2018_2019學(xué)年高中物理第4章能量守恒與可持續(xù)發(fā)展學(xué)案（打包6套）滬科版必修2.zip

2018_2019學(xué)年高中物理第4章能量守恒與可持續(xù)發(fā)展學(xué)案（打包6套）滬科版必修2.zip,2018,_2019,學(xué)年,高中物理,能量,守恒,可持續(xù)發(fā)展,打包,滬科版,必修 4.3能量的轉(zhuǎn)化與守恒 4.4能源與可持續(xù)發(fā)展學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握能量守恒定律知道能量守恒定律是最基本、最普遍的自然規(guī)律之一.2.了解能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性，認(rèn)識(shí)人類珍惜和保護(hù)能源和資源的必要性.3.了解我國(guó)能源狀況，認(rèn)識(shí)能源與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的必要性.4.掌握各種功能關(guān)系，會(huì)應(yīng)用功能關(guān)系和能量守恒定律解決問題一、能量的轉(zhuǎn)化與守恒1能量的多樣性：自然界中能量的形式有多種，如：機(jī)械能、內(nèi)能、電磁能、光能、化學(xué)能、核能、生物能等，各種不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化2能量守恒定律：(1)內(nèi)容：能量既不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量不變(2)能量守恒定律是自然界中最基本、最普遍的規(guī)律，它宣布第一類永動(dòng)機(jī)(不消耗能量而連續(xù)不斷地對(duì)外做功，或者消耗少量能量而做大量的功的機(jī)器)是不可能(填“可能”或“不可能”)制成的二、能源與可持續(xù)發(fā)展1能量的轉(zhuǎn)化效率(1)任何機(jī)器都不可能(填“可能”或“不可能”)將輸入的能量全部轉(zhuǎn)化為有用的能量(2)能量的轉(zhuǎn)化效率.(3)機(jī)器的能量轉(zhuǎn)化效率一定小于(填“一定小于”或“可以等于”)100%.2能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性研究和事實(shí)都表明：能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性，或者說(shuō)，能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有不可逆性3第二類永動(dòng)機(jī)不違反(填“違反”或“不違反”)能量守恒定律，但違反(填“違反”或“不違反”)能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的不可逆性，因此不可能制成4能源開發(fā)、利用與環(huán)境保護(hù)(1)煤、石油、天然氣等化石燃料是目前所用的主要能源，是不可(填“可以”或“不可”)再生的(2)能源的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略：盡可能地開發(fā)和利用各種新能源，千方百計(jì)地提高不可再生能源的合理利用率和轉(zhuǎn)化效率，并且厲行節(jié)約，避免浪費(fèi)即學(xué)即用1判斷下列說(shuō)法的正誤(1)任何能量之間的轉(zhuǎn)化都遵循能量守恒定律()(2)因?yàn)槟芰渴睾?，所以我們不需要?jié)能()(3)能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有不可逆性()(4)任何機(jī)器的能量轉(zhuǎn)化效率都低于100%.()(5)第一類永動(dòng)機(jī)不能制成是因?yàn)檫`反了能量守恒定律()(6)第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`反了能量守恒定律()2一個(gè)質(zhì)量為60 kg的登山運(yùn)動(dòng)員，他登山時(shí)平均每小時(shí)登高500 m(豎直高度)，已知人體內(nèi)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為25%，那么他在3 h內(nèi)消耗的化學(xué)能為_J(g取10 m/s2)答案3.6106 J解析3 h內(nèi)增加的機(jī)械能Emgh60105003 J9105 J消耗的化學(xué)能E3.6106 J.一、對(duì)能量守恒定律的理解導(dǎo)學(xué)探究(1)在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，重物減少的重力勢(shì)能的值總大于增加的動(dòng)能的值，即機(jī)械能的總量在減少機(jī)械能減少的原因是什么？減少的部分機(jī)械能是消失了嗎？(2)請(qǐng)說(shuō)明下列現(xiàn)象中能量是如何轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的？植物進(jìn)行光合作用放在火爐旁的冰融化變熱電流通過燈泡，燈泡發(fā)光答案(1)機(jī)械能減少的原因是由于要克服摩擦阻力和空氣阻力做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能不是(2)光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能內(nèi)能由火爐轉(zhuǎn)移到冰電能轉(zhuǎn)化為光能知識(shí)深化1適用范圍：能量守恒定律是貫穿物理學(xué)的基本規(guī)律，是各種自然現(xiàn)象中普遍適用的一條規(guī)律2能量守恒定律的理解某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加，且減少量和增加量一定相等某個(gè)物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等例1(多選)從光滑斜面上滾下的物體，最后停止在粗糙的水平面上，說(shuō)明()A在斜面上滾動(dòng)時(shí)，只有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化B在斜面上滾動(dòng)時(shí)，有部分勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C在水平面上滾動(dòng)時(shí)，總能量正在消失D在水平面上滾動(dòng)時(shí)，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，總能量守恒答案AD解析在斜面上滾動(dòng)時(shí)，只有重力做功，只發(fā)生動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化；在水平面上滾動(dòng)時(shí)，有摩擦力做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，總能量是守恒的二、能量守恒定律的應(yīng)用1能量守恒定律的表達(dá)式(1)從不同狀態(tài)看，E初E末(2)從能的轉(zhuǎn)化角度看，E增E減(3)從能的轉(zhuǎn)移角度看，EA增EB減2能量守恒定律應(yīng)用的關(guān)鍵步驟：(1)明確研究對(duì)象和研究過程(2)找全參與轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的能量，明確哪些能量增加，哪些能量減少(3)列出增加量和減少量之間的守恒式例2如圖1所示，皮帶的速度是3 m/s，兩圓心的距離s4.5 m，現(xiàn)將m1 kg的小物體輕放在左輪正上方的皮帶上，物體與皮帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.15，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)皮帶將物體從左輪運(yùn)送到右輪正上方時(shí)，求：(g取10 m/s2)圖1(1)小物體獲得的動(dòng)能Ek；(2)這一過程摩擦產(chǎn)生的熱量Q；(3)這一過程電動(dòng)機(jī)多消耗的電能E.答案(1)4.5 J(2)4.5 J(3)9 J解析(1)設(shè)小物體與皮帶達(dá)到共同速度時(shí)，物體相對(duì)地面的位移為s.mgsmv2，解得s3 mvB，QAQB BvAvB，QAQBCvAvB，QAvB，QAQB答案D解析兩顆同樣的子彈穿透木塊的過程中，摩擦阻力f相同，子彈相對(duì)木塊滑動(dòng)的距離相同，所以摩擦力做功過程中產(chǎn)生的內(nèi)能Qfs相同，根據(jù)能量守恒定律有：mv2QAmv，mv2QBmvmBv2，由以上兩式可知vAvB，綜上所述選項(xiàng)D正確6(多選)質(zhì)量為m1、m2的兩物體，靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的人站在m1上用恒力F拉繩子，經(jīng)過一段時(shí)間后，兩物體的速度大小分別為v1和v2，位移分別為s1和s2，如圖3所示，則這段時(shí)間內(nèi)此人所做的功的大小等于()圖3AFs2BF(s1s2)C.m2v22(mm1)v12D.m2v22答案BC解析根據(jù)能量守恒可知，人通過做功消耗的化學(xué)能將全部轉(zhuǎn)化為物體m1和m2的動(dòng)能以及人的動(dòng)能，所以人做的功的大小等于F(s1s2)，也等于m2v22(mm1)v12，即B、C正確二、非選擇題7(能量的利用)一臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組，每秒有2.0 m3的水流過水輪機(jī)，若河壩水位高度差是20 m，則水每秒對(duì)水輪機(jī)最多能做多少功？若有40%的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，問發(fā)電機(jī)的輸出功率為多大？(水的密度103 kg/m3，g取10 N/kg)答案4105 J1.6105 W解析若使水對(duì)水輪機(jī)做功最多，則把水的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為水輪機(jī)的機(jī)械能則每秒對(duì)水輪機(jī)做功為WmghgVh10310220 J4105 J由P得P出1.6105 W.11