能量守恆定律與能源的教案
1.能量守恆定律
(1)導致能量守恆定律最後確立的兩類重要事實是：確認了__________的不可能性和發現了各種____________之間的相互聯絡和轉化.
(2)內容：能量既不會憑空________，也不會憑空________，它只能從一種形式________為另一種形式，或者從一個物體________到別的物體，在轉化或轉移的過程中，能量的總量____________，這就是能量守恆定律.
2.能源和能量耗散
(1)人類對能源的利用大致經歷了三個時期，即________時期、________時期、________時期.自工業革命以來，______和________成為人類的主要能源.
(2)____________和____________已經成為關係到人類社會能否持續發展的大問題.
(3)燃料燃燒時，一旦把自己的熱量釋放出去，就不會再次________聚集起來供人類重新利用.電池中的化學能轉化為電能，電能又通過燈泡轉化為內能和光能，熱和光被其他物質吸收之後變成周圍環境的內能，我們無法把這些內能收集起來重新利用，這種現象叫做能量的耗散.
(4)能量耗散表明，在能源的利用過程中，即在能量的轉化過程中，能量在數量上____，但在可利用的品質上________了，從便於利用的變成________________的了.這是能源危機的深層次的含意，也是自然界的能量雖然守恆，但還是要節約能源的根本原因.
(5)能量的耗散從能量轉化的角度反映出自然界中巨集觀過程的____________.
【概念規律練】
知識點一 能量守恆定律
1.關於能量守恆定律，下列說法錯誤的是()
A.能量能從一種形式轉化為另一種形式，但不能從一個物體轉移到另一物體
B.能量的形式多種多樣，它們之間可以相互轉化
C.一個物體能量增加了，必然伴隨著別的物體能量減少
D.能量守恆定律說明了能量既不會憑空產生也不會憑空消失
2.下列說法正確的是()
A.隨著科技的發展，永動機是可以製成的
B.太陽照射到地球上的光能轉化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空間的能量都消失了
C.既要馬兒跑，又讓馬兒不吃草違背了能量守恆定律，因而是不可能的
D.有種全自動手錶，不用上發條，也不用任何形式的電源，卻能一直走動，說明能量可以憑空產生
3.歷史上曾有許多人試圖發明一種機器，它可以不消耗能量而連續不斷地對外做功，或者消耗少量能量而做大量的功.如圖1所示為一種永動機的設計模型.人們把這種設想中的不消耗能量的機器叫做第一類永動機.這樣的機器能製造出來嗎?請你談談你的看法.
知識點二 能量耗散
4.關於能量耗散的下列說法中，正確的是()
A.能量在轉化過程中，有一部分能量轉化為內能，我們無法把這些內能收集起來重新利用，這種現象叫做能量的耗散
B.能量在轉化過程中變少的現象叫能量的耗散
C.能量耗散表明，在能源的利用過程中，即在能量的轉化過程中，能量的數量並未減少，但在可利用的品質上降低了，從便於利用的變成不便於利用的了，而自然界的能量是守恆的
D.能量耗散表明，各種能量在不轉化時是守恆的，但在轉化時是不守恆的
5.下列說法正確的是()
A.某種形式的能減少，一定存在其他形式能的增加
B.因為能量守恆，所以能源危機是不可能的
C.能量耗散表明，在能源的利用過程中，能量在數量上並未減少，但在可利用的品質上降低了
D.能源的利用受能量耗散的制約，所以能源的利用是有條件的'，也是有代價的
【方法技巧練】
應用能量守恆定律解題的方法
6.水從20 m高處落下，如果水的重力勢能的20%用來使水的溫度升高，則水落下後的溫度將升高多少?(g取10 m/s2)
7.某地平均風速為5 m/s，已知空氣密度是1.2 kg/m3，有一風車，它的車葉轉動時可形成半徑為12 m的圓面.如果這個風車能將圓面內10%的氣流動能轉變為電能，則該風車帶動的發電機功率是多大?
參考答案
課前預習練
1.(1)永動機 自然現象 (2)產生 消失 轉化 轉移 保持不變
2.(1)柴薪 煤炭 石油 煤 石油 (2)能源短缺 環境惡化 (3)自動 (4)沒有減少 降低 不便於利用 (5)方向性
課堂探究練
1.A [能量可以在不同物體之間轉移也可以轉化，但能的總量保持不變.]
2.C [永動機是指不消耗能量，而可以大量對外做功的裝置，歷史上曾出現過各式各樣的所謂永動機的發明，結果都以失敗告終，原因就是違背了能量守恆定律.人類只能發現規律、利用規律.違背規律行事，即使以後科技再發達，也要受自然規律的制約，所以永動機是永遠不可能製成的，A錯.
太陽輻射大量的能量，地球只吸收了極小的一部分，就形成了風雲雨雪，使萬物生長，但輻射到星際空間的能量也沒有消失，一定是轉化成了別的能量，B錯.
馬和其他動物，包括人要運動，必須消耗能量，動物的能量來源是食物中儲存的生物質能，C對.
所謂全自動手錶其內部還是有能量轉化裝置的，一般是一個擺錘，當人戴著手錶活動時，使擺錘不停擺動，給遊絲彈簧補充能量，才會維持手錶的走動，D錯.]
3.永動機是不可能製成的，因為它違背了能量守恆定律，機器只能轉化能量，不能創造和消滅能量.實驗證明，一切永動機的設想和製造都以失敗而告終.
[本題考查對能量守恆定律及能量耗散的理解，能量只能轉化或轉移，在轉化或轉移過程中總量不變;能量耗散表明能量在數量上並未減少，只是在可利用的品質上降低了.]
6.9.510-3 C
解析 質量為m的水從高h處落下，使水的溫度升高了t，水的比熱容為c，由能量守恆定律有：mgh20%=cmt，代入資料，解得t=9.510-3 C.
7.3.4 kW
解析 在t時間內作用於風車的氣流質量
m=r2vt
這些氣流的動能為12mv2，
轉變成的電能E=12mv210%
所以風車帶動的發電機功率為
P=Et=12v310%
代入資料得P=3.4 kW.
方法總結 用能量守恆定律解題的一般步驟
(1)首先分析系統的能量，弄清哪種形式的能量在增加，哪種形式的能量在減少.
(2)分別列出減少的能量和增加的能量.
(3)根據能量守恆定律列方程E減=E增求解.
