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6.能源的开发与利用1.了解能源的概念,了解常规能源类型,了解常规能源的储量与人类需求的矛盾.2.了解常规能源的使用与环境污染的关系.3.了解哪些能源是清洁能源,哪些能源是可再生能源.一、能量守恒定律项目内容要点能量一个物体能够对外做功,我们就说这个物体具有能量能量守恒定律能量既不会消灭,也不会创生,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化或转移的过程中,能量的总和保持不变知识要点(1)功是能量转化的量度: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或转移;转化或转移了多少能量就说明做了多少功(2)系统内力做功是能量转移,例如:物体和弹簧构成的系统,弹力做功,弹性势能减少,动能增加(3)系统外力做功是能量转化,例如人踢球时,人对球做了功,人的化学能减少,球的机械能增加二、能源的利用项目内容要点能源能够提供可利用能量的自然资源能源利用简史(1)柴薪时期:从火的发现到18世纪.人类以树枝、杂草作燃料,同时利用畜力、风力和水力等能源(2)煤炭时期:以蒸汽机为主的动力机械所带动的18世纪产业革命时期.煤炭成为人类社会生产和生活的主要能源(3)石油时期:内燃机广泛使用时期.以石油、天然气为主要能源能源与人类能源的大量消耗,一方面提高了生产效率,改善了人类生活;另一方面也造成了严重的环境污染.由于向大气中大量排放二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等物质,造成酸雨和温室效应等新能源的开发(1)新能源种类:风能、海洋能、太阳能、地热能、氢能、生物能及核聚变能等(2)新能源特点:多数可再生,污染小探究一探究二能量守恒定律的理解和应用理解(1)某种形式的能量减少,一定存在另一种形式的能量增加,且减少量和增加量相等(2)某个物体的能量减少,一定存在另一个物体的能量增加,且减少量和增加量相等特点(1)能量守恒定律是普遍适用的,对宏观世界、微观世界、高速运动、低速运动等都成立(2)能量守恒定律反映了自然现象的普遍联系,提醒人们自然科学是相互联系、相互统一的(3)能量守恒定律是人类利用自然的重要法宝解题步骤(1)首先分清有多少种形式的能量在变化(2)分别列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增,或找出初状态的总能量E初和末状态的总能量E末(3)列等式ΔE减=ΔE增或E初=E末求解未知量探究一探究二特别提醒用能量观点分析、解决物理问题,往往具有简便、适用范围广等优点,同学们要逐步养成用能量的观点分析、解决问题的习惯.探究一探究二几种常见的功能关系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WG=Ep1-Ep2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W弹=Ep1-Ep2负功弹性势能增加合力做功正功动能增加动能变化W合=Ek2-Ek1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W外=E2-E1负功机械能减少【例1】如图所示,质量为m的木块以速度v0滑上原来静止的质量为M的长木板,水平地面光滑,木块和长木板间的动摩擦因数为μ,长木板长为l0,当木块运动到长木板的另一端时,它们的速度分别是v1和v2,长木板位移为l.(木块的长度与长木板长度相比可忽略不计)求:(1)摩擦力分别对木块、长木板所做的功.(2)木块、长木板的动能各有怎样的变化?(3)长木板、木块的动能变化是否相等?若不相等,请说明理由.点拨:分析、求解功的大小,既可以利用功的公式,又可以利用动能定理.解析:(1)由题图知,物块位移为x=l+l0,故摩擦力分别对木块、长木板做功为W1=-μmg(l+l0),W2=μmgl.(2)木块动能减少了ΔEkm减=12𝑚𝑣02−12𝑚𝑣12长木板动能增加了ΔEkM增=12𝑀𝑣22.(3)由动能定理知W1=-ΔEkm减,即-μmg(l+l0)=12𝑚𝑣12−12𝑚𝑣02W2=ΔEkM增,即μmgl=12𝑀𝑣22−0显然,ΔEkm减ΔEkM增,它们的差值为12𝑚𝑣02−12𝑚𝑣12−12𝑀𝑣22=𝜇𝑚𝑔𝑙0.由能量守恒定律可知系统减少的动能转化成了木块和长木板的内能.答案:见解析题后反思1.物体间发生能量转化或转移时,能量总量不变,若系统内部有滑动摩擦力做功,则有热能的产生.2.发生能量的转移时,能量的形式不变;发生能量的转化时,能量的形式发生改变.在确定能量转化的方向时,可以从“消耗什么能,而得到什么能”进行比较来确定.3.产生的热能的计算Q=f·l相对.【例2】(多选)行驶中的汽车制动后滑行一段距离,最后停下;流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰;降落伞在空中匀速下降.上述不同现象中所包含的相同的物理过程是()A.物体克服阻力做功B.物体的动能转化为其他形式的能量C.物体的势能转化为其他形式的能量D.物体的机械能转化为其他形式的能量解析:三个现象中物体运动过程中都受到阻力,汽车主要是制动阻力,流星、降落伞是空气阻力,因而物体都克服阻力做功,故选项A正确;三个物体运动过程中,汽车是动能转化成了内能,流星、降落伞是重力势能转化成其他形式的能,总之是物体的机械能转化为其他形式的能,故选项D正确.答案:AD题后反思在能量转化过程中,可以从以下三个方面理解:(1)能量有多种不同的形式,且不同形式的能可以相互转化;(2)不同形式的能之间的转化通过做功来实现,即做功的过程就是能量转化的过程;(3)做了多少功就有多少能量发生转化,即功可以用来量度能量的变化.