人教版 (新课标)必修210.能量守恒定律与能源导学案

7.10 能量守恒定律与能源 学案（人教版必修2）

1．能量守恒定律

(1)导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是：确认了__________的不可能性和发现

了各种____________之间的相互联系和转化．

(2)内容：能量既不会凭空________，也不会凭空________，它只能从一种形式________

为另一种形式，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____________，这就是能量守恒定律．

2．能源和能量耗散

(1)人类对能源的利用大致经历了三个时期，即________时期、________时期、________

时期．自工业革命以来，______和________成为人类的主要能源．

(2)____________和____________已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题．

(3)燃料燃烧时，一旦把自己的热量释放出去，就不会再次________聚集起来供人类重新

利用．电池中的化学能转化为电能，电能又通过灯泡转化为内能和光能，热和光被其他

物质吸收之后变成周围环境的内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用，这种现象

叫做能量的耗散．

(4)能量耗散表明，在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上____，

但在可利用的品质上________了，从便于利用的变成________________的了．这是能源

危机的深层次的含意，也是“自然界的能量虽然守恒，但还是要节约能源”的根本原因．

(5)能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的____________．

【概念规律练】

知识点一　能量守恒定律

1．关于能量守恒定律，下列说法错误的是(　　)

A．能量能从一种形式转化为另一种形式，但不能从一个物体转移到另一物体

B．能量的形式多种多样，它们之间可以相互转化

C．一个物体能量增加了，必然伴随着别的物体能量减少

D．能量守恒定律说明了能量既不会凭空产生也不会凭空消失

2．下列说法正确的是(　　)

A．随着科技的发展，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，又让马儿不吃草”违背了能量守恒定律，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，却能一直走动，说明

能量可以凭空产生

3．历史上曾有许多人试图发明一种机器，它可以不消耗能量而连续不断地对外做功，或

者消耗少量能量而做大量的功．如图1所示为一种永动机的设计模型．人们把这种设想

中的不消耗能量的机器叫做第一类永动机．这样的机器能制造出来吗？请你谈谈你的看

法．

图1

知识点二　能量耗散

4．关于“能量耗散”的下列说法中，正确的是(　　)

A．能量在转化过程中，有一部分能量转化为内能，我们无法把这些内能收集起来重新

利用，这种现象叫做能量的耗散

B．能量在转化过程中变少的现象叫能量的耗散

C．能量耗散表明，在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量的数量并未减

少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成不便于利用的了，而自然界的能量

是守恒的

D．能量耗散表明，各种能量在不转化时是守恒的，但在转化时是不守恒的

5．下列说法正确的是(　　)

A．某种形式的能减少，一定存在其他形式能的增加

B．因为能量守恒，所以“能源危机”是不可能的

C．能量耗散表明，在能源的利用过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质

上降低了

D．能源的利用受能量耗散的制约，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的

【方法技巧练】

应用能量守恒定律解题的方法

6．水从20 m高处落下，如果水的重力势能的20%用来使水的温度升高，则水落下后的

温度将升高多少？(g取10 m/s2)

7．某地平均风速为5 m/s，已知空气密度是1.2 kg/m3，有一风车，它的车叶转动时可形

成半径为12 m的圆面．如果这个风车能将圆面内10%的气流动能转变为电能，则该风

车带动的发电机功率是多大？

参考答案

课前预习练

1．(1)永动机　自然现象　(2)产生　消失　转化　转移　保持不变

2．(1)柴薪　煤炭　石油　煤　石油　(2)能源短缺　环境恶化　(3)自动　(4)没有减少　降低　不便于利用　(5)方向性

课堂探究练

1．A　[能量可以在不同物体之间转移也可以转化，但能的总量保持不变．]

2．C　[永动机是指不消耗能量，而可以大量对外做功的装置，历史上曾出现过各式各样的所谓永动机的发明，结果都以失败告终，原因就是违背了能量守恒定律．人类只能发现规律、利用规律．违背规律行事，即使以后科技再发达，也要受自然规律的制约，所以永动机是永远不可能制成的，A错．

太阳辐射大量的能量，地球只吸收了极小的一部分，就形成了风云雨雪，使万物生长，但辐射到星际空间的能量也没有消失，一定是转化成了别的能量，B错．

马和其他动物，包括人要运动，必须消耗能量，动物的能量来源是食物中储存的生物质能，C对．

所谓“全自动”手表其内部还是有能量转化装置的，一般是一个摆锤，当人戴着手表活动时，使摆锤不停摆动，给游丝弹簧补充能量，才会维持手表的走动，D错．]

3．永动机是不可能制成的，因为它违背了能量守恒定律，机器只能转化能量，不能创造和消灭能量．实验证明，一切永动机的设想和制造都以失败而告终．

4．AC

5．ACD　[本题考查对能量守恒定律及能量耗散的理解，能量只能转化或转移，在转化或转移过程中总量不变；能量耗散表明能量在数量上并未减少，只是在可利用的品质上降低了．]

6．9.5×10－3 °C

解析　质量为m的水从高h处落下，使水的温度升高了Δt，水的比热容为c，由能量守恒定律有：mgh×20%＝cmΔt，代入数据，解得Δt＝9.5×10－3 °C.

7．3.4 kW

解析　在Δt时间内作用于风车的气流质量

m＝πr2v·Δtρ

这些气流的动能为mv2，

转变成的电能E＝mv2×10%

所以风车带动的发电机功率为

P＝＝πr2ρv3×10%

代入数据得P＝3.4 kW.

方法总结　用能量守恒定律解题的一般步骤

(1)首先分析系统的能量，弄清哪种形式的能量在增加，哪种形式的能量在减少．

(2)分别列出减少的能量和增加的能量．

(3)根据能量守恒定律列方程ΔE减＝ΔE增求解．