高中物理 48 能源的利用与开发同课异构课件1 粤教版必修2

1、第四章 机械能和能源第八节 能源的利用与开发粤教版必修粤教版必修2 课标定位课标定位 学习目标：学习目标：1.理解功率的概念并能运用功率的定理解功率的概念并能运用功率的定义式义式pw/t进行有关计算进行有关计算 2理解额定功率和实际功率的概念，正确理解理解额定功率和实际功率的概念，正确理解公式公式pfvcos的意义，并能用来解释有关现象的意义，并能用来解释有关现象和进行计算和进行计算 3知道什么是瞬时功率和平均功率，会在具体知道什么是瞬时功率和平均功率，会在具体问题中计算瞬时功率与平均功率问题中计算瞬时功率与平均功率 4知道什么是能源及其分类且了解新能源的优知道什么是能源及其分类且了解新能源的

2、优点及应用前景点及应用前景. 重点难点：重点难点：功率的理解及有关应用功率的理解及有关应用课前自主学案课前自主学案一、如何描述物体做功的快慢一、如何描述物体做功的快慢功率是单位时间内功率是单位时间内_的多少，表示物体的多少，表示物体_快慢的物理量功率是衡量机械性能的一快慢的物理量功率是衡量机械性能的一个重要指标个重要指标做功做功做功做功 二、怎样计算功率：二、怎样计算功率： 1功率功率 (1)功率的定义功率的定义 功功w跟完成这些功所用时间跟完成这些功所用时间t的的_叫功率，叫功率，功率的符号为功率的符号为p. (2)定义式：定义式：p_.比值比值 (3)功率的单位：在国际单位制中，功率的单位

3、功率的单位：在国际单位制中，功率的单位是是_，符号为，符号为w.1w1j/s. 技术上常用千瓦技术上常用千瓦(kw)作为功率的单位，作为功率的单位，1kw1000w. (4)功率的物理意义：功率是表示物体做功功率的物理意义：功率是表示物体做功_的物理量也可以用来描述能量的物理量也可以用来描述能量_的快慢程度的快慢程度 (5)功率是标量，只有功率是标量，只有_，没有，没有_瓦特瓦特快慢快慢转化转化大小大小方向方向fvcos 思考感悟思考感悟 1汽车在爬坡时，司机有时要通过换挡来降汽车在爬坡时，司机有时要通过换挡来降低车速，这样能增大牵引力，这是为什么呢？低车速，这样能增大牵引力，这是为什么呢？如

4、果汽车上坡时仍要保持原来的速度如果汽车上坡时仍要保持原来的速度,司机要加司机要加大油门，这又是为什么呢？大油门，这又是为什么呢？ 提示：提示：换挡控制牵引力换挡控制牵引力f，变换油门控制汽车，变换油门控制汽车牵引力的功率牵引力的功率p，而，而pfv，三者相互制约，三者相互制约 3额定功率与实际功率额定功率与实际功率 机械正常工作时，允许达到的机械正常工作时，允许达到的_叫做叫做额定功率，机械额定功率，机械_的功率叫做实际功的功率叫做实际功率机械实际的输出功率率机械实际的输出功率(即实际功率即实际功率)应等于或应等于或小于额定功率，在某些情况下，实际功率也可能小于额定功率，在某些情况下，实际功率

5、也可能略大于额定功率，但不允许长时间超过额定功略大于额定功率，但不允许长时间超过额定功率率最大功率最大功率实际运行实际运行 思考感悟思考感悟 2下表所示是某洗衣机铭牌所标注的各项下表所示是某洗衣机铭牌所标注的各项参数从铭牌上可以看出洗衣机在洗涤衣服参数从铭牌上可以看出洗衣机在洗涤衣服时的额定功率是时的额定功率是_w，在脱水时的额，在脱水时的额定功率是定功率是_w. 提示：提示：325255全自动洗衣机全自动洗衣机(xqb552155)型号：型号：xqb552155洗涤洗涤/脱水容量：脱水容量：5.5kg额定输入功率：额定输入功率：325w(洗涤洗涤)255w(脱水脱水)最大耗水量：最大耗水量：

6、129l进水口压强：进水口压强：0.030.78mpa净重：净重：29kg外形尺寸：外形尺寸：630614940(单位：单位：mm)(长长宽宽高高) 三、能源的利用与开发三、能源的利用与开发 1能源及其分类能源及其分类 (1)概念：能够提供可利用概念：能够提供可利用_的物质资源，的物质资源，都可以称为能源都可以称为能源 (2)分类分类 从人类开发能源的历史划分从人类开发能源的历史划分 常规能源：煤、石油、天然气等；常规能源：煤、石油、天然气等； 新能源：核能、太阳能、风能、地热能、海洋新能源：核能、太阳能、风能、地热能、海洋能等能等能量能量 从使用分类从使用分类 一次能源：未经人工加工的能源，

7、如煤一次能源：未经人工加工的能源，如煤 、石油、天、石油、天然气、水能、风能、然气、水能、风能、_、海洋能等；、海洋能等； 二次能源：从一次能源直接或间接转化来的能二次能源：从一次能源直接或间接转化来的能源如：源如：_、氢能、焦炭、氢能、焦炭 从能否再生分类从能否再生分类 可再生能源：太阳能、海洋能、可再生能源：太阳能、海洋能、_、风能等；、风能等； 不可再生能源：不可再生能源：_、_、天然气、核能等、天然气、核能等 从对环境的影响分类：清洁能源从对环境的影响分类：清洁能源(也称也称“绿色环保绿色环保”能源能源)：太阳能、风能、地热能、海洋能等；：太阳能、风能、地热能、海洋能等； 非清洁能源：

8、煤、石油、天然气等非清洁能源：煤、石油、天然气等生物质能生物质能电能电能水能水能石油石油煤煤 2能源危机与环境污染能源危机与环境污染 (1)能源危机：能源的需求和供应的矛盾非常突出，能源危机：能源的需求和供应的矛盾非常突出，能源短缺严重能源短缺严重 (2)环境污染：给人类的生存环境带来巨大的灾难环境污染：给人类的生存环境带来巨大的灾难 温室效应：是由于大气中温室气体温室效应：是由于大气中温室气体(二氧化碳、甲二氧化碳、甲烷等烷等)含量增大而形成的主要原因是煤炭和石油的含量增大而形成的主要原因是煤炭和石油的大量消耗而产生的废气大量消耗而产生的废气 酸雨：大气中的酸性物质，如二氧化硫、氮氧化物酸雨

9、：大气中的酸性物质，如二氧化硫、氮氧化物等，在降雨过程中溶入雨水，使其成为酸雨煤炭中等，在降雨过程中溶入雨水，使其成为酸雨煤炭中含有较多的硫，燃烧时产生二氧化硫等物质含有较多的硫，燃烧时产生二氧化硫等物质 3能源的开发：核能、太阳能、水能、地热能、生能源的开发：核能、太阳能、水能、地热能、生物质能、海洋能、氢能物质能、海洋能、氢能 思考感悟思考感悟 3能源危机和能源的利用对环境所造成的污染已能源危机和能源的利用对环境所造成的污染已成为人类共同关注的世界性问题，怎样缓解当前能成为人类共同关注的世界性问题，怎样缓解当前能源危机、保护和改善人类生存环境？源危机、保护和改善人类生存环境？ 提示：提示：

10、节约能源，开发可替代煤、石油、天然气等节约能源，开发可替代煤、石油、天然气等常规能源的新能源常规能源的新能源,研究清洁能源是缓解当前能源研究清洁能源是缓解当前能源危机及保护和改善人类生存环境的有效措施危机及保护和改善人类生存环境的有效措施核心要点突破核心要点突破一、对功率的理解一、对功率的理解1平均功率与瞬时功率的比较平均功率与瞬时功率的比较 2pfv的理解的理解 (1)公式公式pfv中的力中的力f与速度与速度v应共线，若应共线，若v为瞬为瞬时速度，则用此式计算出的功率为瞬时功率，时速度，则用此式计算出的功率为瞬时功率，v为平均速度，则计算的是该段时间内的平均功为平均速度，则计算的是该段时间内

11、的平均功率率 (2)用此式计算功率时要明确是哪个力的功率，还用此式计算功率时要明确是哪个力的功率，还是物体所受合力的功率，汽车的功率是指汽车牵是物体所受合力的功率，汽车的功率是指汽车牵引力的功率，起重机吊起货物的功率就是钢丝拉引力的功率，起重机吊起货物的功率就是钢丝拉力的功率力的功率 (3)pfv中三个量的制约关系中三个量的制约关系定值定值各量间的关各量间的关系系应用应用p一定一定f与与v成反比成反比汽车上坡时，要增大牵引力，应换低速挡减小速汽车上坡时，要增大牵引力，应换低速挡减小速度度v一定一定f与与p成正比成正比汽车上坡时，要使速度不变，应加大油门，增大汽车上坡时，要使速度不变，应加大油门

12、，增大输出功率，获得较大牵引力输出功率，获得较大牵引力f一定一定v与与p成正比成正比汽车在高速路上，加大油门增大输出功率，可以汽车在高速路上，加大油门增大输出功率，可以提高速度提高速度特别提醒：特别提醒：(1)若求平均功率，还需明确是哪段时若求平均功率，还需明确是哪段时间内的平均功率，可由公式间内的平均功率，可由公式pfv或或 pw/t 来来计算计算(2)若求瞬时功率，需明确是哪一时刻或哪一位置若求瞬时功率，需明确是哪一时刻或哪一位置的瞬时功率，再确定该时刻或该位置的速度，应的瞬时功率，再确定该时刻或该位置的速度，应用公式用公式 pfv 来计算如果来计算如果f、v 不同向，则投不同向，则投影到

13、相同方向再计算影到相同方向再计算1(单选单选)以下关于功率的说法中正确的是以下关于功率的说法中正确的是( )a据据 pwt可知，机器做功越多，其功率就越大可知，机器做功越多，其功率就越大b据据pfv 可知，汽车牵引力一定与速度成反比可知，汽车牵引力一定与速度成反比c据据 pwt可知，只要知道时间可知，只要知道时间 t 内机器所做的功，内机器所做的功，就可求得这段时间内任一时刻机器做功的功率就可求得这段时间内任一时刻机器做功的功率d据据pfv 可知，发动机功率一定时，汽车的牵可知，发动机功率一定时，汽车的牵引力与运动速度成反比引力与运动速度成反比解析：解析：选选 d.由由 pwt可知可知 p 大

14、小取决于大小取决于 w 与与 t 的的比值，比值，a 错；由此公式只能求平均功率，故错；由此公式只能求平均功率，故 c 错；错；当功率一定时，由当功率一定时，由 pfv 可知，牵引力可知，牵引力 f 与速度与速度v 成反比，成反比，b 错，错，d 对对二、机车启动的两种方式二、机车启动的两种方式1机车以恒定的功率机车以恒定的功率 p 启动启动机车以恒定的功率启动后，若运动过程所受阻力机车以恒定的功率启动后，若运动过程所受阻力 f不变，由于牵引力不变，由于牵引力 fpv，随，随 v 增大，增大，f 减小，根减小，根据牛顿第二定律据牛顿第二定律 affmpmvfm，当速度，当速度v 增大增大时，加

15、速度时，加速度a 减小，其运动情况是做加速度减小的减小，其运动情况是做加速度减小的加速运动直到加速运动直到 ff 时，时，a 减小至零，此后速减小至零，此后速度不再增大，速度达到最大值而做匀速直线运动，度不再增大，速度达到最大值而做匀速直线运动，做匀速直线运动的速度是做匀速直线运动的速度是vmaxpf，下面是这个动，下面是这个动态过程的简单方框图这一过程的态过程的简单方框图这一过程的vt 关系如图关系如图所示所示2机车以恒定的加速度机车以恒定的加速度 a 启动启动由由 affm知，当加速度知，当加速度 a 不变时，发动机牵引力不变时，发动机牵引力 f恒定，再由恒定，再由 pfv 知，知，f 一

16、定，发动机实际输出功一定，发动机实际输出功率率 p 随随 v 的增大而增大，但当的增大而增大，但当 p 增大到额定功率以增大到额定功率以后不再增大，此后，发动机保持额定功率不变，后不再增大，此后，发动机保持额定功率不变，v 继继续增大，牵引力续增大，牵引力 f 减小，直至减小，直至 ff 时，时，a0，车速，车速达到最大值达到最大值 vmaxp额额f，此后做匀速直线运动，此后做匀速直线运动在在 p 增至增至 p额额之前，车匀加速运动，其持续时间为之前，车匀加速运动，其持续时间为 t0v0ap额额fap额额( (maf) )a.在在p增至增至p额额之后，为加速度减小的加速运动直之后，为加速度减小

17、的加速运动直至达到至达到vmax.下面是这个动态过程的方框图这一下面是这个动态过程的方框图这一过程的过程的vt关系如图所示关系如图所示此式中此式中v0必定小于必定小于vmax，它是车的功率增至，它是车的功率增至p额额之之时的瞬时速度时的瞬时速度2(双选双选)(2011 年佛山高一检测年佛山高一检测)如果汽车以额定如果汽车以额定功率功率 p 由静止出发，沿平直路面行驶，受到的阻由静止出发，沿平直路面行驶，受到的阻力恒为力恒为 f，则下列判断正确的是则下列判断正确的是( )a汽车行驶的最大速度为汽车行驶的最大速度为 vmpfb汽车先做匀加速运动，最后做匀速运动汽车先做匀加速运动，最后做匀速运动c汽

18、车先做加速度越来越小的加速运动，最后做汽车先做加速度越来越小的加速运动，最后做匀速运动匀速运动d汽车先做匀加速运动，再做匀减速运动，最后汽车先做匀加速运动，再做匀减速运动，最后做匀速运动做匀速运动解析：解析：选选 ac.据据 fpv知，汽车加速，牵引力知，汽车加速，牵引力f 减小，减小，加速度减小，故汽车做加速度减小的加速运动，最后加速度减小，故汽车做加速度减小的加速运动，最后匀速时，匀速时，ff，最大速度，最大速度vmpfpf，a、c 正确，正确，b、d 错误错误三、能源的利用与开发三、能源的利用与开发1新能源分类新能源分类 特别提醒：特别提醒：目前，正在开发的新能源有风能、目前，正在开发的新能源有风能、海洋能、太阳能、地热能、氢能、生物质能海洋能、太阳能、地热能、氢能、生物质能及聚变核能等新能源多为可