不可重复使用，它们的储量是有限的，并不是取之不尽、用之不竭的，这是所讲的能源短缺，②正确；能源在使用时会排出有害气体污染空气，这是所讲的环境恶化，④正确．故D正确．
变式2　关于能源的利用，下列说法中不正确的是(　　)A．由于我国煤和石油的储量无限，所以太阳能和核能的开发在我国根本没有必要B．能源的利用过程，实质是能量的转化和转移过程C．现在人类社会使用的能源主要是煤、石油和天然气D．煤、石油和天然气的化学能归根到底来自太阳能【答案】A
【解析】石油、煤等为非再生的能源，储量有限，能源的利用中虽然总量不变，但品质降低，可再利用能源越来越少，所以新能源的开发和利用是当今世界各国面临的课题，A错误，B、C、D正确．
发电厂又称发电站，是将自然界蕴藏的各种一次能源转换为电能(二次能源)的工厂.19世纪末，随着电力需求的增长，人们开始提出建立电力生产中心的设想．随着电机制造技术的发展，电能应用范围的扩大，生产对电的需要的迅速增长，发电厂应运而生．发电厂有多种发电途径：靠火力发电的称火电厂，靠水力发电的称水电厂，还有些靠太阳能(光伏)和风力与潮汐发电的电厂等．而以核燃料为能源的核电厂已在世界许多国家发挥越来越大的作用．
例3　如图是用一台蒸汽机和一台发电机建立的模型发电站，将这个模型发电站与小灯泡连接起来，就可以供电了．请分析该模型发电站工作时各种形式的能量是如何转化的．
【答案】蒸汽机将蒸汽的内能转化为蒸汽轮机的机械能，蒸汽轮机带动发电机转动，将机械能转化为电能使小灯泡发光．
1．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【答案】A【解析】电池板中太阳能转化为电能，小电动机中电能转化为机械能．
2．(多选)煤、石油、天然气作为能源的共同特点，下列说法正确的是(　　)A．可再生能源，取之不尽，用之不竭B．不可再生能源，用一点，少一点C．来自太阳辐射的能量D．污染环境的能源【答案】BCD【解析】煤、石油、天然气是不可再生、污染环境的能源，它是由动、植物转化而来的，其来源可追溯到太阳能，故B、C、D正确．
3．某人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
【答案】A【解析】“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．
4．(多选)下列对能量耗散的理解正确的有(　　)A．能量耗散说明能量在不断减少B．能量耗散遵守能量守恒定律C．能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失D．能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观变化过程具有方向性【答案】BD