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第十一章物理学与能源技术1．能量守恒定2．能量转化的方向性和效率导学设计应用示例第十一章物理学与能源技术课堂小结课堂反馈导学设计学点1形形色色的能量1.能量守恒定律2．能量转化的方向性和效率阅读教材P38内容，完成下列问题：问题：物体的运动形式不同，对应的____________也不同。常见的能量有_______________________________________等等。机械能、内能、电能、光能、化学能、地热能能量形式学点2不同形式能量的相互转化1.能量守恒定律2．能量转化的方向性和效率阅读教材P39～P40内容，并观察图11－1－1，完成下列问题：图11－1－11.能量守恒定律2．能量转化的方向性和效率问题1：由图可知：动能和势能之间可以相互转化；机械能和内能之间可以相互转化；电能和光能、内能可以相互转化。由此可知，不同形式的能之间____________________。问题2：为了便于传递、输送，我们在现代生活中利用最广泛的能量形式是___________。现代化的生活就是以电能为中心的能量转化和利用的过程。问题3：我们生产、生活中所利用的各种能量，最终都来源于___________。可以相互转化电能太阳能学点3能量守恒定律1.能量守恒定律2．能量转化的方向性和效率阅读教材P41内容，完成下列问题：问题1：由图11－1－1可知，小球在来回摆动过程中所能达到的最高点越来越低，这是由于__________，致使小球的机械能_________，但考虑到增加的内能，其总能量仍然____________。问题2：能量既不会创造，也不会消灭；当能量从一个物体转移到其他物体或从一种形式转化为其他形式时，总量不变。这称为___________________。空气阻力减少守恒能量守恒定律学点4永动机是不可能实现的1.能量守恒定律2．能量转化的方向性和效率阅读教材P41～P42内容，完成下列问题：问题：永动机不可能实现的原因是它违背了___________________。任何机器运行时，如果它对外做功就__________________，不消耗能量就无法____________，因而永动机是永远不可能制造成功的。能量守恒定律必然消耗能量对外做功学点5能量转化的方向性1.能量守恒定律2．能量转化的方向性和效率阅读教材P43～P44内容，完成下列问题：问题：能量的流向不是随意的，具有___________，能量的转化和转移无法自发地沿___________发生。我们对能量的利用，无法避免涉及热量的生成与转移。于是，每一次能量的利用，都会减少世界上可利用、便于利用的能量的总量，所以我们仍然要____________。一定方向性反方向节约能源学点6能量转化中的效率1.能量守恒定律2．能量转化的方向性和效率阅读教材P44～P45内容，完成下列问题：问题：(1)输入能量＝____________＋输出无效能量。(2)能量转化效率＝输出有效能量输入能量，即η＝___________。(3)任何情况下，η________1。输出有效能量W有W总类型一不同形式能量的相互转化1.能量守恒定律2．能量转化的方向性和效率应用示例例1在下列对能量转化的描述不正确的是()A．摩擦生热属于机械能转化为内能B．发电机工作属于电能转化为机械能C．光合作用属于光能转化为化学能D．蓄电池充电属于电能转化为化学能B1.能量守恒定律2．能量转化的方向性和效率[解析]发电机工作过程中，消耗了机械能，得到了电能，机械能转化为电能，故B不正确。类型二能量守恒定律1.能量守恒定律2．能量转化的方向性和效率例2在各种形式的能量相互转化过程中，下列说法正确的是()A．机械能一定守恒B．几种形式的能量一定守恒C．各种形式能的总量一定守恒D．内能一定守恒C1.能量守恒定律2．能量转化的方向性和效率[易错警示]能量不会凭空产生，也不会凭空消失，即一个物体的总能量发生了变化，必有另一个物体的总能量同时发生了变化。自然界中所具有的能量的总量保持不变，这就是能量守恒定律。能量守恒定律是自然界中最基本的定律之一，能量守恒定律对一切物体总是适用的。类型三能量转化的方向性1.能量守恒定律2．能量转化的方向性和效率例3能量的转化和转移具有_________。热量_______自发地从低温物体传给高温物体；汽车制动时，由于摩擦动能转化为内能，这些内能_______自动地再次开动汽车。(后两空均选填“能”或“不能”)方向性不能不能1.能量守恒定律2．能量转化的方向性和效率[解析]在热传递过程中，不引起其他变化的情况下，内能只能从高温物体转移到低温物体；摩擦生热时内能以热量的形式散发掉。所以能量转化和转移具有方向性，热量不能自发地从低温物体转移到高温物体；汽车制动时，摩擦动能转化为内能，这些内能不能自动地再次开动汽车。1.能量守恒定律2．能量转化的方向性和效率[易错警示]能量的转化和守恒类型四能量转化中的效率1.能量守恒定律2．能量转化的方向性和效率例4某电动车在平直的路面上由静止开始运动，速度随时间变化的图像如图11－1－3甲所示，牵引力随时间变化的图像如图乙所示。已知电动车匀速行驶时，电动车电动机输入电压为48V，输入电流为5A，则8～14s内电动车克服摩擦力做功__________J，电能转化为机械能的效率为_______。图11－1－3108075%1.能量守恒定律2．能量转化的方向性和效率[解析]由图像甲可知，电动车的运动特点是先加速、后匀速；由图像乙可知，在8～14s内牵引力大小为30N，因为在8～14s内匀速运动，牵引力与摩擦力是一对平衡力，所以摩擦力f＝F＝30N；由图像甲可知，电动车匀速行驶时速度v＝6m/s，则克服摩擦力的做功：W有用＝Fs＝F×v×t＝30N×6m/s×6s＝1080J；电动车电动机做的总功：W总＝UIt＝48V×5A×6s＝1440J，电动车的效率：η＝W有用W总＝1080J1440J＝75%。课堂小结1.能量守恒定律2．能量转化的方向性和效率能量守恒定律各种不同形式的能量之间可以发生相互转化能量守恒定律无论发生转化或转移，能量的总量保持不变永动机是不存在的能量的转化和转移是有方向性的能量转化效率η＝输出有效能量输入能量课堂反馈1.能量守恒定律2．能量转化的方向性和效率1．下列有关能量转化的叙述正确的是()A．内燃机在做功过程中机械能转化为内能B．发电机发电时，将机械能转化为电能C．干电池、蓄电池对外供电时，将电能转化为化学能D．电风扇正常工作过程中，电能主要转化为内能B2．如图11－1－6所示，加热试管使水沸腾，观察到小叶轮转动起来。图11－1－6这个实验说明：燃料的__________能转化为________能，传给水，水沸腾变成水蒸气，水蒸气驱动叶轮转动，水蒸气的________能转化为叶轮的________能。1.能量守恒定律2．能量转化的方向性和效率化学内内动(或机械)1.能量守恒定律2．能量转化的方向性和效率3．克服摩擦或压缩气体做功时，消耗________能，使________能转化为________能，而且消耗多少________能，就得到多少________能，在这个过程中，能量的总量____________。机械机械内机械内保持不变1.能量守恒定律2．能量转化的方向性和效率4．汽车刹车的过程中，机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程能量的总和__________(选填“增大”“不变”或“减小”)。散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动骑车，这是因为能量的转移和转化具有__________性。不变方向5．南方牌太阳能电池的光电转化效率是20%，这就说明吸收100J的太阳能转化为电能的只有_____J，它反映了设备性能的优劣。广义上讲，效率等于____________与_____________的比值。1.能量守恒定律2．能量转化的方向性和效率输入能量20输出有效能量1.能量守恒定律2．能量转化的方向性和效率6．下列关于能量守恒定律的说法，正确的是()A．能量是守恒的，所以我们有用不尽的能量B．能量的转化、转移都是有方向性的C．实际过程中，能量经转化后，总能量就会减少D．机械能和电能是可以相互转化的。因此，自然界中所有的能量转化都是可逆的B