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能量守恒定律与能源学习目标：理解能量守恒定律，知道能源和能量耗散。第10节重点1.能量守恒定律的内容。2.应用能量守恒定律解决问题。难点1.理解能量守恒定律的确切含义。2.能量转化的方向性。重点难点导入新课在2004年，某杂志报道，一位家住“河南郑州二七区齐扎阎乡”，自称是“新加坡籍华人”“博士、院士、专家委员”名为“梁星人”的一个人，成了当时的网上名人，其原因是他声称建成了“宇宙引力能永动机”，并获得了中国专利（实际上只是申请了专利，还未获得批准），而且还有一家“海南星人永动机发电厂有限公司”正在生产永动机装备的车辆，你分析一下制造这种永动机的可行性。导入新课2003年12月8日国内某媒体报道了下面的这则消息：这个冬天，对于湖南长沙市的150多万市民来说，将格外漫长，因为从今年11月30日起，可能一直要持续到明年三月份，这里的市民，将分区分片“享受”每连续供电三天后，停电24小时的“待遇”。《某某晚报》11月27日的报道中，已经赫然出现了商店秉烛营业的景观。同学们思考，为什么会出现能源危机？应如何应对？1.在验证机械能守恒定律的实验中，重物带着纸带下落时，计算结果发现，减少的重力势能的值大于增加的动能的值，即机械能的总量在减少。原因是纸带和打点计时器之间的摩擦力和空气阻力对实验器材的作用。这是否说明有一部分能量消失了呢？一、能量守恒定律提出问题结论：原因是纸带和打点计时器之间的摩擦力及空气阻力做功，但能量没有消失，它是有一部分机械能转化为内能了。2.生活中还有很多能量转化或转移的例子，请同学们举出几例，并说明其中的能量转化或转移过程?提出问题结论：（1）风吹树枝摆动→空气的机械能转移到柳枝上；（2）放在火炉旁的冰融化变热→内能由火炉转移到冰；（3）电流通过灯泡，灯泡发光→电能转化为光能和内能；（4）植物进行光合作用→光能转化为化学能。提出问题3.（1）如何理解功是能量转化的量度？（2）请归纳学过的功能关系？结论：（1）做功的过程就是能量转化的过程，做了多少功，就有多少能量发生转化，利用这种关系可以定量地研究能量及其转化的问题。功能的变化表达式重力做功正功重力势能减少重力势能变化负功重力势能增加弹力做功正功弹性势能减少弹性势能变化负功弹性势能增加合力做功正功动能增加动能变化负功动能减少除重力（或系统内弹力）外其他力做功正功机械能增加机械能变化负功机械能减少（2）几种常见的功能关系提出问题4.能量守恒定律的内容是怎样表述的？结论：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。说明：能量守恒定律的建立，是人类认识自然的一次重大飞跃，是哲学和自然科学长期发展和进步的结果，它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一，而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式。该定律是贯穿整个物理学的基本规律之一。5.历史上曾有人设想制造一种不需要消耗任何能源就可以不断做功的机器，即永动机，这样的机器能不能制成？为什么？结论：永动机不能制成。因为它违反了能量守恒定律。提出问题典型例题例1指出下列现象中能量的转化或转移情况：（1）植物的光合作用；（2）雨天时听到雷声；（3）人在跑步时，身体发热；（4）手摇发电机发电使灯泡发光；（5）风吹动帆船前进。解析：（1）光能转化为化学能；（2）电能转化为声能、内能和光能；（3）化学能转化为内能；（4）化学能转化为电能，电能又转化为光能和内能；（5）空气的机械能转移给帆船。典型例题典型例题1.人类对能源的利用大致经历了哪三个时期？二、能源和能量耗散提出问题结论：人类对能源的利用大致经历了三个时期，即柴薪时期、煤炭时期、石油时期。2.什么是能量耗散？结论：能量在利用的过程中，流散在周围环境的内能，不会自动聚集起来供人类重新利用，这种现象叫能量耗散。3.能量耗散与能量守恒是否矛盾，该怎样理解？提出问题结论：能量耗散和能量守恒并不矛盾，能量耗散表明，在能源利用的过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上并没有减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用变为不便于利用了。能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性。4.能量耗散说明从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性。举出生活中关于这种方向性的例子，并说明其中能量的变化?提出问题结论：能量耗散说明从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性。与热现象有关的自然现象都具有方向性。如：（1）草地上滚动的足球，逐渐慢下来，最后静止，足球不能自动从静止开始运动；（2）同学们围着火炉取暖，热量从高温的火炉转移到同学们身上，同学们却不能利用比自身温度低的物体取暖。也就是说热量能够自动地从高温的火炉向人体传输，但却不能从低温物体自发地向高温物体传输；（3）摩擦力做功的过程，要损耗机械能生热，产生的热不可能全部转化为机械功。通过实例说明，在能量的转化和转移过程中，能量是守恒的，但能量的品质却降低了，可被人直接利用的能量在逐渐减少，这是能量耗散现象。所以，能量虽然守恒，但我们还要节约能源。例4（多选）下列判断正确的是（）A.电能不可能全部变为内能B.在火力发电机中，燃气的内能不可能全部变为电能C.热机中，燃气内能不可能全部变为机械能D.在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体典型例题解析：凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性。电能可全部变为内能（由电流热效应中的焦耳定律可知），而内能不可能全部变成电能；机械能可全部变为内能，而内能不可能全部变为机械能；在热传导中，热量只能自发地从高温物体传递给低温物体，而不能自发地从低温物体传递给高温物体，所以选项B、C、D正确，选项A错误。答案：BCD巩固练习1.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ACD巩固练习2.在某密闭隔热的房间内有一电冰箱，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C巩固练习3.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C布置作业完成[课时学案]中交流讨论的内容